动态不确定下的人道主义物流网络设计及其优化研究

Humanitarian Logistics is the core of humanitarian relief, and stands as the bridge of pre-disaster preparation, post-disaster response and recovery. Whether the humanitarian logistics network is designed reasonable or not will significantly affect the respond rate and effectiveness of humanitarian logistics, which is the basis of humanitarian logistics. Based on real-time spatial information system, this project will do an in-depth research on the network design and optimization problem of humanitarian logistics by considering the feature of timeliness, emerging convergence, uncertainty and dynamic, and synthesizing theories and methods of network optimization, uncertain programming, stochastic programming, simulation. The project focuses on the following aspects: VMI-based humanitarian materials reserve network, humanitarian logistics distribution network considering secondary disaster, as well as humanitarian medical shelter network considering ambulance and evacuation route simultaneously and the mechanism of humanitarian logistics network based theory of knowledge representation. At the same time, in view of the nonlinearity, dynamic and uncertainty of the problem, the project will further explore designing effective intelligent algorithm. The research will provide scientific evidence on rapidly and normatively designing humanitarian logistics network, and is of vital importance on optimizing relief material configuration, increasing the efficiency of disaster response and the capacity of social emergency management.

人道主义物流是人道主义救援的核心，是连接灾前准备、灾后反应和恢复的桥梁。人道主义物流网络是人道主义物流活动的基础，其设计合理与否直接影响到人道主义救援的响应速度和成效。本项目将基于实时空间信息系统，考虑人道主义物流的时效性、涌现汇聚性、不确定性以及动态性等特点，综合运用网络优化、不确定规划、随机规划、模拟仿真等方法，深入研究人道主义物流网络设计及其优化问题。重点研究：基于供应商代储模式的人道主义物资储备网络设计问题、次生灾害影响下的人道主义物流配送网络设计问题、同时考虑救护车和疏散路线的人道主义医疗庇护网络设计问题以及基于知识表示的人道主义物流网络构建机理。同时，针对上述问题所构建模型的非线性、动态不确定特点，本项目将探索设计高效智能算法。研究成果将为快速规范的构建人道主义物流网络提供科学依据，并对优化救援物资配置、提高灾难应对效率以及提升社会应急管理能力具有至关重要的作用。

突发性灾难事件后的应急物流管理是一项极其重要的应急管理工作。以往的灾害经验告诫我们，如果灾前应急物资储备网络及灾后物资和人员疏散网络缺乏合理布局和规划，救援工作将会难以进行从而造成巨大的人员伤亡和财产损失。对此，本项目综合运用网络优化、动态规划、随机规划及复杂网络等理论方法进行了研究，主要进行了以下几方面的工作：（1）考虑到框架协议储备与灾前储备的必要性，关注如何使政府与框架协议供应商协调配合储备应急救援物资以更高效地应对灾情。采用基于场景的随机规划方法处理需求不确定性，并对供应商并确定其物资储备量及物资灾前储备量进行决策以优化政府应急救援决策。（2）关注考虑次生灾害的灾后应急物资选址-配送联合优化问题，提出基于条件概率的场景树来定义原生灾害和次生灾害之间的关联性，利用随机规划的方法处理灾害发生概率、物资需求、运输时间等不确定因素，制定灾前设施选址和灾后物资分配计划。（3）在医疗庇护和网络设计和应急疏散方面，首先基于医院对伤员的接纳能力，研究了战略层面的医院、庇护所等设施的选址问题和运营层面的疏散、救护车路线等问题。基于此，在医疗资源分配方面，考虑了伤员心理成本，探究不同医疗资源的变化以及伤员实时生存概率和心理状况对灾后运输计划的影响。同时提出一种基于K短路和用户均衡的思想，根据应急事件的特点，通过动态规划的方法结合有效的算法制定应急疏散路线。（4）在应急物流网络关键指标及评价方法研究方面，提出影响应急物流网络设计的关键在于设施位置及容量选择、物资配送及人员疏散路线选择以及疏散时间点的选择等因素。由于应急物流网络构建过程中的各种不确定性，有必要对物流网络进行评价，因此将疏散人数、应急物资需求满足率、疏散时间、应急运作成本等作为评价标准，提出了相关算法来研究多个评价标准对应急物流网络设计的影响。预期研究成果不仅为相关部门和企业在应急物流管理中提供参考依据和理论支撑，还将拓展应急物流相关研究的内容和方法。