《应急物资配送问题研究的国内外文献综述》4500字

应急物资配送问题研究的国内外文献综述1.1需求紧急度评价方法研究综观现有研究成果，针对应急物流进行的的紧急度评价主要从两个方面开展：其一，是以应急物资为研究主体。因为存在物资运力的约束，面对大规模突发事件时，无法同时调配所有需要的应急物资，所以必须考虑各类物资的实际效用价值，优先调度具有更高紧迫性的物资；其二，是以物资需求点为研究主体。因为大规模突发事件下，往往受灾点数量较多，当应急物资紧缺而无法满足所有需求点时，可以根据各点的紧急度进行物资调度，从而最大化救援物资效用，提高公平性。应急物资的需求紧急度评价郭瑞鹏（2006）运用人工智能中的案例推理技术，提出了基于案例推理（CBE）的预测方法，将应急物资的重要性、时效性和缺口度作为模糊评价指标，建立了应急物资需求分级模糊推理模型REF_Ref25644\r\h[2]。乔洪波（2009）在物资分类的基础上提出对应急物资需求进行分级的思想，构建了物资需求分级的评价指标和模型，并通过模糊综合评价法确定应急物资的需求等级REF_Ref25697\r\h[3]。周礼胜（2010）对传统库存物资分类方法进行改进，提出模糊层次分析法得到总体评估结果，从而对所需库存物资的等级进行划分，提高库存分类的合理性和准确性REF_Ref25736\r\h[4]。需求点的物资紧急度评价FengXiangbo等（1992）指出受灾点物资需求紧急度与受灾人口的特点和受灾情况有关，并给出了函数关系以量化需求紧急度REF_Ref25830\r\h[5]。谈文静（2016）在经典的模糊综合评判法的基础上，改进证据合成规则，通过有效综合多专家评价信息构建模糊评价矩阵REF_Ref25886\r\h[6]。部分文献基于模糊聚类分析法对需求点的物资紧急度进行评价。SHEUJB等（2007）运用模糊聚类分析法对灾区进行分类以确定救援优先权，进而构建以灾区物资需求满意度最大和相应成本最小为目标的应急物资动态调度模型REF_Ref25948\r\h[7]。何曼（2011）通过模糊聚类方法将需求点分为两大类，其中第一类需求点的需求必须在规定时间内满足，再利用层次分析法对第二类需求点赋予相应优先级权重，由此对应急物资延迟送达的情况设定相应惩罚REF_Ref26017\r\h[8]。部分文献以TOPSIS法为基础进行需求点的物资紧急度评价。王婧（2013）运用灰色模糊TOPSIS法对需求点的紧急度进行分级，然后利用模糊语言处理应急环境下的不确定信息，通过熵值法确定指标权重，并根据灰色关联分析改进理想解法，最后用仿真实例结果证实了该方法的可行性和有效性REF_Ref26082\r\h[9]。王英等（2019）采用博弈论的方法将熵权法和层次分析法结合以确定指标权重，再利用马氏距离和灰色关联分析改进TOPSIS法，从而建立受灾点的物资需求紧急度模型REF_Ref26131\r\h[10]。冯江博（2020）对TOPSIS法进行改进，采用B型关联度TOPSIS法综合评价模型确定受灾点的需求紧迫系数REF_Ref26193\r\h[11]。部分学者以新冠疫情为背景提出了物资紧急度评价方法。胡晓伟等人（2020）对新冠疫情出现的物资调度问题进行分析，从医疗物资使用需求和库存估计可使用时间两个维度构建需求点紧急度指标REF_Ref25478\r\h[1]。白雪（2020）将已确诊人员数据、与确诊人员密切接触的人员数据等作为判定风险度的评价指标，运用层次分析法构建区域风险度模型，并模拟绘制各个区域的风险度曲线，作为指导应急物资合理公平分配的依据REF_Ref26327\r\h[12]。王付宇等（2021）基于新冠疫情传播的特殊性，以各个灾区感染人数占区域内总感染人数的比例作为灾区紧急程度权重REF_Ref26392\r\h[13]。同时考虑物资的需求紧急度和需求点的物资紧急度HuH等（2019）提出利用场景系数表示物资需求的紧急性，其中场景系数由救济站的紧急度和物资的紧急度两方面构成，通过V2X技术获取灾区录像，然后对录像进行分析以得到受灾仓库的损坏情况，作为需求点紧急度评价指标之一REF_Ref26467\r\h[14]。1.2应急物资配送问题研究本文主要根据相关文献中物资配送的优化目标不同进行分类阐述。单目标模型EquiL等(1996)以运输费用最小化为车辆调度模型的目标函数REF_Ref26539\r\h[15]。Özdamar等（2004）在应急物资调度模型中，以应急情况下物资送达延误时间最短为目标函数REF_Ref26585\r\h[16]。部分文献以应急响应时间为优化目标。刘春林等（1999）提出了在单需求点连续性条件下，以最早应急开始时间为目标的数学模型，其中连续性条件是要保证不能出现因物资供应不足引起的应急活动的中止，此类问题适合于电力供应系统、消防系统等复杂社会系统REF_Ref26653\r\h[17]。RuanJ等（2013）提出了基于情景的大规模灾害救援物资分配方法，并运用三个相对相似度测量方法对受灾地区的场景进行评估，以减少救援医疗用品的总响应时间REF_Ref26764\r\h[18]。部分文献以路程最短为优化目标。