王海常1 林茂2 吴银光3
1.空军研究院工程设计研究所 北京市丰台区 100068
2.空军勤务学院机场勤务保障系 江苏省徐州市 221000
3.空军研究院工程设计研究所 北京市丰台区 100068
摘 要： 通过有效的应急物流配送，在自然灾害发生后立即对紧急救援需求作出快速反应，对于减轻受灾地区的灾害影响至关重要，这在物流和相关研究领域仍然是一个挑战。本文针对关键救援时期的紧急救援需求，提出了一种应急物流协同配送运作的混合模糊聚类优化方法。
关键词：应急救援物资 空投系统 救援设施 配置优化
一．应急救援物资空投系统的仿真概述
在灾后立即对受灾地区的紧急救援需求做出快速反应是应急物流的一个关键问题，由于最近发生了几起臭名昭著的自然或人为灾害(例如，最近美国东南亚发生的海啸灾害和9/11事件) ，应急物流引起了人们越来越多的关注和研究兴趣。与一般的商业物流不同，应急物流在四个方面具有独特性，这可能增加解决诱发性救灾物流问题的相对复杂性和难度，尤其是在应急物流配送方面。首先，与需求有关的资料，例如灾害对受影响地区及伤亡人数的影响程度，在搜救初期是相当有限的，而且凭直觉使用历史数据难以预测。第二，相对于一般的企业物流管理，应急物流资源及其相应的需求对于供应方的决策者来说可能不是完全可控的，这给快速反应的应急物流配送系统增加了更多的挑战性问题。第三，受灾害影响的受损基础设施可能引发更多的救灾物资分配的意外风险，从而导致应急物流网络的重组问题，应在有限的时间内加以解决。第四，对于大规模自然灾害的全球救援供应，如东南亚海啸造成的巨大伤亡，由此产生的国际救援和物流资源管理问题可以使整个应急物流系统更加复杂，导致应急物流配送过程中更加严重的供需失衡问题。
通过将基于知识的规则纳入线性规划模型，向灾区提供大量救援食品的车辆调度问题已经得到解决。近年来，考虑到单一模型求解应急物流配送问题的复杂性和困难性，研究趋势是将原问题分解为给定的相关子问题，然后在同一决策方案下进行系统求解。一种双层次分解方法被用于直升机在救灾行动中的任务规划。其中，针对直升机编队管理、机组分配、每架直升机巡航次数的确定等战术决策问题，建立了基层规划模型，用于处理相应的作战决策，包括路由、装卸、救援和补给调度问题
二．空投系统与救援设施配置优化措施探究
为此，本文提出了一种快速响应的应急物流配送方法，以协调重大自然灾害发生后关键救援阶段特定三层救援供应网络中基于连锁的救援物流流程。这里的关键营救期是指灾害发生后的前三天，是对被困幸存者进行搜救的最关键时期。针对上述研究范围，提出的应急物流协同配送方法具有以下三个显著特点: (1)利用提出的短期动态救灾需求预测模型，预测每个受灾地区的时变救灾需求。预测了各自的时变救援需求，这主要依赖于救援需求可能与未得到任何救援援助的被困受灾地区的幸存者数量高度相关的假设。
因此，上述关于灾后被困幸存者数量的信息是相当有限的，并且可能随着时间的推移而更新灾害条件。考虑到地形需求的不确定性和动态性，提出了一种预测受灾地区时变地形需求的具体预测机制。(2)在进行车辆调度之前，采用基于模糊的受影响区域聚类方法，根据受影响区域的严重程度对受影响区域进行分类。在这方面，严重程度较高，表明救济需求相对紧迫的受灾地区将被安排接受较优先的救济需求。(3)针对应急物流具有鲜明的需求驱动运作特征，建立了基于需求链的两阶段动态优化模型，将多源救灾供应从第一层到第二层、救灾物资从第二层到第三层的决策集成在特定的应急物流协同配送框架下。
