震灾应急物流中的应急物资需求预测和运输资源调度研究.pdf

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1、 评阅编号：密级：震灾应急物流中的 应急物资需求预测与运输资源调度研究 学位级别：硕 士 学科专业：管理科学与工程（物流管理）作者姓名：顾 小 豹 指导教师：杨 西 龙 中国重庆 二一年三月 ID：Secretary-level：Research on the demand of emergency materials and transportion resource schedule in Earthquake Emergency Logistics A Thesis Submitted to Logistical Engineering University in Partial Ful

2、fillment of the Requirement for the Degree of Master of Management By GU Xiaobao Supervised by：Yang Xilong Specialty：Management Science and Engineering (Logistics Management)Chongqing,China March 2010 后勤工程学院硕士学位论文 中文摘要 I 摘 要 本世纪以来，世界范围内在陆地发生地震的频率明显增高，破坏强度和造成的损失明显增大。过去两年，世界范围内发生 7 级以上地震 34 次，在我国境内发生

3、6 级以上地震 25 次。地震救援工作面临的压力越来越大，为保障地震救援顺利、高效地开展，必须迅速建立震灾应急物流系统，在最短的时间内评估灾区人员伤亡和应急物资需求情况，并以最快的速度将应急物资运抵灾区、将伤员运送到医疗点进行救治。本文紧密结合地震灾害这个特殊情景的特点，在国内外应急物流的研究基础上，对震灾应急物流系统进行了深入分析，并研究了震灾应急物流中的应急物资需求预测和运输资源调度。为震灾应急物流实践提供了参考和借鉴。首先，研究了震灾应急物流系统。总结了国内外关于应急物流的研究现状，分析了我国应急物流系统现状和存在问题，研究了我国地震应急的特点。在以上分析研究的基础上，提出了震灾应急物流

4、系统的概念、特点和设计原则，分析了震灾应急物流系统的组成要素，设计了适用于地震应急期的震灾应急物资供应网络，并详细描述了震灾应物流系统的运作过程。其次，研究了震灾应急物资需求预测。根据近 16 年来云南地震灾害数据，在分析地震人员伤亡影响因素的基础上，使用支持向量回归的方法建立了震灾人员伤亡预测模型，并用测试集数据证明了模型的有效性。在得到灾区总的人员伤亡基础上，结合地震动衰减规律，研究了灾区不同分区内的需求中心人员伤亡比例。在获得需求中心灾民和各类伤员数量的情况下，建立了灾区应急物资需求量的推估模型，并用实例验证了模型的可行性。最后，研究了震灾运输资源调度。分析了地震发生后的运输需求，不仅包

5、括应急物资的运输，还要把灾区伤员运送到医疗点进行救治，据此分析建立了以物资未满足和伤员未及时得到治疗所造成的损失最小为目标，存在多供应点、多需求点、多种类物资和伤员、多种运输方式的运输资源调度模型。运用遗传算法求解了模型，并通过算例证明了模型的有效性。关键词：震灾，应急物流，预测，调度 后勤工程学院硕士学位论文 英文摘要 II ABSTRACT Since this century,the frequency of earthquake in land around the world have grown higher,the damage and the loss cuased by th

6、e earthquakes increased significantly.During the past two years,above magnitude 7 earthquakes have occured 34 times around the world,in our country above magnitude 6 earthquakes have occurred 25 times.Earthquake rescue is in the face of growing pressure,in order to guarantee the earthquake rescue ru

7、ns smoothly and efficiently,Earthquake Emergency Logistics System must be quickly established,assess the casualties and the demand for emergency materials at once,emergency materials must arrive in the disaster areas and the wounded must be carried to medical centers as fast as possible.Combine with

8、 the particular scenario of earthquake and base on the research of Emergency Logistics at home and abroad,this thesis thoroughly analyzes the Earthquake Emergency Logistics System,studies the demand forecast in Earthquake Emergency Lgistics and transportation resource scheduling.The study of the the

9、sis provides as a reference for Earthquake Emergency Logistics practice.Firstly,explores the Earthquake Emergency Logistics System.Summarizes the researches on Emergency Logistics at home and abroad,analyzes the status and problems of Emergency Logistics System in our country,and studies the charact

