【摘要】：自然災害中以大規(guī)模地震的破壞性較大,使建筑物、通信設施和道路受到嚴重破壞,導致通往災區(qū)的交通中斷,基礎(chǔ)設施被毀,在短時間內(nèi)很難恢復正常,給人類造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。應對地震災害的挑戰(zhàn),需要建立一套科學、高效的地震災害應急物流系統(tǒng),從而在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)應急救災物資供應及配送,以最大限度地降低地震災害造成的損失和危害后果。如何定位應急設施?如何優(yōu)化應急物資運輸路線?這兩個問題是震災應急物流系統(tǒng)優(yōu)化中的兩個關(guān)鍵問題,彼此之間存在相互依賴、相互影響的關(guān)系。 政府在地震發(fā)生后一般會立即啟動應急預案,果斷地采取了一系列有力的措施來開展緊急救災,但如果缺乏合理規(guī)劃的應急物流系統(tǒng)方案,就可能會出現(xiàn)有些災區(qū)重復配送,致使供給過剩,而有些災區(qū)又未接收到應急物資,導致應急物資配送效率低下。因此,對地震災害應急物流系統(tǒng)優(yōu)化中設施定位配給問題和車輛路線安排問題的集成優(yōu)化研究具有重要的理論和實踐意義。具體如下： (1)針對震后初期緊急響應階段空運應急物流系統(tǒng)優(yōu)化問題,提出了一個以系統(tǒng)總耗時最少為目標的單級設施LRP模型,據(jù)此對震害初期進行應急配送中心定位-分配和運輸路線安排決策。設計基于兩階段分解的“三角”啟發(fā)式算法,并與改進的遺傳算法進行對比研究,結(jié)果表明“三角”啟發(fā)式算法性能優(yōu)越,具有較高的運算效率。 (2)考慮震后空運應急物流系統(tǒng)中路網(wǎng)中斷情況下,以及由于飛機數(shù)量有限,每架飛機可能被重復使用,對初期LRP模型進一步改進,建立一個兩級設施LRP模型,得出震后應急救援過程中救災物資集散點和應急配送中心的定位以及運輸機、直升機路線安排的聯(lián)合方案。根據(jù)該模型的特點,提出了一種改進的遺傳算法,采用特定實值編碼、罰函數(shù)法和物資需求量分割策略處理模型中的約束條件。給定問題規(guī)模下進行算例研究,表明該模型和算法可以有效解決震后應急物流系統(tǒng)中的LRP。 (3)針對震后應急物流系統(tǒng)中LRP,考慮系統(tǒng)中的時效性、路網(wǎng)連通性、需求模糊性等特點,建立了一個帶時間窗的多式聯(lián)運模糊LRP多目標優(yōu)化模型,據(jù)此進行救援過程中的災區(qū)外圍應急物資集散點和災區(qū)應急配送中心定位以及應急物資運輸路線安排的聯(lián)合決策。針對該模型的特點,提出了一種基于權(quán)重系數(shù)變換的改進遺傳算法,為防遺傳算法過早收斂問題,使用了隨機遍歷抽樣法、重組策略和變化變異率法,并通過特定實值編碼、罰函數(shù)法和物資需求量分割策略處理模型中的約束條件。最后,通過算例分析驗證了該模型和算法的有效性。 (4)考慮震后不同階段救災物資需求強度的不同,應急物資配送時間和成本因素的權(quán)重也會隨之發(fā)生變化,建立了一個多階段模糊LRP多目標優(yōu)化模型,據(jù)此進行救援過程中不同階段災區(qū)外圍救災物資集散點和災區(qū)應急配送中心的定位以及救援物資運輸路線安排的聯(lián)合決策,在模糊優(yōu)化過程中,每條路徑(車輛)拜訪的最后救援點,可能出現(xiàn)未滿足需求,需要采取緊急配送策略以應對未滿足救援點的需求。根據(jù)該模型的特點,提出一種基于多階段并行計算和權(quán)重系數(shù)變換法的改進遺傳算法,采用特定實值編碼、罰函數(shù)法和物資需求量分割策略處理模型中的約束條件,并使用隨機遍歷抽樣法、重組策略和變化變異率法以防遺傳算法過早收斂問題。算例分析表明,該模型和算法可以較好地解決震后應急物流系統(tǒng)中的LRP。 (5)考慮震后救災物資需求的優(yōu)先級,建立了一個不同運輸方式的多階段LRP多目標優(yōu)化模型,據(jù)此得出不同階段應急配送中心定位以及救援物資運輸路線安排決策方案。根據(jù)該模型的特點,提出一種基于多階段并行計算和權(quán)重系數(shù)變換法的改進遺傳算法,并運用罰函數(shù)法處理模型中的約束條件,算例分析表明了該模型和算法的有效性。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X43;F259.2
【圖文】：

