重大自然灾害、交通事故以及宁静事件等,给人类和社会造成了较大损失 。有关资料标明,我国每年因突发事件造成的经济损失占GDP的6% ,如汶川地动造成的直接经济损失达4000亿元,相当于中国GDP的3%[1] 。在天灾人祸频发的今天,对应急物流系统进行研究具有重要的现实意义 。应急冷链物流是应急物流体系中的重要组成部分,高质高效地供应应急物资在应对突发事件时至关重要,能直接降低突发事件造成的危害和损失 。因此,关于应急冷链物流的配送模式研究具有重要的理论意义和现实意义 。
关于应急物流的研究,许多学者从看法、特征、系统体系构建、包管机制等角度对其进行了探讨 。如Thomas( 2002)将应急物流分为安排、维持和重新配置3个阶段,主要由筹集、分发、贮存、运输、救援设备和人员的一整套历程与要领组成[2] 。Sheu,Jiuh - Biing( 2005) 指出应急物流差别于一般商业物流,它具有难预见性、不确定性、非通例性等显著特征[3] 。宋爱华( 2011) 结合我国国情,从国家应急治理中心、物流指挥中心、信息平台等方面构建了我国应急物流体系[4] 。欧忠文等( 2005) 探讨了应急物流包管机制、实现要领以及途径,比较了海内外在建立应对突发性事件时的应急包管规则、机制和所接纳的步伐[5] 。海内外学者不但对应急物流进行了定性剖析,还主要从应急物流设施选址研究、应急物流资源调理模型研究和应急物流选址调理集成研究三大类对应急物流模型构建进行了定量剖析 。Balcik等( 2008)构建了能够确定抢救中心的数量和漫衍、物资供应的数量的设施选址模型[6] 。曾敏刚等( 2010) 针对减灾系统中的应急效劳设施选址和应急资源运输路线安排这两个子问题建立了LRP模型,利用启发式算法进行了求解[7] 。从上述文献的剖析可以看出,海内外关于应急物流的理论研究结果颇多 。可是,应急冷链物流除了具有应急物流的共性以外,还会受到运输设备、运输所在、差别突发事件差别需求类型的影响 。因此,应急冷链物流配送模式的研究,有别于普通意义上的应急物流问题的研究,其应急设施的选址、应急资源调理模型的约束条件、求解要领具有自身的特点 。本文将考虑实际灾害事故二次灾害爆发的情况对多资源多受灾点应急冷链物流调理问题的研究 。
应急冷链物流是指为了应对突发性灾难事件,以追求灾难损失最小化、时间效用最大化、冷链物品保质保量送达需求地的特殊物流运动 。该物流运动的开展是应急冷链资源的运输、配送、蕴藏等多个部分凭据突发事件的生长和应急冷链物流力量的实际情况协调理理的一个动态历程 。应急冷链物流作为应急物流的一个专业化�？�,主要针对重大突发事件,如地质灾害等自然灾害,重大交通运输事故等事故灾难,重大熏染病疫情等突发公共卫生事件和突发社会宁静事件 。应急冷链物流的突发性、非通例性等特征使得应急冷链物流的危害尤为突出,为了提高应急冷链物流资源调理的有效性,应充分考虑应急冷链物流的危害识别问题,进而从基础上包管应急冷链物流的有效开展 。
应急冷链物流最显著的特点体现在: 要求在灾害事件爆发后最短的时间内包管品质及格的冷链物流资源抵达受灾点 。也就是说,决策者应该凭据应抢救护人员、岀救点冷链物流资源供应量,从n个可供选择且有应急冷链资源数量约束的出行点确定m个受灾点以及各自的资源数量和行驶路线,使冷链物流资源在尽可能短的时间内抵达应急所在从而包管应急开始时间最早 。因此,本文认为,应急冷链物流的要害技术指标约束应包括: 时间约束、品质宁静以及应急冷链资源供应量制约 。