10、eristics of Earthquake Emergency in China.Based on the above analysises,proposes the concept and design principles of Earthquake Emergency Logistics System,analyzes the elements of Earthquake Emergency Logistics System,designs an Earthquake Emergency Logistics supply network for Earthquake Emergency

11、 phase,and describes the operational process of Earthquake Emergency Logistics System in detail.Secondly,explores Earthquake Emergency demand forecasting.This thesis analyzes the earthquake data of Yunnan in the past 16 years,puts forward the factors that impact the earthquake casualties,then trains

12、 Support Vector Regression model with neatened earthquake data of Yunnan,and uses test data to prove that the model can be used to forecast the number of earthquake casualties.Base on acquiring the number of casualties and combine with the regularity of earthquake move,explores the casualties of dem

13、and centers in different partitions.Builds a model to estimate the demand of demand centers,which needs the number of victims and the various wounded.Finally,explores earthquake transportation resource scheduling.After earthquake 后勤工程学院硕士学位论文 英文摘要 III occured,we not only must transport emergency mat

14、erials to disaster areas,but also must carry the wounded to the medical centers for treatment.This thesis builds a transportion resource scheduling model that aims to minimize the losses of demand does not meet and the wounded does not receive timely treatment,in the case of multi-supply points,mult

15、i-demand point,a wide array of materials and the wounded and a variety of transportion modes.Designs genetic algorithm to solve the model,and give an example to prove the validity of the model.Keywords:earthquake disaster,Emergency Logistics,forecast,schedule 后勤工程学院硕士学位论文 目 录 IV 目目 录录 中文摘要中文摘要.I 英文摘

16、要英文摘要.II 1 绪论绪论.1 1.1 研究背景和意义研究背景和意义.1 1.1.1 研究背景.1 1.1.2 研究意义.2 1.2 研究现状分析研究现状分析.3 1.2.1 应急物流基础理论研究现状.3 1.2.2 应急物资需求预测研究现状.4 1.2.3 应急运输资源调度研究现状.5 1.3 论文研究内容及结构安排论文研究内容及结构安排.8 1.3.1 主要研究内容.8 1.3.2 论文结构.9 1.4 本章小结本章小结.10 2 震灾应急物流研究理论基础震灾应急物流研究理论基础.11 2.1 应急管理理论应急管理理论.11 2.1.1 应急管理概念.11 2.1.2 应急管理研究对象

17、.11 2.1.3 应急管理指导原则.12 2.2 应急物流理论应急物流理论.12 2.2.1 应急物流概念.12 2.2.2 应急物流特点.13 2.2.3 应急物流研究范围.14 2.3 地震应急概述地震应急概述.15 2.3.1 地震应急概念.15 2.3.1 我国地震应急.15 2.3.2 汶川地震应急简介.16 2.4 本章小结本章小结.17 3 震灾应急物流系统设计震灾应急物流系统设计.18 3.1 我国应急物流系统概述我国应急物流系统概述.18 3.1.1 我国应急物流系统简介.18 后勤工程学院硕士学位论文 目 录 V 3.1.2 我国应急物流系统存在的问题.20 3.2 震灾

18、应急物流系统的概念和特点震灾应急物流系统的概念和特点.22 3.3 震灾应急物流系统的设计原则震灾应急物流系统的设计原则.24 3.4 震灾应急物流系统的组成要素震灾应急物流系统的组成要素.24 3.4.1 震灾应急物流执行机构.25 3.4.2 震灾应急物流供应网络.26 3.4.3 震灾应急物资.26 3.4.4 震灾应急物资的供应主体.26 3.4.5 震灾应急物流运输工具.27 3.4.6 震灾应急物流信息系统.27 3.5 震灾应急物流系统供应网络设计震灾应急物流系统供应网络设计.28 3.6 震灾应急物流系统运行过程描述震灾应急物流系统运行过程描述.32 3.6.1 应急物资与信息

