灾后物资配送优化研究

论文总字数：23441字

摘 要

灾难发生后决策者需要充分且高效地满足灾民需求，这需要在救灾物资配送环节选择最优路径。有关救灾物资配送路径规划的研究中常见的两种模型分别是用0-1变量追踪某辆车的行驶路径或是用0-1变量判断是否把某辆车分配给某个路线，它们的求解效率会随着救灾车辆的增加或是车辆路线的增多而降低。它们在解决只有几辆车的救灾环境时可行，但应对大规模救灾环境时，车辆数量和车辆路径的迅速增加会限制模型的求解效率。本文建立了一个动态网络流模型，用于救灾物资的配送和伤员的疏散。该模型求解效率不受救灾车辆数和车辆路径数影响，因而突破了车辆数量的限制，但其效率会随着受灾点数量增加而降低。为此，本文提出了先聚类后规划的方案，把大规模救灾环境分割求解。先对众多受灾点聚类，对聚类中心和供给点构建第一层路径规划模型，求出对每个类的物资分配量以及相应的供给点，再对每一类构建第二层路径规划模型。汇总所有第二层路径规划模型的解即得到原问题的解。本文利用算法生成了一个含两百个点的模拟救灾环境，具体展示了该方案的操作步骤和可行性。

关键词：救灾管理，应急物资配送，网络流模型，分层规划

Abstract

After the disaster, decision makers need to distribute relief inventory in an efficient way, which means the best route must be chosen in the distribution of relief supplies. Two common kinds of models used in the study of relief inventory routing are to track the route of a vehicle by 0-1 variables and to judge whether a vehicle is assigned to a certain route by 0-1 variables. The efficiency of these models will be reduced with the increase of disaster relief vehicles or the increase of vehicle routes. In this paper, a dynamic network flow model is established for disaster relief distribution and casualty evacuation. The efficiency of the model is not affected by the number of vehicles and the number of vehicle routes, thus it breaks the limit of the number of vehicles. However, the efficiency will decrease with the increase of the number of disaster nodes. For this reason, this paper proposes a solution named “clustering and routing” to solve the large-scale disaster relief environment. With all demand nodes grouped into small clusters, supply nodes and demand clusters are routed on the first layer. Inside each cluster, demand and supply nodes are routed on the second layer. In this paper, the solution is well explained by dealing with a simulated large-scale disaster relief environment generated by the algorithm.

KEY WORDS: disaster relief operation, disaster relief logistics, network flow model, hierarchical planning

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究意义及目标 1

1.2.1研究意义 1

1.2.2研究目标 2

1.3国内外研究现状 2

1.4研究内容及创新点 2

第二章 文献综述 4

2.1救灾管理总述 4

2.2救灾物资配送路径规划 4

2.3救灾物资配送模型比较 5

第三章 聚类分析法 7

3.1聚类-规划流程 7

3.2k-means聚类算法 8

第四章 路径规划模型 10

4.1第二层问题模型 10

4.2第一层问题模型 12

第五章 模型求解 15

第六章 结论及展望 23

致 谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

1.1研究背景

灾难包括自然灾难和人为灾难，自然灾难常见的有台风、海啸、洪水、地震等，人为灾难一般由操作失误或者恐怖组织引起。这些灾害难以预测，且一旦发生往往能对人类社会造成较大的破坏性。世界卫生组织将灾难定义为任何会造成人类痛苦和生命损失、破坏生态的事件。灾难发生之后，政府会立即在受灾地展开救灾活动，为受灾者提供食物、药品和住所，以及为伤员提供医疗服务。这些活动会在灾难刚发生之后短时间内进行，之后就是长期的灾后恢复，包括碎片清理和灾区重建。

中国是世界上自然灾难与人为灾难发生较多的国家之一，尤其是自然灾害。比如1976年的唐山大地震、1998年的长江大洪水、2003年的“非典”、2008年的汶川大地震、2010年的玉树地震、2010年舟曲特大泥石流等各种类型、各种程度的灾害不断地威胁着社会的稳定和发展，无论是从社会经济发展的角度还是从人民群众生命财产安全的角度，都会造成很大的破坏。以2008年5月12日的汶川大地震为例，它的震级强度高达八级。这场地震的破坏性之强、波及范围之广让它成为了建国以来破坏力最大的一次地震。汶川大地震给汶川地区造成了重大经济损失，造成了大量无辜人民群众的惨重伤亡。这次地震波及了237个县市级受灾点，严重破坏地区约有十万平方公里左右。其中，有10个受灾点属于极重受灾点，有41个受灾点属于较重受灾点，有186个受灾点属于一般受灾点。截至2008年9月18日12时，汶川大地震共造成了69227人死亡，约38万人受伤。

这一场场灾难不断警示着我们要提前做好应对灾难的准备，不仅在心理上要有准备，更要在物质上有所准备。物质上的准备主要就是应急救灾物资的预备和配送。而为了能把救灾物资在最短的时间内送到受灾群众手中，必须要解决路径规划问题。突发情况下的救灾工作需要有条不紊地进行，这需要有一整套完备的救灾管理计划，可以在灾难突然发生后进行响应和支持。

1.2研究意义及目标

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：23441字