洪水灾害应急中临时仓库问题的优化模型

Optimizationmodelfortemporarydepotpeobleminflooddiasterresponse洪水灾害应急中临时仓库问题的优化模型目录研究背景及意义本文重点介绍了泰国北部最大城市和清迈省省府清迈的洪水案例研究。0102管理场景及决策人道主义物流管理03运筹学模型的建立基于研究，开发了混合整数线性规划公式04研究结论和模型拓展本研究描述了特定于洪水灾害的不同要素之间的相互作用，作为从准备到灾害响应的物流模型。2023/11/83本文重点介绍了泰国北部最大城市和清迈省省府清迈的洪水案例研究。研究背景及意义研究背景及意义2023/11/84

据世界气象组织官网消息，在过去的50年里，共报告了11000多次与天气、气候和水有关的灾害，造成200多万人死亡和3.64万亿美元的经济损失。这意味着全球平均每天有115人死亡、经济损失为2.02亿美元。其中，热带气旋造成的经济损失最大，其次是洪水。

在东南亚国家，受季风气候影响，则更容易受到洪水灾害的威胁。2011年泰国特大水灾是2011年7月底在泰国南部地区因持续暴雨而引发的洪灾，某些地区的降雨量达120厘米（47英寸），至少400多人死亡，两百万人受洪水影响。

本文重点介绍了泰国北部最大城市和清迈省省府清迈的洪水案例研究。由于其特殊的地理环境，其更容易受到洪水灾害的影响。清迈市作为回应，为平河实施了洪水预警系统，可以实时进行洪水水位预警。

而针对洪水灾害的综合人道主义行动管理，以及处理救援物资的设施的位置路由建立和开发一个模型是十分有必要的。2023/11/85管理场景及决策

基于近几十年来气候科学家的主张以及对于灾害发生频率趋势的分析，学者们开发数学模型和解决方案算法来应对灾害的不同方面。随着全世界灾难的频繁发生,人们对物流在此类事件中起到的重要作用认识的提高，人道主义物流和救援供应链管理领域越来越受关注。

人道物流的目的是救援受灾群众,减轻灾难和有效率的使用有限的资源。而人道物流协同则是提高灾难救援效率和效益的关键,也是实现人道物流目标的重要手段。但是,由于灾后救援环境的复杂性和人道组织间存在竞争等原因,使得组织间的协同成为人道物流的一大挑战。2023/11/86具体管理场景

2023/11/87决策对象该拟议模型已应用于洪水案例研究，因为此类灾害在自然灾害中所占比例最大(CRED2019)。与其他自然灾害不同，大洪水通常需要在DC之外的临时站点位置进行决策。此类临时仓库并非主要用于存储。相反，它们是将救援物资从一种运载工具类型转移到另一种运载工具类型的临时中心，因此必须是可移动的，因为它们的位置往往会随着时间的推移而变化(Manopiniwes和Irohara20152。考虑到这些要点，本研究的研究贡献分为以下两个部分:●洪水灾害特有的不同要素之间的相互作用已被很好地建立为从准备到灾害响应的物流模型。●针对第二阶段洪水灾害响应中考虑多时段、多模态方法的临时站点选址问题，提出了数学模型。2023/11/88运筹学模型的建立符号、参数以及决策变量目标函数及约束条件

目标函数及约束条件

目标函数及约束条件约束条件（10）、（11）、（12）要求每个仓库、发送、接收和停放的最大车辆数量要小于处理这些车辆的相关能力 约束条件（13）表明，安置的临时仓库总数应受所选时间段内允许的最大设施数量的限制。本研究描述了特定于洪水灾害的不同要素之间的相互作用，作为从准备到灾害响应的物流模型。准备阶段包括监测和风险控制过程，而响应阶段专门用于管理政府和援助组织在发生灾难时应如何反应的过程。针对洪涝灾害响应阶段的临时站点选址问题建立了数学模型。灾害周期管理的两个主要阶段分别包括灾前和灾后行动的准备和响应阶段。更具体地说，对于洪水灾害，准备阶段包括在灾害发生前使用的规划系统，以便就救援物资及其相关设施的位置做出决策。该阶段通常考虑的方案包括库存预置、配送中心(DC)和疏散中心(EC)的选择，以及疏散计划。响应阶段是在洪水灾害发生后立即执行的后期救援分发过程。这种应急响应行动的主要目标是在头三天(72小时)内快速部署资源和援助。因此，在这项研究中，第二阶段通过关注操作层面来扩大贡献，以应对洪水灾害的直接后果。定位-路由模型是针对此类灾害特有的临时站点问题提出的。为制定此问题，提出了使用多时段方法来描述问题，并考虑了多式联运以更接近地模拟洪水灾害的现实行为。洪水的一个独特而特殊的特征与其动态能力有关。虽然洪水可能不像地震或其他自然灾害那样紧急，但它们的规模不稳定，并且具有长期的潜在影响。尤其在这段英文中可以体现出来：研究结论Thesecondstageresultsshowthattheoptimallocationsfortemporarydepotsduringeachtimeperiodmusttakeintoconsiderationthedynamiccharacteristicsoffloodwaters.A