19、的流转.32 3.6.2 震灾应急物流系统的运作.34 3.7 震灾应急物流中主要决策问题分析震灾应急物流中主要决策问题分析.36 3.8 本章小结本章小结.36 4 震灾应急物资需求预测震灾应急物资需求预测.37 4.1 震灾应急物资需求概述震灾应急物资需求概述.37 4.1.1 应急物资需求概念.37 4.1.2 应急物资分类.37 4.1.3 震灾应急物资需求分析.38 4.2 支持向量机概述支持向量机概述.38 4.2.1 支持向量机基本原理.38 4.2.2 支持向量在回归中的应用.41 4.2.3 支持向量机与神经网络比较.44 4.3 LIBSVMMAT软件包软件包.45 4.3

20、.1 LibsvmMat 的安装.45 4.3.2 LibsvmMat 的使用方法.46 4.4 基于基于 SVR 的震灾应急物资需求预测模型的震灾应急物资需求预测模型.47 4.4.1 问题分析.47 4.4.2 震灾数据收集和处理.48 4.4.3 数据预处理.50 4.4.4 基于遗传算法的参数寻优.50 4.4.5 数据特征分析.53 后勤工程学院硕士学位论文 目 录 VI 4.4.6 伤亡人员预测及结果分析.54 4.4.7 需求中心人员伤亡比例推估.57 4.4.8 应急物资需求量推估.58 4.5 算例分析算例分析.58 4.6 本章小结本章小结.60 5 震灾运输资源调度震灾运

21、输资源调度.61 5.1 震灾与其他突发事件下运输资源调度异同分析震灾与其他突发事件下运输资源调度异同分析.61 5.2 问题描述问题描述.62 5.3 震灾应急物资运输与车辆调度模型震灾应急物资运输与车辆调度模型.62 5.3.1 模型假设及符号定义.62 5.3.2 模型构建.63 5.4 基于遗传算法的模型求解基于遗传算法的模型求解.65 5.4.1 遗传算法简介.65 5.4.2 求解模型的遗传算法设计.67 5.5 算例分析算例分析.68 5.5.1 算例数据设计.68 5.5.2 结果分析.70 5.6 本章小结本章小结.72 6 总结与展望总结与展望.73 6.1 研究总结和创新

22、点研究总结和创新点.73 6.2 研究不足和论文展望研究不足和论文展望.73 致致 谢谢.75 参考文献参考文献.76 附附 录录.80 附录附录 1：攻读学位期间取得的研究成果：攻读学位期间取得的研究成果.80 A.作者在攻读学位期间发表的论文目录.80 B.作者在攻读学位期间参与的科研项目.80 附录附录 2：1992 年年2008 年云南省地震数据年云南省地震数据.81 附录附录 3：核函数参数寻优代码：核函数参数寻优代码.84 附录附录 4：数据特征分析代码：数据特征分析代码.88 后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 1 1 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 研究背景 汶川地震

23、留下的伤疤还没愈合，年初的海地地震让我们痛上加痛，在我们还没来得及哭出声音，智利康塞普西翁地震就几乎让我们窒息。本世纪以来尤其是近两年，世界范围内在陆地发生地震的频率明显增高。过去两年世界范围内发生7级以上地震34次，在我国境内发生6级以上地震25次。我国地处环太平洋和欧亚两个地震带，是世界上地震灾害最严重的国家之一。据中国地震烈度区划图（1999年）统计，世界上发生死亡千人以上的地震约340次，中国占83次，死亡人数占全世界总死亡人数的24%。20世纪以来，世界上发生死亡千人以上的地震为623次中国占了31次，死亡人数占世界总死亡人数的53%1，如表1.1所示。表 1.1 全球和我国震灾死亡

24、人数统计表 Table1.1 The death number of earthquake all of the world and China 死亡千人以上 地震次数 震害死亡总人数（万人）中国约占全球总数的百分比（%）时间 全球 中国 全球 中国 地震次数 死亡人数 1700-1900 106 25 160 35 24 22 1900-1995 623 31 104 55 5 53 据统计，1996年至2005年我国已发生了灾害性地震110次，约占全球同期灾害性地震发生次数的60%，共造成811人死亡，近415万人受伤，直接经济损失约达195111亿元。在我国，地震基本烈度度以上需设防的区

