不确定环境下应急物资配送选址-路径决策优化研究

摘要

随着科学技术的进步，人类对各类突发事件的预警能力有了极大的提高，然而由于突发事件往往伴随比较严重的后果，因此对人民的生命安全和社会的稳定发展构成了极大威胁。突发事件发生后的应急救援工作是提升突发事件响应及时性和针对性的必要过程。且灾后初期受灾地区往往需要大规模的应急救援物资，因此应急物资的有效保障是应急救援工作顺利进行的关键。应急响应初期由于受灾点需求信息的不确定性和运输道路的动态变化性，对于各个受灾点而言，各种应急物资的及时、公平的分配决策至关重要。合理选择候选应急配送中心和救援路径是应急物资得到及时、公平分配的保障，对缩短救援时间，稳定灾民情绪，降低灾区人民的生命财产损失发挥着重要作用。因此，对应急物资配送选址-路径决策优化问题进行研究，具有重要的理论和实际意义。 本文研究了突发事件发生后不确定环境下的应急物资配送选址-路径问题。首先对应急物资分配的研究进行了综述，总结出现有研究的可借鉴之处和不足之处，并明确了应急物流、应急物资配送等问题的内涵；其次，根据应急救援工作的特点将救援过程在空间上分为上下两级，同时针对救援响应初期不确定的环境，采用情景构建法来进行描述。面对突发事件后救援路径会发生不可预测的变化，充分考虑了救援路径的道路复杂性，采用实时/时变相结合的方式调整救援路径以应对交通信息的不断变化。从快速、经济、公平的角度出发，将最小配送时间，最小救援成本和最大化最小满意度作为三个目标，构建了基于情景的选址-路径动态多目标优化模型；再次，为了准确、有效的求解模型，将协同进化理论与多目标遗传算法相结合，再根据问题的实际特点设计了新的编码方式，设置外部档案等方法进行改进，最终形成一种改进的多目标协同进化遗传算法；最后，通过一个实例验证所建模型和设计的算法的合理性和有效性。

目录

声明

第1章 前言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 应急物资配送LRP模型研究现状

1.2.2 应急物资配送LRP算法研究现状

1.2.3 协同进化算法的研究现状

1.3 研究内容、方法与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第2章 相关基本理论

2.1 应急物资配送LRP问题基本理论

2.1.1 应急物流基本理论

2.1.2 应急物资基本理论

2.1.3 应急物资配送LRP问题的概念

2.2 不确定环境分析及情景分析方法

2.2.1 突发事件的不确定环境分析

2.2.2 突发事件不确定环境的情景构建

2.3 多目标优化问题及算法

2.3.1 多目标优化问题的数学描述

2.3.2 多目标进化算法

第3章 不确定环境下应急物资配送模型构建

3.1 不确定环境下应急物资配送问题描述

3.2 突发事件不确定环境的情景构建

3.2.1 两阶段情景构建

3.2.2 情景构建下应急物资的需求量

3.3 应急物资配送路径的调整方法分析及计算流程

3.3.1 应急物资配送路径的调整方法分析

3.3.2 基于实时/时变信息结合方法的车辆配送时间计算流程

3.4 基于情景的应急物资配送模型

3.4.1 基本假设

3.4.2 参数设置

3.4.3 模型建立

第4章 应急物资配送LRP多目标模型的求解

4.1 应急物资调度模型多目标问题分解

4.2 应急物资调度模型子目标独立进化过程

4.2.1 编码

4.2.2 子目标适应度计算

4.2.3 选择操作

4.2.4 交叉操作

4.2.5 变异操作

4.3 应急物资调度模型总目标协同进化过程

4.3.1 多目标协同进化算子

4.3.2 多目标适应度评估与种群选择机制

4.3.3 多目标协同进化求解过程

4.4 改进算法的总流程

第5章 算例分析

5.1 算例描述

5.2 算例求解及结果分析

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士期间所取得的学术成果

致谢