single-periodsolutionapproachwasalsoconductedinordertocomparethoseexperimentalresultswiththeperformanceofourproposedmulti-periodmodel.Thesolutionsobtainedshowthatthemulti-periodapproachproducesbettersolutionsthansingle-periodmodels.Ourproposedmodelcontrolstheflowofallreliefcommodities,fromthesourcesallthewaythroughthechainuntiltheyaredeliveredtothehandsoftherecipients.Thismodelprovidedthefoundationforanintegratedoperationplanthatprovedcapableofminimizingdelaysanddistributingthelimitedresourcesinawaythatoptimallysatisfiedtheoverallsystem.最后，由于该模型有许多可能的扩展，未来的研究将探索更大、更复杂的问题。当问题规模和复杂性增加时，算法的使用有望提供重要的改进机会，并且可以预期这有助于找到问题过程的适当和令人满意的解决方案。研究结论1、灾害的管理

我们了解了有关于对灾害频率趋势的分析，并通过开发数学模型和解决方案算法来应对灾害的不同方面。

从数学的角度来看，人道主义行动管理涉及各种复杂的优化问题。优化领域在运筹学(OR)和计算机科学(CS)之间有着广泛而丰富的重叠。本研究旨在提出一种优化问题形式的决策工具，旨在支持有关洪水灾害响应的人道主义行动管理。

灾害周期管理的两个主要阶段分别包括灾前和灾后行动的准备和响应阶段。准备阶段包括监测和风险控制过程，而响应阶段则专门用于管理政府和援助组织在发生灾难时应如何反应的过程。更具体地说，准备阶段包括在灾难发生之前使用的规划系统，以便就救援物资及其相关设施的位置做出决策。该阶段通常考虑的方案包括库存预置、配送中心(DC)和疏散中心(EC)的选择以及疏散计划。

响应阶段是灾难发生后立即执行的后期救援分发过程。这种应急响应行动的主要目的是在头三天(72小时)内快速部署资源和援助。通常，正如本研究中检查的洪水灾害测试案例一样，在这个特定的救援链中有两种类型的需求目的地:受影响地区的EC和居民，因此对称为临时仓库(TD)的设施的需求至关重要这个阶段。作为理想应急响应行动的主要推动力的一部分，必须考虑临时仓库位置的具体问题框架，以及在最初72小时内快速部署资源和援助。学习启示2、实验的设计实验设计是一个复杂的过程，需要经过多个步骤，从定义实验目标、确定实验变量、设计实验方案、实施实验、分析实验结果、得出结论等。实验设计的成功与否取决于实验设计者的经验和技能，因此，实验设计者应该掌握实验设计的基本原理，并熟悉实验设计的各个步骤，以便更好地完成实验设计。

本研究给出了说明性示例，以演示如何使用所提出的模型来优化每个时间段的临时站点位置。时间尺度的考虑很重要，因为它们对网络性能有重大影响。例如，由于规划范围内时间尺度的数量，问题的大小可能会随着较短的时间步长而显着增加，而较长的时间步长可以使问题保持在合理的大小。在这项研究中，在描述洪水响应阶段所需的那些活动时，小时比分钟更合适。本研究的结果表明，在人道主义物流背景下应用优化模型可以为制定应对自然灾害的管理决策提供有价值的工具。然而，在泰国，与世界上大多数国家一样，应对自然灾害的决策大多是根据专家或从业者的经验来执行的，数学OM/OR模型由于风险因素的复杂性而很少应用于实践。眼前的情况、模型本身及其应用。学习启示3、模型的建立

在为人道主义物流开发数学模型时，应考虑某些方面，以促进其应用于现场的实际操作条件。为此，根据对泰王国政府内政部防灾减灾司(DDPM)人道主义从业者的采访，对模型的以下方面进行了分析，并提出了改进功能的建议关于以下建议的模型。战略和运营规划由于拟议的框架构建为两阶段模型方法，包括准备和初始响应阶段以及灾难响应阶段，因此这种模型的调查和制定有可能做出显着贡献。该模型的一个有趣变体涉及考虑战略或预测方法，而第二个响应模型提供了一个操作或反应模型，可以在发生变化后进行调整。预算分配DDPM需要预算资金来为国家提供人道主义灾难管理，但每当自然灾害袭来时，政府的反应总是受到批评。大多数此类批评包括对管理不善的指责以及对救援工作及其善后工作缺乏准备的指责。然而，政府每年拨给灾难规划和实施的资金数额一直是公众关心的重要问题。为了尽量减少此类