25、域占国土面积的80%，其中度和度以上区域占国土面积的50%，74%的省会城市和62%的地级城市都位于度以上的高烈度地区。此外，在未来一段时间内，我国发生多次6级以上强烈地震的可能性很大234。2008年汶川8.0级地震是新中国成立以来，破坏性最强、受灾范围最大、救灾难度最大的一次地震灾害。截至2009年5月25日10时，共遇难69227人，受伤374643人，失踪17923人，直接经济损失达8451亿元5。地震发生后，在政府和广大人民群众的共同努力下，救援工作迅速展开，救援人员克服重重困难，最大限度地挽回受灾群众的生命和财产损失。但在抗震救灾的物资供应过程中存在各自为政、多渠道分发、缺乏统一指

26、挥协调等问题，这表明我国在应急物流系统的建立、应后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 2 急物资保障等方面还存在诸多不足。为了保障地震发生后的应急救援物资需求，使地震灾害造成的损失最小，急需对震灾应急物流系统建立、灾区需求把握、运输资源调度等方面进行研究，进而为震灾应急物流实践提供指导。1.1.2 研究意义 本文旨在，通过分析地震发生后的特殊情景下物流的属性、目标与约束条件，设计出适应于地震应急期的应急物流系统，并深入研究解决该情景下的应急物资需求预测和运输资源调度问题，为地震发生后应急指挥人员尽快建立应急物流系统，在短时间内把握灾区需求，并制定快速、高效的运输资源调度计划提供决策参考。近两年世

27、界范围内的陆地地震发生频率明显增高，地震强度和破坏力明显增大，这都加剧了本课题研究的重要性和紧迫性。本课题的研究对于丰富应急物流理论，提高地震应急物流的保障效率，优化运输资源调度等都具有重要意义。（1）理论意义 目前我国应急物流研究总体上还属于研究初期，基本上处于经验总结、概念提出的阶段。本课题的研究有助于推动震灾应急物流系统的研究，有助于丰富应急物流系统理论。本文使用定量的方法对地震灾区应急物资需求做了尝试性的研究，这有助于推动应急物资需求的定量化研究，有助于拓展应急物流的研究广度、挖掘应急物流的研究深度。本文对地震造成的复杂环境下的运输资源调度研究，进一步丰富和完善了应急物资运输和车辆调度

28、理论。（2）实践意义 本文对地震这个特殊情景下的应急物流系统的研究，可以帮助应急保障计划制定、执行人员深入认识震灾应急物流系统的运作规律，了解各阶段进行物资保障的目标，以及可采取的运作方案。本文设计了应急物流供应网络，为应急指挥人员在灾后建立高效快速的物资供应网络提供了参考。地震情景下的应急物资需求同传统需求具有很大区别，而且在短时间内我们无法获得灾区信息。如何较为准确地把握灾区需求一直困扰着应急物流指挥人员，本文对地震灾区需求的定量研究可以辅助地震应急物流指挥人员评估灾区需求。地震发生后，我们不仅要把应急物资运到灾区，还需要将灾区伤员及时运送到医疗点进行救治。本文的震灾运输资源调度模型，不仅

29、考虑了物资的运输而且涵盖了伤员的运送，最大限度地减小了灾区道路交通压力，而且最大化地利用了有限的运输资源。最终实现了在最短的时间内满足灾区物资运输和伤员运送需求。后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 3 1.2 研究现状分析 地震作为破坏性极强的自然灾害之一，既具有一般突发事件的共性又具有特殊性。目前专门针对地震这个特殊情景下的应急物流研究还比较少，关于突发事件下的应急救援和应急物流研究比较多，这些研究成果对于地震应急物流具有一定的指导意义。下面从应急物流基础理论、应急物资需求预测、应急运输资源调度三个方面分析国内外研究现状。1.2.1 应急物流基础理论研究现状 应急物流最初是与军事物流联系在一

