论文部分内容阅读
在突发事件的应急救援中,应急物资配送是最为重要的工作之一。应急物资及时送达物资需求点可以减少突发事件后由于救援工作延误而引发的进一步的生命和财产损失。针对突发事件的不确定性而导致的应急物资配送中的历史数据失效或者不存在需要由专家估计得出的情况,例如运输路况可能发生剧烈变化而导致原有的车辆运输时间等历史数据失效,例如因救援工作需要而成立的物资需求点对应急物资需求量的历史信息是不存在的等,本研究引入了不确定变量来描述应急物资配送中的专家估计参数,基于不确定理论,从不同资源约束的角度逐步深入构建基于不确定理论的应急物资配送模型,主要创新性成果如下:(1)针对应急物资配送过程中历史数据失效或不存在而需要专家估计的情况,引入不确定变量来描述应急物资配送中的数据参数,例如车辆运输时间和物资需求量等,创建了新的以车辆运输时间和最小为目标函数,车载重量限制为约束条件的应急配送规划模型。基于不确定理论,推导并证明了模型的清晰等价形式。设计了新的带元胞自动机的遗传算法(CGA)对模型进行求解,并通过数值例子例证了模型的应用,同时验证了 CGA算法求解的有效性和鲁棒性。(2)针对应急物资配送过程中车辆空间资源的约束,提出了三维装箱策略,创建了考虑三维装箱的应急物资配送的规划模型并基于不确定理论推导和证明了模型的清晰等价形式。由于应急物资的种类不同,为了方便装卸,应急物资在车厢中是需要分类摆放的。根据每种物资的包装箱长度不同的特点,提出了分类摆放的三维装箱策略,并根据装箱过程中箱子堆的高度、长度和宽度与车厢的高度、长度和宽度进行比较判断,避免出现车厢空间不满足需求物资摆放的车辆路径决策。新创建的模型为混合整数规划模型,本文改进了之前的CGA算法形成改进后的带元胞自动机的遗传算法(ICGA),并使用ICGA对模型进行求解。通过数值例子说明了考虑三维装箱的重要性,并验证了 ICGA算法的鲁棒性与有效性。(3)针对单出救中心的运力不足或者应急物资库存不足的情况,渐次研究并分别创建了不考虑空间资源约束和考虑空间资源约束的多出救中心应急物资配送规划模型。引入不确定变量,依据不确定理论,分别推导并证明了模型在不确定正态分布和不确定折线分布下的清晰等价形式。将多出救中心的车辆统一编码运输应急物资,解决单出救中心运力不足的问题。根据各应急物资的库存量,统一分配车辆的运输路线,解决单出救中心库存量不足的问题。最后使用ICGA算法对模型进行求解,并通过数值算例说明多出救中心的运输效率要高于单出救中心,并验证了算法的鲁棒性和有效性。