基于多阶段配送的应急物流设施选址-路径优化.pdf

文章编号：（）基于多阶段配送的应急物流设施选址 路径优化马丽荣，李田华（兰州石化职业技术大学 国际商务学院，甘肃 兰州 ）摘要：灾情发生后对应急物资及时配送是应急物流管理的核心，为了提高应急物流配送效率，根据应急物流配送网络系统进行多阶段的应急物流设施选址及路径优化是关键。鉴于此，构建以应急物流运营成本最低为目标，充分考虑应急物流中心容纳能力以及受灾用户对物资需求满足的条件下，实现多阶段应急物流设施选址及路径优化。最后以定西市为例进行实证分析，验证了模型的可行性和有效性。关键词：应急物流；设施选址；路径优化；多阶段配送中图分类号：文献标识码：重大自然灾害、公共卫生突发事件、公共安全事件等频繁发生，如地震、海啸、泥石流、雪冰冻灾害、水灾、旱灾、非典、新冠疫情等大规模突发事件。灾情发生后，受灾地区在短时间内对应急物资的需求暴增，这就要求灾后做出快速反应、对应急物资的高效供应，既要考虑应急物资运输的时间效率，又要保障应急物资的高利用率。为了应对各种突发事件，提前做好应急网络的规划，构建应急物流中心是非常有必要的，合理布局应急物流中心，当灾害发生时能够保障对应急物资及时高效的配置，实现社会资源的利用最大化。因此，研究应急物流中心的选址问题具有重要的意义和实用价值。目前国内外许多专家学者从不同领域、不同视角研究应急物流设施选址和路径优化问题，倪卫红，陈太用聚类重心法对应急物流配送中心选址进行研究，选用受灾地区的受灾程度、地理位置及应急物资需求量、物流成本指标构建模型进行聚类分析，确定了最佳的应急配送中心 ；马维，马向国为保障应急物资的及时供应，降低损失，应用灰色关联分析收稿日期：基金项目：甘肃省社科规划项目（）；甘肃省科技厅软科学项目（）；甘肃省教育厅创新基金项目（）作者简介：马丽荣（），女，甘肃静宁人，教授，硕士法，对应急物流方案进行最优选择分析 ；周朋杨，陈刚对应急物流配送中心选址法研究时提出考虑决策者行为，对备选点进行模糊评价时利用异质信息属性表示，对决策者损失规避、有限理性等心理利用前景理论计算前景价值，利用相关度计算属性指数，然后综合计算得到，将其应用于应急物流配送中心选址研究 ；冯瑛杰，谢庆红在突发事件后信息不准确、受灾不确定、需求模糊等情况下，利用灰色预测模型对受灾点的需求信息进行了预测分析，以总成本最低、响应时间最短、服务满意度最大等多目标，构建了的应急物流设施选址模型，并应用非支配遗传算法对模型进行分析求解 ；杨恩缘，李进等以总物流成本最低为目标，构建了灾后应急物资配送选址 路径多样性和多级性配送网络模型，综合考虑应急物流中心的储备能力，通过案例验证了模型的可行性和有效性 ；刘借宇在考虑了应急物流中心的道路、环境、社会及需求等因素，以受灾地区的最长等待时间最短和成本最低为目标的情况下，设计了 算法，提出了多目标优化的应急物流选址路径模型，以此来确定应急物流配送中心位置，优化应急物流车辆的配送路径 ；盛虎宜，刘长石，鲁若愚综合考虑应急物资短缺情景下受灾级别、受灾地区应急网络受损程度、配送车辆应急救援时间等因素，提出以体现公平性的受灾点最大损失最小和效率性的应急配送时间最短为目标，构建了第 卷 第 期兰州石化职业技术学院学报 年 月 ，双目标应急设施定位分配模型，设计了二阶段混合启发式算法求解 。以上文献资料针对应急物流设施选址和路径优化问题从不同视角进行了研究，本文以上述研究为基础，针对应急物资供应过程的多阶段性特点，构建多阶段应急物流配送网络系统图，对应急集散中心及配送中心选址问题进行研究，设计了以运营成本最低为目标的多阶段应急配送网络模型，利用 强大的表格数据模拟分析功能对模型进行求解，验证了模型的可行性和有效性。问题的描述灾后通常要考虑从外围物资供应点紧急调配应急物资，为了使应急救援过程能顺利开展，选择灾区外围空旷的大型场所为供应点，在灾区建立多个应急物流集散地实现应急物资的储存、中转及再分配等功能活动。然后将应急物资由集散地配送至各应急物流配送中心，最后将应急物资由配送中心送达各受灾点或临时救助站。图 所示，构建“应急供应站 应急集散中心 应急配送中心 受灾点”应急物流配送网络系统图 ，根据应急物流总成本最低为目对应急物资集散中心和应急配送中心进行选址。