30、起的，美国学者在这方面的研究起步较早，我国在这方面起步相对较晚。2003年爆发“非典”疫情，当时的应急物流引起了国家的高度重视，随后我国组织专家研究建立国家应急系统，从此许多国内学者开始了这方面的研究。应急物流的概念，最初由欧忠文6等人提出，所谓应急物流，就是指以提供突发性自然灾害、突发性公共卫生事件等突发性事件所需应急物资为目的，以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标的特种物流活动。刘志学7提出应急物流具有突发性、不确定性、弱经济性、非常规性和形质效用等特点。王旭坪、傅克俊和胡祥培8从系统工程的角度对应急物流进行了研究，提出应急物流具有以下特点：突发性或非正常性、应急物流需求的随机性、应

31、急物流需求的事后选择性、流量的不均衡性、时间约束的紧迫性和应急物流的社会公益性。参考文献9详细介绍了美国应急物流系统。美国防救灾工作强调运用科技手段，强调事先预防和模拟演练。针对人口稠密的大都市区和人口稀少的地区灾害均采用不同的预案和救灾方式。救灾规划还有相应的治安组织体系，该体系平时和警方配合承担治安任务，在遇到重大灾害时，迅速转变成紧急救灾体系，联邦紧急事件管理局设有专门的物流管理部门，平时主要负责救灾物资储备，预测各级各类灾害救援物资的需求。当灾害发生时，物流管理单位迅速转为联邦紧急反应状态，根据灾害需求组织、接收、配送救灾物资，规划救灾物资配送路线。参考文献1011介绍了日本的应急物流

32、体系。由于日本特殊的地理位置和地质条件，该国经常遭受飓风和地震的侵袭，因此相当重视防救灾计划和防救灾演习。日本的防灾计划包括防灾基础计划、防灾业务计划、区域防灾计划等三类。日本各个重要灾害区也有专门防救灾预案。救灾预案说明了救灾组织体系，如重要救援物资的储备数量、地点和救灾援助点的设置。同时日本政府积极宣传各类救灾预案，并定期举行各类救灾演习，从而使防救灾知识得到广泛普及。Tim Russell12对2004年12月印度洋地震与海啸爆发后的救援物资供应链进行后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 4 实证分析。提出救援物资供应链的流程按顺序包括物资准备灾害爆发后物资评估及救援请求物资调度和捐赠动员

33、货物取得运输交付过程中的跟踪记录存货管理交付。通过交流、合作来协调救援物资供应链的运作。李阳13分析了我国现有的救灾管理体系，提出我国现有的救灾物资供应体系中存在着救灾储备中心布局不合理、救灾物资储备分散、物资保障成本较高、救灾物资容易出现供需失衡等问题。提出了一个由救灾物资收集中心、物资配送中心、救助中心三级结构的救灾物流配送系统。韩景倜14分析了应急事件条件下产生的物资保障需求的特点，指出它属于高强度需求物流，单个企业或单一物流供应链难以独立完成保障任务，并且由于应急事件按指令计划运作，原有的定常态下的物流供应链模式被打破，一些相互独立的企业、商业物流供应链和企业联盟，将在强指令性计划下重

34、新整合，那些对完成应急事件保障任务具备优势的单元将被保留，形成特定条件下的物流供应链。在此基础上提出应急物流体的概念。指出它是在强指令驱动和联盟利益的激励导致物流供应链结构在非定常态下发生变异，产生一类体系高效、构形稳健的应急保障物流供应协作实体。1.2.2 应急物资需求预测研究现状 目前关于应急物资需求预测的研究文献比较少，下面对现有研究成果进行分析。聂高众等15分析了地震应急需求类别与种类，提出了地震应急需求的概念模型，从以往地震资料中提取了应急需求系数。但使用该概念模型需要较为准确地掌握地震伤亡人数，这在地震后短时间内是无法统计的。王铁宁等16针对物资应急保障问题，提出了制定应急物资保障

