应急系统中物资需求与分配问题的模型体系构建

摘要

应对自然灾害的发生需要应急系统，一个应急系统应包括储备点的需求预测、应急点的选址及应急物资的分配三个重要的子系统，本文从数学建模的角度构建了包含以上三方面的应急模型体系，为设计一个科学的应急系统提供必要的理论依据，并以汶川地震为实例对该模型体系进行了应用和验证．具体内容如下：
　　 第一部分：
　　 预测储备点的需求量．以经济指数、人口指数、交通通达指数及灾害指数为指标，构造了各储备点储备指数的计算公式．同时引用G1法，对各指数的权重进行了计算，再以受灾地的总需求量与储备量的差额，按照一定的权重预测出储备点的需求量．
　　 第二部分：
　　 探讨应急点的选址问题．建立基于灾情权重的中心选址模型和中值选址模型，且将二者结合成多目标混合整数规划模型，并据此确定应急点．进一步地以最大覆盖的思想为参考，对该模型进行改进，得出应急点的最佳支援区域．
　　 第三部分：
　　 将第一部分和第二部分所建模型有机结合起来，构成一个应急模型体系．该部分对物资分配问题进行优化建模．利用储备点储备量的预测结果和应急点的选址结果，以应急点的需求量不超过储备点的供给量为约束，同时为了考虑时效性和弱经济性，以运输时间最小、成本最低为前提，构建了多目标混合整数规划模型．
　　 第四部分：
　　 是对上述应急模型体系的应用和验证．以汶川地震为背景，利用该模型体系研究了汶川地震中帐篷的需求与分配问题．得出如下结论：以西安、渭南、成都和重庆为中央级储备点，利用MATLAB软件计算出地震发生后的四个储备点的帐篷需求量；通过基于灾情权重的中心选址模型和中值选址模型，以LINGO软件为辅得到以汶川、绵竹、成都、平武、青川和北川为应急点，再利用最大覆盖的思想改进了模型，确定应急点支援的区域；最后通过优化模型，制定了帐篷的分配计划．
　　 文中关于汶川地震的帐篷需求及分配的模型的计算结果与2008年的各类相关新闻与数据进行了对比，吻合度较高．故所建模型体系有较好的现实意义和指导意义．

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 我国应急模型体系现状

1．3 研究的意义

1．4 文献综述

1．4．1 储备点需求量预测

1．4．2 应急点的定位问题

1．4．3 应急物资分配模型

1．5 研究的主要内容及研究路径

1．5．1 储备点需求量预测

1．5．2 应急点的选址模型

1．5．3 应急物资分配优化模型

1．6 研究的创新之处与不足

1．6．1 研究的创新之处

1．6．2 研究的不足

第二章 储备点需求量预测

2．1 中央级物资储备城市储备指数的估算

2．1．1 中央级的物资储备点

2．1．2 经济指数

2．1．3 人口指数

2．1．4 交通通达指数

2．1．5 灾害指数

2．1．6 确定各指数的权重

2．2 应急物资需求量的估算

第三章 多应急点选址问题

3．1 应急点选址问题的分析

3．1．1 基于灾情权重的中心选垃模型

3．1．2 基于灾情权重的中值选址模型

3．1．3 最大覆盖模型

3．2 应急点选址模型

3．3 应急点选址模型的求解

第四章 应急物资分配模型

4．1 物资分配问题的分析

4．2 物资分配模型所需参量

4．3 应急物资分配模型

4．4 物资分配模型的求解

第五章 实例分析

5．1 帐篷需求数量的计算

5．1．1 帐篷受灾后的总需求量

5．1．2 储备点的灾后剩余量及帐篷的满足率

5．1．3 各储备点的预测需求量

5．2 应急点的选址问题

5．2．1 应急点的选址

5．2．2 支援区域的确定

5．3 应急帐篷的分配问题

5．3．1 前述模型计算结果的汇总

5．3．2 帐篷分配模型的求解

5．4 应急帐篷的分配方案

5．4．1 储备点到应急点的帐篷分配方案

5．4．2 应急点到受灾区域的帐篷分配方案

5．4．3 分配方案的实际检验

第六章 总结与展望

6．1 全文的总结

6．2 研究展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的论文

后记