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基于储备指数的应急物资选址-调配优化研究开题报告

 2022-01-14 08:01  

全文总字数:6276字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

近年来,随着科技水平地飞速上升,世界各地对于自然灾害的预测和防范能力不断提升,但类似于龙卷风、地震等突发性事件仍然难以通过科技手段进行预测和预报。而有些事件虽然能够提前预测,可往往会由于预报不及时而导致应对的物资、人员的救助都难以在短时间内到位。据国家统计局最新的调查数据显示,2017年突发灾害导致的受灾面积高达18478千公顷,其中火场总面积44428.4公顷,旱灾受灾面积9874.8千公顷,地震次数12次[1]。我国的防灾减灾工作任重道远,各省市均致力于提高灾后应急救援能力和救援效果。

在面向突发性事件的紧急救援工作中,应急物流系统的顺利运行是应急物资及时抵达受灾地点的重要保障。而应急物资储备仓库是应急物流系统的重要基础设施,应急仓库的选址以及物资配送方案直接影响应急物流中对应急物资的运输配送效率。因此,本文基于储备指数对应急物资选址决策的方案进行研究,预测物资供应点的物资储备量,通过建立总成本最低、运输总距离最短的模型,寻求应急物资选址问题的最优方案。从理论的角度来看,储备指数在直观上为我们了解相同或不同的储备区内的储备能力、物资储备需求量都提供了很好的技术指标,使得多目标函数模型的构建更加具有合理性;从实际的角度来看,基于储备指数研究选址模型,能够在满足受灾地点需求的情况下,尽可能的减少物资过多引起的浪费,或供过于求带来的成本损耗,在实际生活中有一定的参考价值。

国内外研究现状

选址问题在日常生活、物流、化工业等领域中都有着广泛的应用,因而为了建立比较完善的应急物流组织体系,很多国家或政府都已经制定了相关的协调机制。

在应急物资选址——调配相关研究中,主要有以下成果:

冯舰锐、盖文姝基于运筹学中求解多目标优化问题的理论和方法,利用可变权重因子构造辅助函数,结合物资运输调度的时效性与经济性的特征,建立优化模型[2]

宋英华、王莉芳、杜丽敬、方丹辉、王喆对运输时间、应急成本和需求满足这三个目标动态赋权,实施应急物资的动态选址和优化调度,同样的建立了模糊条件下的多目标模型[3]

张有恒、朱晓宇等人利用机会规划模型和遗传算法,建立应急物资库存与运输优化模型,并求解模型[4]

宋鸣奇、许可、凌周俊则选择运用数学规划方法,构建三级应急物资储备库,建立随机规划模型,并利用遗传算法及样本均值逼近法求解[5]

高辉、董殿伟则是综合了P-中值模型、P-中心模型、覆盖模型等一般选址模型Aikens用数学分析和线性规划等方法,构建了应急情况下仓库建设最佳位置选择的的优缺点,同时考虑到应急物资选址的成本因素、效率性等,建立了多目标模型。他们运用线性加权法求解,从而得出最优选址地点[6]

Knott发现线性模型可以很好地反应最优运输成本问题[7]

OzdamarL等人利用分配模型协调物流调配和人员疏散,从而实现加权商品和转运伤员之间的最优化[8]

Aikens通过数学分析和线性规划法,构建了应急情况下仓库建设最佳位置选择的九个基本模型[9]

JanHolinstrom提出了一个多种模式的灾害物流网络模型[10];Jiuh-BiingSheu等人提出用模糊聚类的方法建立物流管理模型,目的是对受灾地区进行优先等级的评估[11]

而在储备指数相关研究中主要有以下成果:

乔洪波教授在需求量的研究中,对现有的区域和供应点重新划分,通过分析影响物资需求的因素而构建了供应点的需求指数,并根据物资的需求等级确定了满足率,最后构建了储备点的需求计算公式[12]

孟祥娟运用熵权法,通过对某区域的经济发展水平、洪涝灾害强度、洪涝灾害发生的范围等因素分析,以防汛物资储备指数为基础构建了相应的储备量模型,用以分析不同洪涝灾害危险条件下的不同储备区物资的库存储备问题[13]

孟参借鉴ABC库存管理方法,将应急物资分为四类,建立了评价指标体系。同时他通过层次分析法(AHP)确定各个指标的权重,用模糊评级法确定物资分类,最后用灰色预测和神经网络的方法求解模型[14]

Jiuh-Biing Sheu将应急物资分为消耗性的物资和非消耗性的物资,分别对物资的需求量进行了预测[15]

Trevor Hale和Christopher R Moberg从选取应急物流供应节点的角度出发,对各个应急物流供应节点的存储量建立数学模型并作出定量分析[16]

九个基本模型;JanHolinstrom提出了一个多种模式的灾害物流网络模型;Jiuh-BiingSheu等提出用模糊聚类的方法建立物流管理模型对受灾地区进行优先等级的评估。

目前,国内外在应急物资选址调度方面的研究,主要是从多目标决策、随机约束和高效求解算法等多角度展开,同时研究选址和多个影响因素之间关系的问题,研究的场景主要分为应急灾害发生之前和应急灾害发生之后两种情况。在储备指数上的研究主要从影响物资需求因素的角度出发,如经济、人口、交通、受灾程度、物资种类等,分别构建对应的储备模型并进行求解,从而预测出应急物资供应点的物资储备量,能够客观的满足受灾地点的物资需求。