35、计划的流程，构建了应急物资保障计划制定的数学模型，并应用运筹学的方法对其进行了优化。该模型可为制定应急物资保障计划提供高效、便捷、准确的途径，并提到了应急物资需求点的物资需求数量，储备点之间物资调运数量等变量。郭瑞鹏17采用案例推理的方法对应急物资需求量进行了预测，提出应急物资的需求包括质量需求、数量需求和结构需求三个方面，通过应急物资需求案例进行模糊化处理和案例贴近度计算，对物资数量进行了预测。并提出基于Mamdani型模糊推理的应急物资需求分级方法，并且建立了需求分级模糊推理模型。在需求分级研究中研究了影响物资需求级别的因素，包括：重要性程度、缺口度和时效性三个方面，运用MATLAB仿真对

36、评价指标模糊化，得到物资的需求级别。然而我国在案例数据库建设方面欠缺很大，导致该预测方法实用性有限。陈丽君18在综述“冲击需求”及需求函数确定方法的基础上，应用BP人工神经网络法对救灾物资的需求函数进行了逼近，并选取四川某灾区帐篷销量有关数后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 5 据，运用MATLAB中的BP人工神经网络工具箱编写相应的程序得到救灾物资的应急需求函数拟合曲线。该方法使用的数据为销售量数据，实际中的帐篷需求大部分为政府供应，市场直接提供只是很小的一部分。以上研究没有结合地震灾害的本质特性，因而对地震应急物资需求的研究只停留在表象上。本文从地震灾害的特点入手，使用定量的方法研究了地震

37、应急物资需求。1.2.3 应急运输资源调度研究现状 由于存在多目标、多供应点、多需求点、多运输方式、多种类货物等约束条件，使得应急运输调度问题的研究与解决非常复杂，目前讨论此问题的文献主要集中在以下三个方面：一是单目标、多供应点、单需求点、单（多）种类物资的应急物资运输与车辆调度研究；二是多目标、多供应点、单需求点、单（多）种类物资的应急物资运输与车辆调度研究；三是多目标、多供应点、多需求点、多种类物资的应急物资运输与车辆调度研究。（1）单目标、多供应点、单需求点、单（多）种类物资情况下 Knott19提出任何救援物资供应活动的总体目标是将正确混合的食物在他们最需要的时间运送给受灾群众，作者的

38、研究集中在散装食品运输和运输车队高效使用方面。建立了一个单一货物品种、单一运输方式的救援食品运输的数学模型，目标是减少救援物资运输的总体费用，它包括三个约束条件，第一个约束式限制在一个时间周期内交付的货物数量必须大于最低需要量；第二个约束式描述货车使用天数不能超过车辆可以使用的时间；最后一个约束式限制交付的食品数量不能超过可以供应食品的数量。Linet20详细描述了应急物资运输的限制条件：包括应急物资运输目标函数是尽量减少救援物资需求满足的时间延迟，供应救援物资的种类较多，有多个物资供应点与需求点，使用多种运输方式，车辆可以在网络中的任意一点出发；可用车辆数、物资供应及需求量等参数都会随时间变

39、化等。车辆完成运输任务后不需要回到出发车场。根据以上条件提出了一个基于混合整形规划的应急救援物资运输模型，并提出了模型的解决算法，最后使用算例验证了算法的有效性。比较全面地讨论了在救援物资运输过程中的约束条件与需求，但是该文献提出的模型没有考虑最小化运输费用，同时目标函数是最小化各周期内未满足货物量的总和，这实际上给量大的物资赋予较高的运输优先权，从而导致一些重要但权重小的物资（如药品）最后运输。Barbarosoglu21提出了一个两阶段多运输方式、多种类货物网络流模型，模拟救援物资的运输计划。通过提前确定发生地震范围与震级的概率，解决在第一轮救援行动中，没有得到灾情详细数据的情况下，物资供

40、应与需求不平衡的问题。后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 6 该文主要采用随机线性规划来建立系统模型，没有考虑车辆调度问题，所以模拟多运输方式不完整。Heung-suk22认为在既没有向受灾地区运输救援食品的计划又缺乏库存应急食品的情况下，向受灾地区紧急运输救灾食品所面临的问题主要是分配问题。所以在文献中设计了一个分配模型来制定优化受灾地区救援物资分配计划。该模型通过分阶段的方法来计算最优救援物资分配计划。在第一阶段是一个优化库存分配模型，它的目标是决定最优的分配模式，以最小化总的旅行时间。第二阶段是聚集阶段，将供应区域划分给一个供应中心，并且决定供应中心的容量以及可以供应的车辆数。第三阶段是

