考虑设施中断情景的可靠性应急物流网络优化设计研究——以大规模地震为例

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为应对未来可能出现的大规模地震灾害,构建有效的应急物流网络进行防灾备灾以便在大规模地震灾害发生时做出快速反应以减少救援时间及人民的伤亡与财产损失是极为必要的。以往关于地震灾害应急物流网络的研究主要集中在地震灾害发生后如何构建临时性应急物流网络来有效地给救灾点分配物资,其本质上是一种事后的救灾反应,其在一定程度上会延长救灾时间,而事前进行有效的应急物流网络构建将会在地震灾害发生后第一时间给灾点配送救灾物资。  由于事前地震灾害应急物流网络构建是基于未来预测基础之上,同时由于大规模地震灾害发生的概率极低,因此网络的构建既要突出事后救灾的及时度,也要兼顾选址的成本因素。本文的应急物流网络是从应急物资储备库选址及各受灾点如何由储备库提供服务角度来进行构建的,其本质上是一种选址-分配问题。本文构建的双目标应急物流网络模型要解决的问题是在考虑大规模地震灾害发生的多种情景及对应的储备库中断情况之下,选择哪些设施候选点来建立应急物资储备库?每个储备库的设防等级是多少?在有限的库存量与可调用车辆的前提下如何在储备库之间分配车辆使来给需求点配送应急物资以最小化未满足的需求?本文主要从四个部分来对考虑中断情景的可靠性应急物流网络规划进行分析。  第一部分对国内外关于选址问题、应急物流选址问题、可靠性选址问题等文献进行梳理,提出本文要研究的问题及意义,主要的研究内容及创新点。  第二部分在借鉴国内外研究及参考了应急物流相关理论之后结合要解决的问题构建了双目标的应急物流网络数学模型,此模型考虑了多种情景,储备库中断,储备库设防等级,在哪里选址及如何分配车辆的问题,最终如何进行有效的规划使得设施的总配送时间最短及选址成本及未满足需求的惩罚成本最小这种带有冲突的双目标达到最优。  第三部分针对构建的考虑中断情景的可靠性选址-分配数学模型设计了一种基于小生境技术的非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),详细介绍了算法的具体流程及操作。  第四部分针对构建的数学模型及设计的基于小生境的非支配解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),模拟相关参数数据进行算例仿真,通过Matlab对算法进行编程运算,最终得到了pareto前沿面,产生了一簇pareto解集。结果表明所构建的模型及设计的算法的可行性与有效性,同时根据pareto前沿面决策者可以根据自己的偏好在权衡总费用与总配送时间上选择相应的方案。
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