運方式不能滿足災區(qū)物流需求，還有路線連通的災區(qū)救援點，或道路已經(jīng)修復，采用汽車運輸?shù)冉M合運輸方式以滿足災區(qū)日常物流需求。因此，在震后多層級復雜應急物流網(wǎng)絡(圖1一2)中，如何定位應急設施?如何優(yōu)化應急物資運輸路線?如何進行有效配送?這是震后急需解決的問題。外災區(qū)圍災區(qū)介\電泊亡了陣李七〕 〕〕〕><〔〔〔二口集散點)<}未建集散點未建配送中心~一奮巡回路徑~叫.卜滿載運輸從第l階段到第。階段的網(wǎng)(二)配送中心泛(絡變化又:刃災區(qū)救援點圖l一2震后應急物流網(wǎng)絡示意圖上圖1一2表明:①震后應急物流網(wǎng)絡由多級設施構(gòu)成，是一個多層次復雜網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中集散點、應急配送中心和物資需求點是多對多關(guān)系。第一級，災區(qū)外圍物資集散中心，需要解決的是定位一分配問題，即它的下游節(jié)點(臨時配送中心、災區(qū)救援點)如何分配給己經(jīng)建立的物資集散點;該級對下游節(jié)點的配送是直配型;第二級，災區(qū)臨時配送中心，需要解決的是定位一路線安排問題，即從備選點選擇建立適當規(guī)模和數(shù)量的臨時配送中心，并對分配給該臨時配送中心的救援點選擇最佳的運輸方式和配送路線

在模型其它參數(shù)不變情況下，我們把設立應急配送中心(1號到4號)的固定支出變?yōu)?.8、0.8、0.6、0.8。重新計算，運行10次，從中選擇最好的結(jié)果如下表3一5所示，以及LRP網(wǎng)路圖如下圖3一4。表3一5計算結(jié)果定位一分配集散點定位應急配送中心定位 1234設立設立設立設立1設立了了X了2設立XX了X運輸航線安排運輸機二類直升機一類直升機8任務冬國(506)令首次任務重復使用重復奪國(329)今6任務冬19(2oo卜山l國一⑦一⑧一。一。一團歐。一吞。一團9任務冬國(447卜今重復匹12(200關(guān)山2團一③④一O一團歐0一0一團未重一7任務，12(200卜山3回一吞。一。一。一⑧國國一吞。一。國10任務冬口(500升會重復匹12(200關(guān)山4口一冬⑨一⑧圖團一孕。一吞圖重復今一回(465)一今5圖一③一0一團④一0一0一團目標函數(shù)值(h)42.83程序運行時間 (5)404.97

而運行時間從 391.875增加到1358.975。因此，在200個種群規(guī)模和300次迭代下已經(jīng)得到較為滿意的結(jié)果，增加種群規(guī)模和最大迭代次數(shù)這兩個參數(shù)，不再使目標函數(shù)較大幅度降低了。圖3一5給出其算法性能跟蹤圖。

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王紹仁;任飛宇;;基于公私應急物流資源整合下的VRP研究[J];商業(yè)研究;2013年05期

本文編號：2792817