为了便于在下面的小节中建立模型，我们假设了五个假设。(1)已知受影响地区的数目及相应的地理关系。据推测，可以通过先进的灾害检测技术实时获取这些信息。(2)提供救援物资的供应渠道，包括相应的供应渠道及天然气资源中心。实际上，这种具体的分销渠道可以在相应的战略规划领域进行预先规定，然后是国家灾害管理方案。(3)在关键的救援时期，可以获得每个受灾地区的灾害损失情况和伤亡人数的最新资料。(4)给定受灾地区所需的时变地形需求量与相应的局部生存量高度相关。(5)容许不同类型的救援物资装载车辆，以运送到受影响地区。相应地，在任何给定的救济物资分配任务中，每辆车都可以装载多种救济物资。值得注意的是，上述为解决日常消费救济的缓冲需求而提出的简化处理方法，在紧急救济供应的运作情况下似乎是合理的。这是因为在关键的救援期间，数据处理和分配后勤资源的时间相当有限，因此我们简化了救援分配进度的上限，而不是使用可变的筹备时间来估计时变的救援需求。
在对不同地区的物质救援紧急情况进行分析的过程中，案件的问题背景概述如下。据报道，地震及其余震共造成2455人死亡，8000多人受伤，38935所房屋被毁。受影响的地区，台中位于台湾中部。在这里，这项研究的目标是台中24个受灾最严重的地区(就死亡人数而言)。为了集中救援和救济物资分发到受灾地区，在三个城镇建立了三个试验性的救济物资分发中心(称为救济物资分发中心1、2和3)来收集和提供救济物资。与此同时，台北、桃源乡、台南市、高雄等6个未受影响的县立即要求相应的避难中心提供被困灾民的救援和救济物资。然而，由于避难中心与救济供应来源之间缺乏协调，以及受灾地区救济需求估计过高，出现了严重的救济供需失衡问题。一个典型的例子是，在营救期间，这些避难中心供应的地形过度积累，没有进行适当的调整。此外，救济分配资源，例如车辆和志愿人员的分配以及在这些避难中心实施的相应车辆调度战略出现混乱，造成向某些受影响地区运送救济物资的工作严重延误。在模型建立的过程中，地形分布阶段的参数分为三类: (1)与成本有关的参数，(2)权重(即 ωr 和 ωc) ，(3)相应设施和资源的容量。在此，主要根据一般物流配送案例的业务需求，确定了设施存储容量(CAPml)和车辆装载容量(unlυ)等与能力相关的参数。相比之下，与成本有关的参数可能需要考虑到救济的提供因素以及灾害条件下每个特定分配渠道的相应可获得性。因此，在这种情况下，它们被设置为大于正常的单位成本。
三．结束语
综上所述，本文提出的方法包括五个主要机制: (1)时变地形需求预测，(2)受影响地区分组，(3)分配优先权的确定，(4)基于分组的地形分布，和(5)动态地形供应。本研究主要使用的方法包括模煳聚类动态规划模型和多目标动态规划模型。在拟议的三层救灾供应网络的基础上，利用上述模型预测与每个给定受影响地区有关的时变救灾需求，然后采用基于模糊聚类的方法对这些受影响地区进行分组，并将各自的分配优先级与它们联系起来。基于从提出的救灾供应和分配模型中得到的最优解，我们提出了一个两阶段需求驱动的救灾供应策略。尽管如此，提高应急后勤分配的作业绩效仍有很大的潜力。一个例子是将更详细的应急物流资源分配方法和车辆调度策略相结合。此外，将目前的研究范围和方法扩展到国际应急物流领域也是我们感兴趣的，并有待于进一步的研究。这种模式的推广对于在大规模灾害事件中，如东南亚地震和海啸事件中使用跨国应急物流和救援尤其重要。最后，预计拟议的应急物流分配办法不仅可以提高应急物流管理的绩效，而且可以澄清救济供应成员之间协调的重要性，例如，救济供应来源和避难中心，以快速响应救济供应网络中受影响地区的实际需要。
参考文献：
[1]罗丹. 基于航空应急救援任务的直升机需求研究[D].中国民航大学,2019.
[2]王宏权,李巧艳. 应急救援物资空投系统的仿真与救援设施配置优化[J]. 物流科技,2016,39(10):34-38.