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1、中图分类号UDCF25345 10硕士学位论文学校代码密级10533应急物资储备库选址及应急物资配送问题研究Site Selection of Emergency Material Warehouses andthe Dispatching Problem of Emergency Material作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：陈则辉运筹学与控制论供应链优化数学与统计学院刘诚教授答辩委员会主席j数中 南 大 学二。一三年一月原创性声明III I I I III I II II II II UIY2424070本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及
2、取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：强剜埤 日期：堕年玉月上日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会
3、公众提供信息服务。作者签名：罩幽导师签名盏她醇日期：丑年三月尘日应急物资储备库选址及应急物资配送问题研究摘要：突发事件通常是指可能造成人员伤亡，经济损失，生态环境破坏的严重社会危害的突然发生的紧急事件，如日本“31 1”地震、“512”汶川地震、2012年美国飓风等。这些突发事件对全球经济和人民生命财产造成了巨大的威胁，在这些突发事件发生后，必然需要反应迅速的应急物流系统来处理这些突发事件所造成的影响。在应急救援的过程中，时间是第一要素，要用时间效益来取代一般物流的经济效益，最大限度地减少灾害所造成的损失，在满足时间需求的情形下，应急系统成本也可适当地考虑。本文旨在根据受灾程度不同的突发事件，
4、在综合权衡时间与经济要素下，研究了应急物资储备库选址问题；由于突发事件后，很多信息不能及时获知，本文研究了在模糊环境下应急物资调度问题。本文的主要工作如下：1研究了模糊环境下应急物资储备库选址问题。针对受灾点的需求量、各选储备库地址到受灾点的距离及备选储备库的建设总费用为三角模糊数的应急物资储备库的选址问题，建立了应急系统总费用最小和应急物资储备库到受灾点的总距离最小的模糊双目标规划模型，利用模糊数的相关理论将模糊双目标规划模型转化为确定性双目标混合整数规划模型。并根据该模型的特点设计了适合该模型的启发式算法，通过算例说明了算法的可行性和有效性。2研究了基于时间满意度应急物资储备库选址问题。本
5、文从成本和时间满意度两个角度出发，建立了基于时间满意度最小的受灾点的时问满意度最大及系统总费用最小的双目标混合整数规划模型，对目标函数的最小最大值问题进行转化。并根据该模型的特点设计了适合该模型的启发式算法，通过算例说明了算法的可行性和有效性。3研究了模糊环境下应急物资配送问题。针对车辆的单位物资单位距离运输费用、车辆运行时间及各受灾点的需求量为三角模糊数的应急物资配送问题，建立了总的时间惩罚成本最小和运输费用最小的双目标规划模型；结合随机模拟算法将模糊规划模型转化为确定性双目标混合整数规划模型，并根据该模型的特点设计了适合该模型的Cw节约算法，通过算例说明了算法的可行性和有效性。本文中有表1
6、5个，图5幅，参考文献52篇。关键词： 三角模糊数；应急物流；选址；混合整数规划；应急物资配送分类号：F2534Site Selection of Emergency Material Warehouses and theDispatching Problem of Emergency MaterialAbstract：Emergency affairs usually refer to serious social harm suddenemergencies，which may cause the casualties and economic losses，ecological envi
7、ronment destructionSuch as the 31 1 earthquake of Japan，the 51 2 earthquake of Wenchuan，the 20 1 2 hurricane of USATheseemergencies caused a仃emendous threat to the global economy andpeopleS lives and propertyIt inevitably requires emergency logisticssystem which Can deal with the impacts caused by t
8、hese emergenciesafter emergencies happened quicklyIn the emergency rescue processes，time is the first elements，time benefit must replace general logisticseconomic benefit，in order to minimize the loss caused by disastersThetotal cost of emergency system can also be considered when the timerequiremen
9、t was satisfiedAccording to different emergencies，this paperstudied the site selection of emergency material warehouses underintegrated balancing time benefit and economic benefitDue to a lot ofinformation Cant be known timely after emergencies happened，this paperstudied the rooting problem of relie
10、f distribution under fuzzyenvironmentThe main content iS as follows：1This paper studied the site selection of emergency materialwarehouse under fuzzy environmentFor the site selection problem ofemergency material warehouse whose triangular fuzzy numbers arerespectively demand of the demand point，the