应急冷链物流在我国尚属一个新兴看法,目前我国应急物流治理缺乏系统深入的理论与实践研究,具体现状及保存的问题如下[8,9,10,11,12]:
1. 执规律则薄弱,组织机制不健全 。由于应急冷链物流涉及的行业多,各行业的标准制定又有疏散性和独立性,造成了冷链物流各行业之间难以统一和配合,在标准的制定上协调性、一致性较差 。目前在海内尚缺乏关于应急冷链物流方面内容的统一性标准和相关执规律则 。同时,突发事件下应急冷链物流的组织多为缺乏相同交流与整合、缺乏系统性和预见性的临时性组织,组织机制不健全,指挥绩效低,缺乏能充分利用民间非政府组织力量的统一的领导机构与专业的应急冷链物流人才 。
2. 信息化水平偏低,配送网络欠兴旺 。应急冷链物流关于硬件水平、信息化的配置等都有较强的刚性要求 。目前我国网络技术生长很快,但现行应急冷链物流信息化水平偏低,不可很好的利用EDI、GPS、GIS等现代信息技术进行灾害营救事情 。另外,缺乏统一的应急物流信息共享和宣布平台 。如灾区冷链物质需求情况、冷链物资供应情况、冷链运力情况等信息不可实时宣布和通报,导致信息差池称,进而影响救灾事情的效率和效果 。同时,我国应急物资配送网络欠兴旺,配送环节的供需信息通报渠道欠亨畅 。
3. 储备货仓结构不对理,运输组织衔接不畅 。我国用于应急条件下的冷藏、冷冻设备缺乏,冷藏保温汽车的占有率低,储备货仓结构也不对理 。目前我国仅在沈阳、天津、武汉等10个都会设立了中央抢救物资储备库,货仓多集中于中东部,且物资储备简单,多为帐篷、棉被等基本生活物资 。同时,运输工具的落后和应急运输专业步队数量较少,严重影响了应急物流的运输包管效率 。
凭据突发事件应急冷链物流的特点以及技术指标约束的要求,将动态计划的最短路问题以及整数计划中的指派问题应用于应急冷链物流配送数学模型的建立 。同时考虑到当突发灾害事故爆发时,受灾点及其他区域往往陪同着二次灾害的爆发,并且二次灾害的爆发往往让人措手缺乏,因而也会有对应急冷链物流资源需求的情况 。在这种情况下,对原发灾害和二次灾害应急冷链物流应该进行统一调理,从而可将应急冷链物流配送问题转化为多资源应急冷链物流的分类调理问题 。
为了简化决策模型和剖析历程,考虑保存原发灾害和二次灾害的情况下对多资源应急冷链物流建模约定如下假设条件:
1. 灾害链中原发灾害与二次灾害同质,原发灾害点到二次灾害点为供应网格最近距离,除需求量差别外,同种冷链剩余物质可以就近输送 。
2. 假定应急冷链物流网格任意两地间的运输时间为常数,忽略运输的应急冷链物质的种类对运输效果及要求的影响 。
3. 统筹调配应急冷链物流资源,将应急冷链资源的需求划分为原发灾害需求和二次灾害需要,并且满足概率独立性要求 。
4. 假定应急治理部分在事前已经将应急冷链资源供应的网格结构及供应量优化 。
模型构建的目标为响应灾害事件爆发后两类应急冷链物流资源调理时间之和为最短,因而可以建立如下笼统的数学模型:
其中假定应急冷链物流中心资源网点荟萃为: F ={Si| i = 1,2,···,| L |} ,待救援原发灾害点荟萃为: G ={Sf| f = 1,2,···,| F |} ,待救援二次灾害受灾点荟萃为H ={Sv| v = 1,2,···,| D |} ,应急资源种类荟萃为R ={j | j = 1,2,···,| R |} 。且假定二次灾害依一定概率( P)爆发 。
其他界说如下:
岀救点i的j种资源的可用量为rji,i∈F,j∈R
