震后应急物资配送与道路抢修集成优化研究.doc

震后应急物资配送与道路抢修集成优化研究我国是地震发生频率很高的国家,每年因灾所带来的破坏和损失都是十分巨大。地震发生后,灾区需要大量的各类应急物资以维持救援活动的开展和灾区群众的日常生活。因此,震后快速有效的应急物资供给对挽救灾区群众生命、降低灾区经济损失显得尤为重要。但地震的发生会对通往灾区的道路造成一定程度的破坏,阻碍车辆的通行,影响向灾区的物资供给,所以震后道路的抢修工作也是应急救援活动的重要部分之一。现阶段对于应急物资配送和应急道路抢修的研究,大多局限于对二者进行单独研究,忽略了二者间的紧密联系。另外,一般的应急物资配送和道路抢修的研究并未考虑实际路网情况,而是将其视作一般的车辆路径问题(VRP),脱离了实际。因此,有必要考虑在实际路网中,将应急物资配送和道路的抢修问题进行集成优化,使应急救援活动达到系统最优。本文在国家自然科学基金项目“自然灾害应急物流系统中的不确定动态定位—运输路线安排问题研究”(70771094)、四川省青年科技基金项目“震后救灾及重建物资的分配与调运优化技术研究”(09ZQ026-021)和中国博士后科学基金项目“大规模自然灾害应急救援物资调运优化研究”(20090450637)的资助下,以应急救援活动在实际路网中的物资配送为背景,考虑在应急物资配送时进行路网中道路受损点的抢修,通过对相关的研究现状进行总结和对震后应急物资配送与应急道路抢修问题进行分析后,较深入地研究了应急物资配送与应急道路抢修的集成优化问题。首先,研究了在震后紧急救援阶段应急物资配送与道路抢修的静态集成优化问题。在开展应急救援时,应急救援中心在考虑物资配送可能走到的路径时安排道路抢修计划,物资配送则根据道路受损点的修复情况选择车辆的行驶路径,二者相互作用。因此,结合应急物资配送与道路抢修二者在震后初期的相互关系,针对震后救灾初期信息的不完整性、救灾的急迫性和救灾物资分配的公平性等特点,车辆采用满载直配的运输方式,考虑在实际路网中的具有大规模物资需求,建立了震后应急物资配送与道路抢修集成优化问题的双层规划模型并设计了对应问题的混合遗传算法,最后通过算例测试以验证了相应模型及算法的有效性。其次,对在震后持续救援期的应急物资配送与道路抢修的多目标动态集成优化问题进行了相关研究。随着救援活动的进行,应急救援决策者可获得的救援信息越来越多,需要更新需求及实际路网等信息作出动态决策。考虑到需求的更新和路网中道路受损点的修复及产生,建立了应急物资配送与道路抢修的多目标动态集成优化模型,针对该模型提出了相应的算法,最后通过算例验证了相应数学模型和算法的有效性。最后,对论文所研究的主要内容做了简单的总结,分析了研究中存在的不足及未来可能的研究方向。