11、 distance between thewarehouse and demand point and the cost of the warehouseAdual-obj ective programming model with minimum total cost of thesystem and minimum distance between the selected emergency materialwarehouse to the demand point is establishedUsing the theories of fuzzynumbers，we transform
12、 fuzzy programming model into determinatedualobj ective mixed integer programming model and establish thesolution algorithm for this modelWe demonstrate through computationalexamples that this algorithm is feasible and effective2This paper studied the site selection of emergency materialwarehouse ba
13、sed on timesatisfactionBased on timesarisfactionsfunction is linear piecewise function，a biobj ective fuzzy programmingIVmodel which maximizes the least timesatisfaction of every nodes andminimizes the total cost iS developedThe maxmin problem iStransformed into a normal maximum objectiveBased on th
14、atanalgorithm for this model is presented and a numerical example ispresented to illuminate the algorithm is feasible and effective3This paper studied the distribution problem of emergency materialunder fuzzy environmentFor the distribution problem of emergencymaterial whose triangular fuzzy numbers
15、 are respectively the unittransportation cost，the running time of vehicle and demand point and thedemand of each affected pointA dualobj ective programming model withminimum total cost of the time punishment and minimum totaltransportation cost is establishedUsing the Stochastic simulationalgorithm，
16、we transform fuzzy programming model into determinatedualobj ective mixed integer programming model and establish thesolution algorithm for this modelWe demonstrate through computationalexamples that this algorithm is feasible and effectiveThere were 1 5 tables，5 figures and 52 references in this pa
17、perKeywords：triangular fuzzy numbers，emergency logistics，location，mixed integer programming，distribution problem of emergencymaterialClassification：F2534V目录原创性声明I摘要II目录1绪论111应急物流的基本理论1111应急物流的概念及其特点1112应急物流的产生背景和意义2113应急物流与普通物流的区别412应急物流的基本理论5121应急物流设施选址研究现状5122应急物资配送问题研究现状613论文的主要工作及结构72模糊环境下应急储备库选
18、址问题821问题背景822问题的描述及模型的建立8221问题的描述8222模型的建立923模型转化及算法设计10231模型转化10232算法设计1124算例分析123基于时间满意度应急储备库选址问题1731问题背景1732问题的描述及模型的建立17321问题的描述17322时间满意度函数18323模型的建立1 833模型转化及算法设计19331模型转化19332算法设计2034算例分析224不确定环境下应急物资配送问题24VI41问题背景2442问题的描述及模型的建立24421问题的描述24422模型的建立2543模型转化及算法设计26431模型转化27432算法设计2844算例分析295小结
19、与展望3451小结3452展望35参考文献36攻读学位期间主要研究成果41致谢42VII硕士学位论文 1绪论1绪论11应急物流的基本理论111应急物流的概念及其特点应急物流最初是与军事活动紧密相连的，美国学者在这方面的研究起步较早，研究较为先进。作为一种特殊物流流形式，应急物流对于重大突发事故、突发性灾害等有效控制具有决定性的作用，故其研究具有重大理论价值和现实意义，正逐渐成为研究的热点。在我国，应急物流尚处于起步阶段，公共卫生设施建设、应急储备等方面均存在诸多不足之处。2008年南方雪灾及汶川地震、2010年玉树地震以及舟曲泥石流让中国物流业经历了一次次严峻考验。面对这些严重的自然灾害，我们