岀救点i的j种资源的供应量为rji,i∈F,j∈R
受灾点c的j种资源的需求量为njc,c∈G∪H,j∈R
岀救点i到原发灾害点f的j种资源量为xjif,i∈F,f∈G,j∈R
岀救点i到原发灾害点f的j种资源量为xjif,i∈F,f∈G,j∈R
岀救点i到灾害点v( 可能爆发) 的j种资源量为yjiv,∈F,v∈H,j∈R
从岀救点i到原发灾害点f的最短耗用时间tif,i∈F,∈G∪H
从岀救点i到灾害点v( 可能爆发) 的最短耗用时间tiv,i∈F,c∈G∪H
从原发灾害点f到灾害点v( 可能爆发) 的最短耗用时间tfv,v∈G,f∈H
满足受灾点c的资源调配后,岀救点i的j种资源剩余量sji,i∈F,j∈R
岀救点i调配到受灾点c的j种资源满足受灾点c的需求后j种资源剩余量sjfv,i∈F,j∈R
决策变量:
Ufv体现出救点i的救援物质抵达受灾点f能够继续驰援灾害点v则为1,不然为0 。
约束条件说明如下:
xjif+ sji+ Ufvsjfv= rji为某应急冷链物流中心资源网点冷链物流资源可用量约束方程
xjif= njf+ Ufvnjv为原发灾害点满足应急冷链物流资源调理平衡约束方程
yjiv= njv为二次灾害点满足应急冷链物流资源调理平衡约束方程
yjiv≤sji二次灾害点应急冷链物流资源调理满足剩余量约束方程 。
本文的应急冷链资源调理模型属于混淆整数计划问题,古板要领主要是使用精确算法中的整数计划要领求解 。可是混淆整数计划是NP - 完全问题,当问题规模较大时,精确算法具有指数庞大性,不保存多项式算法,很难得出有效解[13] 。所以,关于具有时间紧迫性的多资源应急物流调理问题,古板解法都不可满足实时性要求 。为此,受Min等所提出的先分类 - 分派后安排运输线路的二级启发式算法思路的启发,针对上述数学模型中的约束条件和目标,设计多资源的分类调理的响应算法[14] 。
1. 算法的基本思路 。本算法的基本思路是先对应急冷链资源需求进行分类,再对凭据受灾点情况对应急冷链资源分级 。首先凭据灾害链中原发或二次灾害点的应急冷链资源需求纪律,将应急冷链资源分为两类: 一类是仅是原发或二次受灾点单独应急需要的冷链资源; 另一类是原发和二次受灾点都需要的公用应急冷链资源 。
对仅是原发或二次应急需要的冷链资源,划分凭据原发灾害受灾点需求量和二次灾害受灾点需求期望建立受灾点资源供应规则,然后凭据领域岀救点搜索要领分派资源; 关于原发和二次灾害都需要的公用应急冷链资源,则需要分级处理 。原发和二次灾害都需要的公用应急冷链资源,在给定的应急网络中,进行统筹调理 。先满足原发灾害点冷链物流资源的需求量,然后再从原发灾害点选择适当的运输线路将同类应急冷链物流资源运往二次灾害点,以降低问题的庞大性,减少算法的盘算时间 。
2. 变量界说 。凭据算法的基本思路,作如下界说:
Wf体现原发灾害受灾点f的冷链资源调理计划,f∈G ,Wv体现二次灾害受灾点v的冷链资源调理计划,v∈H ,则有:
第j行体现各岀救点向受灾点f( 或v) 调理第j种冷链资源的向量,第i列体现岀救点Ai向受灾点f( 或v) 调理的冷链资源向量 。
3. 预备知识 。预备知识一: 任一计划w ,如果上述矩阵界说中某个行向量能够满足目标函数中的约束方程,那么计划w关于某种冷链资源是最优的,如果关于j∈R皆建立,则称计划w为可行计划 。