高啸峰（2011）提出了多供应点-多需求点间的硬时间窗车辆调度模型，以所有车辆的总配送路程最小化为目标函数，且考虑到紧急状态下的物资调配，该模型允许各物资需求点的需求量超过单个运输车辆的最大载重REF_Ref26810\r\h[19]。双层规划模型双层规划模型较单目标模型考虑更为全面，上下层优化模型有各自的目标函数和约束条件，上层的决策变量影响着下层的最优解，同时上层进行决策时又会受到下层决策变量的影响。HunjunSun等(2008)提出了一种双层规划模型，上层模型是以最小化成本为目标来确定应急设施的位置，下层模型是以最小化运输成本来实现均衡的需求分配REF_Ref27401\r\h[20]。CamachoVallejo等（2015）以2010年智利地震为背景展开研究，综合考虑到运输成本和救援效率，建立了人道主义物流的双层规划模型REF_Ref27480\r\h[21]。李艳等（2020）提出了突发灾害情景下，以系统响应时间最短为上层目标，以系统总成本最小为下层目标的双层规划模型，并结合聚合度模型对原始遗传算法进行了改进REF_Ref27649\r\h[22]。多目标模型DanB等（2013）为在实现应急物资的调度安全的同时降低运输成本，以最小化总调度路径长度及物流中心投入使用的车辆数为目标REF_Ref27708\r\h[23]。部分学者将物资运输时间和成本作为优化目标。Hu等（2016）将耗时最小和成本最低作为应急物资的配送目标，并采用遗传算法进行求解REF_Ref27751\r\h[24]。唐伟勤等（2016）以最小化应急物资总延误时间和最小化应急总成本为目标，构建了灰色规划模型，通过加权和的方法将多目标优化问题转化为单目标优化问题REF_Ref27796\r\h[25]。陆煜泓（2020）针对新冠疫情出现的医疗物资供应能力与受灾严重程度不匹配的问题，以运输调度总时间最短和成本最低为目标，并根据疫情的发展状况调整两个目标函数的权重值REF_Ref27839\r\h[26]。实际运送过程中会出现因追求配送时间最短和费用最小，导致各需求点物资分配不均的现象。为此，有学者将分配公平性纳入优化目标。Windener等（2011）针对灾后应急物资调度问题，建立了一个以总成本最低、响应时间最短、灾民满意度最大为目标的应急物资调度模型REF_Ref27891\r\h[27]。LinYH等（2011）建立了多目标的调度模型，其中优化目标包括总未满足需求最小化，所有车辆的总行驶时间最小和需求点的满意率差异最小，其中满意率是指实际供给量和需求点之间的比率，该比率的差异最小是为了平衡各需求点之间的服务，实现公平性REF_Ref27934\r\h[28]。谈文静（2016）从物资分配和车辆路径优化两个角度出发，构建了两阶段鲁棒优化模型，第一阶段以需求未满足率最小化为目标，第二阶段以物资送达时间加权和最小为目标REF_Ref25886\r\h[6]。赵明等（2016）考虑到公平性问题，选择响应时间最短和缺失损失最小为优化目标，其中响应时间是以各受灾点紧迫度为权重的加权平均最早响应时间，缺失损失包括所有受灾点的物资缺失时间和缺失率REF_Ref28087\r\h[29]。JinchengJ等（2017）考虑到运输时间、道路通行能力以及物料的供求情况，以最大化运输效率和最小化多灾害点间物资紧急度差异为优化目标REF_Ref28133\r\h[30]。苑津莎等（2020）以最大化受灾点平均满意度和最小化运输路径长度为目标，建立了多种物资调度模型，并采用双蚁群算法进行求解REF_Ref28182\r\h[31]。胡可昊等(2020)以分配公平性最大和运输成本最低为目标，建立了铁路应急物资调度多目标优化模型，并借助模拟退火算法中的拉伸方法改进遗传算法REF_Ref28267\r\h[32]。王付宇（2021）基于灾区的紧急程度，以时间满意度最大化、应急物资供给公平化和总成本最小化为目标构建应急调度模型，并将非支配排序思想引入蜂群算法对模型进行求解REF_Ref26539\r\h[15]。上述文献中，部分采用加权求和的方法将多目标转化为单目标非线性规划，单权重参数的选择较为依赖主观决策，唐红亮等（2020）对此进行了改进。文中根据地震应急特点，以时间周转量最小、物资分配公平性最大和物资运送空载率最小为目标，建立了无运力约束的应急物资调度优化模型REF_Ref28368\r\h[33]。综上所述，多数文献在设计应急物资配送模型时，没有对受灾点物资紧急度的差异性进行研究分析。而且多数学者选择以地震洪涝灾害、海上溢油事故等为背景进行研究，从保护灾点人民群众的生命财产安全、降低环境污染的角度出发，相比之下，针对突发公共卫生事故中医护人员的防护物资配备问题的研究文献较少。同时可以发现，在紧急度评价模型的构建过程中，很多学者不再局限于专家的主观评价，而是综合运用客观赋权的方法，以提高评价的科学准确性。在应急物资的调配方面，模型研究经历了从单目标向多目标，从静态调度向动态调度，从单一算法向混合算法的发展过程，并且考虑到人道主义物流，物资的公平合理调配逐渐成为重要优化目标之一。但部分文献是以物资充足为条件的，没有考虑到突发事件初期的物资短缺问题。因此，本文在现有研究成果的基础上，以新冠疫情爆发初期为背景，结合城市医用防护物资紧缺、各需求点的物资紧急度存在差异性的情况，提出一套物资紧急度评价的指标体系，由此构建基于物资紧急度的车辆路径问题模型，以保证防护物资的公平合理分配、及时高效运输，并运用混合遗传算法进行求解。