20、更应该深刻思考应急物流的价值。众多的重大突发事件表明在我国建立应急物流管理机制是刻不容缓的。我国是一个自然灾害频发的国家，历次地震、台风、雪灾、洪水等自然灾害造成了建筑损毁、交通中断、人员损伤等巨大损失，每年处理应急时间时所花费的物流成本巨大。当前，我国的救灾应急物流处于分散管理的状态，缺乏统一的只会和整体的规划。因此，我国在全面推进社会现代化的进程中，迫切需要强有力的灾害应急管理体系，为人民安全和发展国家经济保驾护航。在灾害应急管理中，应急物流管理是其中非常重要的一部分，其可以为受灾地区提供救援保障。应急物流与正常情况下的物流不同，有其独特性：(1)突发性和不可预知性应急物流的突发性是由突发
21、事件的突发性引起的，而人类对突发事件的不可预知性却是相对的，随着科学的进步，原来不可预测或者难于预测的或难于预测的事件变得可以被预测测，因此随着社会的进步，应急物流体系或者机制也更新以更好地组织应急物流活动，并达到良好的救援效果。(2)政府主导性应急物流体系和机制的建立是一个系统工程，除了完善应急物流的基本保障外，还会涉及到应急物资的筹措与采购、应急物资的安全储备与调度、运输与配送等方面，而这些工作往往需要一个机构来组织协调，才可能顺利且较快地完成。应急物流建设的经济效益并不明显，不可能由市场经济条件下的企业来提供，所以这个协调机构就只能是由各地政府根据根据应急方案从各单位紧急调集人员临时组成
22、。应急物流系统的建设虽然是以政府为主导，但这并不意味国家其他公民、普通的企业就可以袖手旁观。历史经验表明，应急物流是整个社会功能的体现，往往需要整个社会的公民积极参与。比如非典时期和雪灾时期的相互救助，硕士学位论文 1绪论都需要依靠全民参与才能取得应急活动的最后胜利。(3)效率性优先于效益性应急物流系统不同与一般的物流系统，具有特有的要素“时间。所以，由于应急物流的突发性特点，在应急物流系统的建设中，我们往往更强调应急需求的效率性，也就是强调在最短的时间里能将一些紧急物资运输到目的地，并满足受灾地的需求，而不是将更多的注意力放在一般物流系统建设所考虑的产出对比下的效益性。(4)需求的紧迫性与多
23、样性突发事件发生后，受灾点在短时间内需要大量的不同品种的生活物资，这要求要有高效快速的采购系统或者快速调运事前储备好的应急物资能力。救援人元不但要及时配齐受灾点的必需品，而且还必须将这些物资及时足量的送达受灾地区，这对物流的配送系统是个严峻的考验。(5)应急物流需求的事后选择性由于应急物流的突发性和随机性，决定了应急物流的供给不可能像一般的企业内部物流或供应链物流，根据客户的订单或需求提供产品或服务。应急物流供给是在物流需求产生后，在极短的时间内在全社会调集所需的应急物资。(6)流量的不均衡性应急物流的突发性决定了应急物流系统必须能够将大量的应急物资在极短的时间内进行快速的运送。综上，由于应急
24、物流与一般物流的特性有所不同，故应急物流可做以下定义：应急物流是指在突发性自然灾害、突发性公共事件等突发事件发生后，政府机构等组织为救援灾区群众，在短时间内非正常性的组织救援物资、信息及医疗服务等从供应地配送到灾区的一个计划、管理和控制的实体流动过程。112应急物流的产生背景和意义社会在发展过程中总难免发生一些突发公共事件，近年来全球范围内重大自然灾害事件日趋频繁，!Z1：12012年超级风暴“桑迪”袭击美国东部，造成至少72人死亡；2010年4月玉树地震造成遇难2 698人，失踪280人，直接经济损失经初步统计达N8 000多万元；“512汶川地震”，造成了69 226人死亡、17 923人
25、失踪，3 746065人受伤，造成的直接经济损失达8 460亿元；2008南方雪灾已造成江西、湖南、贵州等省区3 297万人受灾，倒塌房屋31万间，因灾直接经济损失623亿元。如此特大灾害发生后，灾害沿着衍生、次生及相互耦合的演化方向发展，灾害的后果具有明显的持续演化过程，这使得应对此类突发事件的抢险救灾任务异常艰巨，在应对这些突发事件的过程中，必然需要合理高效的应急决策系统对突发事件进硕士学位论文 1绪论行正确的分析并快速反应，快速合理地计划、组织和调配大量的应急物资去救灾以及进行灾后重建，而且在整个应急管理过程中应急资源的计划、组织和调配是最为关键的一环节，只有合理高效的物资、人员调度才能
26、快速解决或处理伤者救助、卫生防疫、灾后重建、恢复生产等一系列问题，否则受灾区损失将会进一步扩大。尽管某些自然灾害可以较为准确地预报它们发生的地区、强度及季节或时间等，如台风、暴雨等，但更多的突发发性自然灾害、公共卫生事件，如地震、泥石流、大面积食物中毒、突发性传染病等都难于预测和预报，有些灾害即使可以预报，但由于突发灾南的难预知性、紧急性以及灾害发生后信息部明确等特点，使得实现赈灾的应急物资的时间效应和空间效应有更大的难度，即应急物流的过程较难实现。灾害发生后，如何组织救援?如何决策?如何调配救援救援物资?以什么方式配送应急物资?等等，这些问题都必须研究范畴纳入应急物流。近年来，我国各类突发事
27、件，如地震、洪水、泥石流、台风、传染病等频繁发生，人民财产安全受到受到严重威胁，在许多突发性很强的自然灾害或者公共卫生事件发生的地区，平时没有储备赈灾物资或者储备的种类和数量有限。我国在应急机制的建立、应急物资保障、紧急状态法律法规的制定等方面还存在一些不足，危机一旦发生，各级政府会组成相应危机攻关小组，以危机的及时处理作为压倒一切的中心工作，这种运作机制是一把“双刃剑”。一方面，更加紧凑，物流行为表现出极其浓厚的军事化色彩，确保了所需应急物资迅速到位，对危机的及时解除起到了至关重要的物资保障作用。另一方面，由于没有正规化、法制化的应急保障机制，全民齐上阵，整体秩序混乱，应应急物流保障社会成本
28、高、效率低、遗留问题多。应急物流是在传统的物流体系受到突发事件冲击后，因为需求突然产生储备不足、运输能力有限、原材料短缺等问题最终导致失稳的背景下产生的。随着应急物资供应和配送的不确定性因素不断增多，复杂性程度不断加深，加强对应急物资的有效管理还是研究的重点和难点。我国是世界自然灾害频发的国家之一，每年都会因自然灾害造成巨大的人员伤亡和物质损失，需要充足的应急物资来解决伤者救助、生存供给、卫生防疫、灾后重建等问题，避免灾害演化为灾难。长期以来我国应急物流研究比较薄弱，还处于初期阶段。为了最大程度地减少突发公共事件造成的损失，充分发挥应急物流的保障能力，有必要对我国应急物流存在的问题、改善途径进行研究，建立一套适合我国国情的应急物流系统，因此探讨和研究突发的应急物流系统相关问题，对于增强我国物流系统应急能力和提高我国自然灾害减灾领域理论研究和应急物流领域研究的理论水平，具有重要的意义和作用。