41、车辆路径选择阶段，在最小化时间旅行时间的目标下计算最优的配送区域划分与车辆配送路径。在该模型下没有考虑多种运输方式、车辆数不足等限制条件，解决问题类似于求解一般的商业物流中心的选址与车辆调度问题。Syozo Kubo23提出了由一定数量的气垫船组成的灾后急救运输系统，并对1995年的神户地震进行了救援仿真。Jae Young Choi24研究了在路网情况不确定情况下如何分配有限的资源（如救护车和其它应急救灾车辆）将受伤人员运输到医院，目标是使受伤人员存活数最大。Konstaninos25等研究了基于适时决策支持系统的公路网事故响应模型，其目标是使响应时间最短。（2）多目标、多供应点、单需求点、

42、单种类物资情况下 胡飞虎26等针对多物资多点出救多目标应急调度问题的特点，建立了一种以时间最短、成本最小为目标的数学模型，并应用模糊理想点法作为多目标模糊判决的求解算法，把多目标决策问题转化为单目标规划问题进行求解。刘春林27讨论了物资需求约束条件下多出救点的紧急物资调度问题。描述的问题约束中有多个物资供应点，一个需求点，在应急活动开始后，应急救援物资按一定的消耗速率消耗，要求在保证物资连续消耗的条件下，制定多个物资供应点调度方案。在此基础上给出了应急时间最早前提下出救点数目最少以及限制期条件下出救点数目最少的应急模型，提出了模型的求解方法并且从理论上证明了模型求解方法的正确性。对于多种救援物

43、资需求、运输工具调度、使用多种运输方式等在应急物资运输中经常需要研究解决的问题都没有涉及。宋明安28指出由于可用资源数量有限，应急管理必须在有限资源的限制下，制定最优的物资配送方案，在最短的时间内，将救援物资配送到灾区。作者构建了一个救灾物资输配送系统，该系统包括前端与后端两个线性规划模型。前端解决的是如何将所有物资供应点所提供的物资分配给各区域汇集中心；后端讨论了后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 7 对于避难所的资源分配，并探讨了当灾害发生初期所产生的供需失衡问题。该文献主要讨论的是救援物资在多个区域内分配的问题，以解决在灾害发生初期救援物资供需失衡问题。何建敏29研究了大规模灾害发生时多

44、出救点车辆调度的组合优化问题。作者运用模糊优化方法研究限制期下的多出救点的数学规划模型，模型的目标是应急运输时间最短和使用供应点最少。定义了目标的伸缩指标与两个模糊目标集，并运用模糊多目标规划方法求解该模型，证明了最优解一定能在两个模糊目标集中获取，并给出了模糊目标集的值，从而把对模型的求解转化成在数目不多的方案中寻找最优解。文章求解的目标是找到满足需求点救援物资需要的供应点组合，并没有考虑解决车辆调度问题。施佑林30研究了灾后受损道路抢修时间与物资配送时间最短问题，在考虑了灾后道路抢修与应急救援物资配送的相关限制条件，构建了一个灾后抢修工程与应急救援物资配送的多目标规划物资配送模型。该模型采

45、用时空网络图，分别构建了灾区受损道路抢修的时空网络模型与救援物资运输的时空网络。该模型是一个多目标混合整数多重货物网络流问题。但是该问题也只计算了应急物资运输问题，而没有考虑在应急救援运输时的车辆调度问题。李连宏等31针对应急系统中多种应急物资的非恒定消耗情况，建立了以应急出救点数最少为上层优化目标，应急开始时间最早为下层优化目标，以应急物资连续消耗为约束条件的二层优化数学模型。同时，通过引入调整条件调整可行解，使参与应急的出救点数最少，给出了模型的解法，用算例验证了所建立模型的合理性与算法的有效性。该模型同样没有考虑救援时的车辆调度问题。（3）多目标、多供应点、多需求点、多种类物资情况下 F