预备知识二: 将岀救点荟萃中的任一岀救点到受灾点c( 既包括原发灾害点也包括二次灾害点) 的时间距离组按降序排序,也就是说,记λ1c为最长距离,λ2c为次长距离,… ,λ| L| c为最短距离 。这样,可以结构一个岀救点到受灾点的距离排序矩阵:
其中矩阵D| F|×| G∪H|的每一个元素D( ρ,c)= ( iρc,λρc) 为一个二元组,第一项体现到受灾点c第ρ - 短距离的岀救点( iρc∈L) ,第二项为对应的最短距离 。
4. 算法程序 。针对应急冷链物流治理的特点,设计应急治理配送计划 。研究发明,冷链物流应急治理具有网络节点数量大、差别节点需求波动大,节点对物流反应时间要求强等特点 。设计计划中,接纳分级配送与移动货仓相结合的方法实现快速、实时和鲁棒的配送计划 。在每个配送周期到来以前,快速预测网络的每个节点配送需求,考察一段合理的配送时间,可以获得配送需求矩阵D:
其中dij体现第i个节点,第j个时间周期内的需求量 。每个列向量体现目今时刻网络的节点需求,凭据这一需求,可以接纳移动货仓实现快速配送,即将某区域的所有配送物质转载在一辆大型货车( 移动货仓) 上,大型货车( 移动货仓) 开到指定所在以后,再接纳分级配送 。
其要害问题是,移动货仓的位置和每次需要配送的物资总量 。这一部分接纳matlab建模,具体程序如下:
本文以突发事件的情况下冷链物流配送模式为研究工具,以抵达为需要低温生存的应急物资提供了稳定可靠的质量包管和实时有效的配送包管的目的 。从应急冷链物流的内涵及特点出发,总结出其要害技术约束指标: 时间约束、品质宁静以及应急冷链资源供应量制约 。在此基础上考虑原发灾害和二次灾害中的应急冷链物流应进行统一调理的特点,将应急冷链物流配送问题就转化为多资源应急冷链物流的调理问题 。接着以响应灾害事件爆发后应急冷链物流资源调理时间最短为目标,构建了应急冷链物流调理的数学模型,并基于网络优化和线性计划优化思想,运用启发式算法对应急冷链物流调理模型进行求解,再接纳MATLAB算法语言设计了冷链物流的仿真程序,最后提出相应的对策建议,具体如下:
系统全面的应急冷链物流政策规则体系是包管应急冷链物流各项职能正常运行的要害 。结合突发性自然灾害的具体情况以及应急冷链物质的相关特性完善现有应急冷链物流立法中的缺乏之处,适时适量地进行种种应急事件预演 。建立一个专门用于应急冷链物流指挥事情和整合资源的联动机制,集合多方力量联合处理突发事件,特别是有秩序地组织非政府民间救援者,并把军事物流很好的结合起来,包管应急冷链物流高效运行 。
重点投资和建设冷库设施、冷藏技术以及交通运输薄弱的环节,构建冷藏车辆多元化、交通运输系统水陆空多维立体化的运输网络 �？ㄒ惶趸蛘叨嗵跤崩淞次锪髯ㄓ猛ǖ�,构建政府与第三方物流企业相结合的应急冷链物流配送中心,包管冷藏救援物资及相关技术人员能够在24小时之内送至受灾地区,降低了应急冷链物流中心的运营本钱,缩短应急冷链物流作业时间,最大限度地减少损失 。
依托政府公共信息平台建立应急冷链物流信息网络,完善自然灾害监测治理体系 。优化网络信号,扩大笼罩规模,增强网络数据通报承载能力,尽快消除通讯盲点,实时准确地宣布受灾情况,以及冷链仓储及运输的最新信息,提高应急冷链物流的实施效率 。勉励应急冷链物流专业型人才推动应急冷链技术的立异和开发,学习借鉴外洋先进技术和经验,开创具有我国自主知识产权的立异型应急冷链物流技术和专业设施设备 。
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