图 多级应急物流配送网络系统图考虑到灾情发生后受灾点遭受破坏的程度有差异，将破坏程度严重房屋无法居住的老百姓需要搭建临时救助站，为救助站提供帐篷被褥等作为临时居住使用，并为其提供食品和医药物资，其他受灾点的群众可以居住在原来的住房中，为他们提供应急食品和医药物资，假设应急集散地和配送中心容量能满足应急物资需求的条件下构建应急物流设施选址及路径设计，以实现总运输配送成本最低。应急物流配送的选址模型 模型的构建应急物流配送网络结构优化模型的目标是通过应急集散中心和应急配送中心的优化布局，以及应急集散中心和应急配送中心的储存和配送能力能满足受灾点的需求使得整个应急物流配送网络的运营成本最低，基于此目标出发构建以下数学模型 ：（），（），（），（），（），（），（），；，（）其中目标函数（）表示整个应急配送网络的运营成本最低；（）表示应急供应点供应能力约束条件，即每个供应点供出的应急物资数量不能超过其生产能力；（）表示应急集散中心运入运出的平衡条件，即每个应急集散中心运出到应急配送中心的应急物资的数量不能超过个应急供应点运往集散中心的应急物资数量；（）表示应急集散中心的容纳能力约束条件，即应急供应点供应的应急物资数量不能超过应急集散中心的容纳能力；（）应急配送中心运入运出平衡条件，即每个应急配送中心配送到受灾点的应急物资数量不能超过由应急集散中心运往应急配送中心的应急物资数量；（）表示应急配送中心仓储能力约束条件，即表示每个应急配送中心配送到各受灾点的应急物资数量不能超过其潜在的仓储能力；（）表示受灾点对应急物资需求约束条件，即每个应急配送中心配送的应急物资总量兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报 年等于受灾点对应急物资的需求量，满足用户的需求；（）表示每个决策变量的取值范围。应急配送网络结构参数及变量说明为受灾点的数量；为潜在的应急集散中心选址的数量；为应急供应点的数量；为潜在的应急配送中心选址的数量；为受灾点 对应急物资的需求量；为设在地点 的应急集散中心的容量；为应急供应点 的供应能力；为建设应急物流配送中心 的储存能力；为建设应急集散中心 的固定成本；为建设应急配送中心 的固定成本；为从应急供应点 运输应急物资到应急集散中心 的单位运输成本；为从应急集散中心 运输应急物资到应急配送中心 的单位运输成本；为从应急配送中心 配送应急物资到受灾点 的单位配送成本；为应急供应点 到应急集散中心 的距离；为应急集散中心 到应急配送中心 的距离；为应急配送中心 到受灾点 的距离；为应急集散中心选址地点变量，选址地点在 则等于 ，否则等于 ；为应急配送中心选址地点变量，选址地点在 则等于 ，否则等于 ；为从应急配送中心 运输到受灾点 的应急物资数量；为从应急集散中心 运输到配送中心 的应急物资数量；为从应急物资供应点 运输到应急集散中心 的应急物资数量。实证分析 实证数据以定西市为例进行分析，选取兰州中川机场（）作为应急物资供应站，选择定西市距离高速路口比较近、交通比较便利的 个镇为候选应急集散中心，分别是凤翔镇（）、砏口镇（）、西巩驿镇（），兰州中川机场距离凤翔镇 ，距离砏口镇 ，距离西巩驿镇 。同理选择交通相对比较便利的 个村为候选应急配送中心，分别是中川村（）、北二十里铺村（）、砏口村（）、三十里铺村（）、中驿村（）、新寺村（），选取了 个自然村为应急物资需求点即受灾点。应急供应点到各候选应急集散中心的距离、各候选集散中心到各候选应急物流中心的距离如表所示，各候选应急物流中心到受灾点的距离及受灾点的需求量如表 所示，每一段距离是通过百度地图测量并且选用了应急车辆运输时间最短的直达距离。应急供应点、候选应急集散中心和配送中心的容量及建设成本如表 所示。表 候选应急集散中心到应急供应点和候选配送中心的距离距离 表 各受灾点到候选应急配送中心的距离和预估的需求量距离 需求量福台村 景家店村 友谊村 永定村 永丰村 永安村 官兴村 康家庄 松川村 赵家铺村 新坪村 阳坡村 好麦村 双乐村 新街村 花沟村 河畔村 肖川村 马丽荣，李田华 基于多阶段配送的应急物流设施选址 路径优化表 各应急集散中心及配送中心的容量及建设成本应急物流中心 容量 成本 万元 假设建设应急集散中心的固定成本为 万，建设应急配送中心的固定成本如表 所示，假设从兰州中川机场到候选应急集散中心的单位运输成本为 元 公里 单位，从候选应急集散中心到候选应急配送中心的单位运输成本为 元 公里 单位，从候选应急配送中心到受灾点的单位运输成本为 元公里 单位，各受灾点对应急物资的需求量大概估算而得。