46、iedrich32等探讨了在时间、资源的数量和质量有限的情况下，通过资源的有效使用提高救援的质量，给出了地震后向多个受灾地点分配和运输资源的最优计划模型。Rathi33论证了在地区冲突或紧急事件下，经常需要在多个不同的源点与终点之间运输大量的救援物资或人员。作者设计了一个数学模型用来在宏观层次上分析上述情景下的物资供应问题，该问题包括在多个供应与需求点之间，在指定的时窗内分配有限数量的运输资源来承担货物与人员的运输任务。该文献提出的模型中源点与终点之间的路线以及在每条路线上货物运输量都是预先定义好的，解决的是每条线路上分配的最优运输车辆的数量，解出的最优车辆数不是整数时，则将车辆数都增加至大于

47、这个实数的最小整数。因为在问题中没有限制车辆的数量，这与应急物流的情景是不相符的，这个问题实际演化成普通车辆路径选择问题中多车场情况下的集货与送货一体化的车辆调度问题。后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 8 Kannan34研究多种货物最大覆盖集网络设计问题以识别震灾后关键路径。作者设计了一个多目标规划，要求在花费不超过预算的前提下实现两个目标，目标之一是最小化救援物资运输的总费用，另一个是选择的关键路径可以覆盖最多的受灾民众。模型的约束包括网络流守恒约束集覆盖约束，该约束表示在网络中有一条线路通往需求中心才表示该需求中心被覆盖。强制费用约束，它表示除非网络中弧的关联费用已包括在总费用中，否则

48、不允许物资流通过该弧。预算约束，它表示在任何解决方案中线路的固定花费总额不超过总的费用预算。最后使用分支定界法求解该模型的最优解。该文献所解决的是运输路径的设计，而没有涉及货物运输与车辆调度问题。唐伟勤等35研究了n台应急车辆将应急物资从应急服务中心（如机场、火车站）运送到m个应急需求点，最后返回到应急服务中心的车辆路径问题，并以所花费的总时间最短且各辆车花费时间尽可能均衡为目标建立了模型，给出了改进的“最近搜索法”，并用算例验证了模型的有效性。该模型中假设应急需求点对应急物资需求紧迫程度相同，而且没有考虑道路状况对物资调度的影响，因此指导意义有限。杨继君36等提出一种反映各个灾点的灾情严重程

49、度和救灾响应时间的应急资源调度策略和模型，以实现各灾点间的利益均衡问题。文章从多灾点所需应急资源的角度出发，提出了基于非合作博弈的应急资源调度模型和算法，将应急资源的调度问题转化为对非合作博弈调度模型的Nash均衡点求解问题，接着介绍了一种求解Nash均衡点的迭代算法。最后对模型的仿真测试验证了该模型的有效性和可行性。以上文献对应急条件下的物资运输和车辆调度进行了大量研究，并取得了一定的研究成果，然而他们并没有考虑到灾区伤员的运输需求，只是对应急物资的运输和车辆调度进行优化。通常情况下，地震会造成一定的人员伤亡和道路不同程度的损毁，这时不仅要把应急物资运到灾区，还要将地震伤员运送到医疗点进行救

50、治。然而，地震情景下的道路通行能力有限，并且在地震发生初期能够征集到的运力也有限，必须同时对应急物资的运输和伤员的运送进行调度。本文将在国内外学者对应急物资运输调度研究的基础上，研究地震这个特殊情景下的运输资源调度问题，以满足灾区物资运输和伤员运送的需求。1.3 论文研究内容及结构安排 1.3.1 主要研究内容 本文各章内容安排如下：第一章，绪论。首先从介绍课题的研究背景入手，阐述了研究地震应急物流后勤工程学院硕士学位论文 1 绪论 9 尤其是地震应急物资需求预测和运输资源调度的重要性，提出了论文研究的目的和意义；其次，分析了国内外的研究现状，包括应急物流基础理论、应急物资需求预测和运输调度等