参考文献胡晓伟,宋浪,杨滨毓,王健.重大突发公共卫生事件下城市应急医疗物资优化调度研究[J].中国公路学报,2020,33(11):55-64.郭瑞鹏.应急物资动员决策的方法与模型研究[D].北京理工大学,2006.乔洪波.应急物资需求分类及需求量研究[D].北京交通大学,2009.周礼胜.基于模糊层次分析法和信息熵的应急物资库存管理研究[D].中国科学技术大学,2010.FengX,LoparoKA.StochasticStabilityPropertiesofJumpLinearSystems[J].IEEETransactionsonAutomaticControl,1992,37(1):P.38-53.谈文静.不确定条件下考虑需求紧急度的应急物资调度研究[D].重庆大学,2016.SheuJB.Anemergencylogisticsdistributionapproachforquickresponsetourgentreliefdemandindisasters[J].TransportationResearchPartELogistics&TransportationReview,2007,43(6):687-709.何曼.需求点分级下的应急物资车辆调度路径优化[D].华中科技大学,2011.王婧.不确定条件下应急物资多式联运调度模型研究[D].华中科技大学,2013.王英,苏柏林,闫鹏,管延萱,邓斌,贾丽丽.基于改进TOPSIS的受灾点需求紧迫性分级研究[J].安全与环境学报,2019,19(01):140-146.冯江博.考虑需求紧迫性分级的应急物流选址[D].兰州交通大学,2020.白雪.面向重大疫情的区域应急物资需求预测与调度[J].物流科技,2020,43(08):87-90.王付宇,汤涛,李艳,王小牛.疫情事件下多灾点应急资源最优化配置研究[J].复杂系统与复杂性科学,2021,18(01):53-62.HuH,ChenK,HeJ,etal.Scenario-BasedEmergencyMaterialSchedulingUsingV2XCommunications[J].Electronics,2019,8(6):707.EquiL,GalloG,MarzialeS,etal.Acombinedtransportationandschedulingproblem[J].EuropeanJournalofOperationalResearch,1997,97(1):94-104.ÖzdamarL,EkinciE,KucukyaziciB.EmergencyLogisticsPlanninginNaturalDisasters[J].AnnalsofOperationsResearch,2004,129:217-245.刘春林,盛昭瀚,何建敏.基于连续消耗应急系统的多出救点选择问题[J].管理工程学报,1999(03):19-22.RuanJ,WangX,ShiY.Scenario-BasedAllocatingofReliefMedicalSuppliesforLarge-ScaleDisasters[J].IcicExpressLetters,2013,7(2):471-478.高啸峰.多配送中心应急物资配送车辆调度模型与算法研究[D].首都师范大学,2011.SunH,GaoZ,WuJ.Abi-levelprogrammingmodelandsolutionalgorithmforthelocationoflogisticsdistributioncenters[J].AppliedMathematicalModelling,2008,32(4):610-616.JoséFernandoCamachoVallejo,EdnaGonzálezRodríguez,FranciscoJavierAlmaguerMartínez,etal.Abi-leveloptimizationmodelforaiddistributionaftertheoccurrenceofadisaster[J].JournalofCleanerProduction,2015,105:134-145.李艳,王付宇,李琰.基于双层规划的应急物资调度模型与算法研究[J].南阳理工学院学报,2020,12(04):36-42.DanB,ZhuW,LiH,etal.DynamicOptimizationModelandAlgorithmDesignforEmergencyMaterialsDispatch[J].MathematicalProblemsinEngineering,2013,(2013-12-3),2013,2013:1-6.FeihuH,YulongW,BeilongM,etal.EmergencySuppliesResearchonCrossingPointsofTransportNetworkBasedonGeneticAlgorithm[C]//InternationalConferenceonIntelligentTransportation.IEEE,2016.