数据求解本文利用 表格中有关数据模拟分析法对线性规划模型进行求解，计算得出运营成本最低为 元，兰州中川机场向三个候选应急集散中心运输的应急物资数量，以及由应急集散中心向候选应急配送中心运输的应急物资数量如表 所示，由此可以看出在凤翔镇和砏口镇建立应急物资集散中心，向西巩驿镇供应的应急物资数为 ，因此不需要在西巩驿镇建立应急物资集散中心；两个应急集散中心向中驿村配送的应急物资数量为 ，因此不需要在中驿村建立应急配送中心。由供应地运往集散中心的货物量以及应急集散中心运往应急配送中心的货物量如表 中的数据。表 由供应地向集散中心以及由集散中心向配送中心运输的应急物资数量应急物资集散地供应地应急配送中心 表 应急配送中心向各受灾点配送应急物资数量从表 可以看出，有 条配送路径，同时表格里的数字表示每条线路上配送物资的数量，配送路径为 ，。配送车辆从配送中心出发配送完应急物资最后回到配送中心，以便于调度管理。结束语针对应急物流的特点构建了多阶段应急供应链配送网络结构，考虑到大宗应急物资的运输问题使用大型车辆将应急物资运输到集散中心，又由应急集散中心将应急物资实施分配，由于乡村道路狭窄道路受损情况不明朗，所以利用小型车辆由应急配送中心按照受灾地区的需求情况配送应急物资。其次，以实现运营成本最低为目标，设计了应急供应链物流设施选址优化运筹模型，利用 表格软件中数据模拟分析功能对模型进行线性规划求解，运算结果表明，表格软件能有效解决多阶段应急物流设施选址问题，即确定了应急集散中心的选址，又确定了应急配送中心的选址，同时确定了应急网络结构中各条线路上分配应急物资数量。通过对定西市案例数据进行分析可知，计算结果科学合理，以运营成本最低为目标的应急物流设施选址模型是有效的，能够为甘肃省应急物流选址问题提供参考依据。现实中应急物流供应链网络系统错综复杂，比如多目标问题、不同类别的物资配送条件差异化问题、灾后道路状况等，这类多目标多阶段多品种的应急物流设施选址及配送路径优化问题是未来的研究重点。参考文献：倪卫红，陈太 基于聚类 重心法的应急物流配送中心选址 南京工业大学学报（自然科学版），（）：马维，马向国 基于灰色关联层次分析法的灾害应急物流方案选择 防灾减灾学报，（）：周朋杨，陈刚 考虑决策者行为的突发事件应急物资配送中心选址研究 物流科技，（）：兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报 年 冯瑛杰，谢庆红 基于遗传算法的应急物流设施选址与调度 科技和产业，（）：杨恩缘，李进，严翌娴，黄文耀 震后多品种应急物资多级配送中的选址 路径模型 灾害学，（）：刘倩宇 考虑优先级的应急物流选址 路径多目标优化研究 大连：大连海事大学，盛虎宜，刘长石，鲁若愚 震后初期应急物资短缺情景下的定位 路径问题研究 运筹与管理，（）：张相斌，林萍，张冲 供应链管理设计、运作与改进 北京：人民邮电出版社 ，（，）：，：；檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼檼殥殥殥殥 消 息 报 道我校教师在甘肃省第六届高校青年教师教学比赛中获奖为深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的二十大精神，特别是习近平总书记关于工会开展劳动和技能竞赛工作的重要指示精神，进一步推动高校青年教师队伍建设改革，提升广大高校青年教师的教学能力和业务水平，由省总工会、省教育厅联合主办的第六届甘肃省高校青年教师教学比赛在兰州大学开赛。本次赛事吸引了来自省内 所高校的 余名青年教师参与，经过两天的激烈角逐，我校马克思主义学院教师刘晓龙以思政组第六名的成绩荣获三等奖。马丽荣，李田华 基于多阶段配送的应急物流设施选址 路径优化