通过上述分析可以发现,相关研究中大多都考虑到储备指数对应急物资选址调配优化的影响,然而在储备指数的评价体系中,较少探讨公共预算支出这一外在因素。本文认为公共预算支出对储备量以及储备指数的确立有着重要作用。在现实的储备点建设之中,人们不得不考虑到公共预算支出指数这一点。在没有发生灾害等紧急情况时,储备点的维护需要记录各项公共支出的开销,这些开销占据了储备点总开销的大部分。因而在灾害发生之前,日常设备的维护情况统统由公共预算支出指数反映;在灾害发生时,合理的公共预算支出可以快速准确的判断出储备点的储备情况,从而在第一时间实施应急救援工作。很显然,公共预算支出指数是不能被忽视的,因而我们需要将其纳入进来,考虑公共预算支出指数对选址决策的影响。

2. 研究的基本内容

本文先阐述了应急物资选址的概念和影响因素,解释了储备指数的构建和意义。其次,通过建立总成本最低、运输总距离最短的应急物资选址—配送模型,来寻求某区域的最优应急物资选址方案。为了保证在灾害救援时,供应点运送的物资数量能够满足受灾地点的需求量,减少物资存储过多引起的浪费,或降低供不应求的可能性,本文引入储备指数这一参数,利用专家权重法,重新构建物资储备量计算模型,对供应点的物资储备量进行需求预测;为了保障应急救援的时效性,本文在模型的构建中加入了对运输距离的限制,实现降低运输距离以及运输成本最小的目的。

论文各章具体内容安排如下:

第一章,介绍了选题的研究背景和意义,阐述国内外对储备指数和应急物资选址的研究现状,以及本文的创新之处。

第二章,介绍了本文所引用到的相关理论,即应急物资的概念及其功能,应急物资选址的影响因素和储备指数的计算方法。

第三章,基于相关研究基础,重新构建增加公共预算支出指数的储备指数模型,在此基础上建立应急物资选址—调配优化模型。

第四章,实例分析,以四川省的青川、汶川、北川等6个应急点为研究对象,选择附近的重庆、昆明、成都、湖北等8个城市为应急物资供应点的候选点,查阅相关数据,构建模型并求解,同时对模型进行参数分析和对比,证明结果的合理性。

第五章,总结全文的研究内容和得到的结论,阐述本文研究的不足,并对未来的研究提出新的方向。

本文的论文目录如下:

1 绪论3

1.1研究背景和意义3

1.2国内外研究现状3

1.2.1应急物资选址—调配相关研究3

1.2.2储备指数相关研究4

1.2.3文献总结4

1.3 研究内容5

1.4 研究的创新5

2 理论基础7

2.1 应急物资的概念及分类7

2.2应急物资选址的影响因素7

2.3 储备指数权重的求解方法7

3 模型构建9

3.1 问题描述9

3.2.符号说明9

3.3 模型建立10

3.4 本章小结10

4实例分析11

4.1 实例场景11

4.2模型的求解12

4.2.1储备指数的构造13

4.2.2 物资供应点指数权重的求解14

4.2.3应急物资供应点需求量的估测15

4.3求解结果16

4.4参数分析18

4.4.1 救援物资单位成本变化对救援方案的影响18

4.4.2 公共预算支出指数变化对救援方案的影响20

4.5 本章小结22

5研究结论与展望23

5.1 结论23

5.2 展望23

参考文献24

致谢25

附录26

3. 实施方案、进度安排及预期效果

(一)实施方案

1、首先分析、整理相关国内外的文献资料,了解最新研究成果和方向。

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4. 参考文献

[1]国家统计局. https://7ed2d0bc0417861b351234d96fe7add4.vpn.nuist.edu.cn/

[2] 冯舰锐,盖文妹.应急物资储备点选址多目标优化模型及算法研究[J].中国安全生产科学技术,2018,14(06):64-69.

[ [3] 宋英华,王莉芳,杜丽敬,方丹辉,王喆.模糊条件下应急物资配送选址-多模式运输问题[J].中国安全科学学报,2017,27(07):169-174.

[4] 张有恒,朱晓宁,康柳江,赵佳昊.应急物资储备仓库最佳库存模型研究[J].信息与控制,2017,46(02):248-251.

[5] 宋鸣奇,许可,凌周俊.自然灾害下应急资源选址与配置问题研究[J].品牌(下半月),2015(06):293-294.

[6] 高辉,董殿伟.农垦系统应急物资设施选址问题研究[J].计算机与数字工程,2014,42(10):1827-1830.

[7] Knott R.The Logistics of Bulk Relief Supplies[J].Disasters,1998,11:113-115

[8] YI W, OZDZMAR L.A dynamic logistics coordination modelfor evacuation and support in disaster response activities[J]. EuropeanJournal of Operational Research, 2007, 179:1177-1193

[9] Aikens C H. Facility location models for contingencyOperations [J]. Annual Reliability an Maintainability Symposium,2002,61-67.

[10] JanHolinstrom. Business process innovation in thesupply implementing vendor managed inventory [J] .European ManagementJournal,1998,14:127-131

[11] JiuhBiingSheu. Dynamic relief-demand management foremergency logistics operations under large-scale disasters [J] .Transportation Research Part E,2010(46) : 1-17

[12] 乔洪波. 应急物资需求分类及需求量研究[D].北京交通大学,2009.

[13] 孟祥娟. 灾前防汛物资库存储备量研究[D].南京财经大学,2017.

[14] 孟参,王长琼.应急物流系统运作.管理流程研究.物流技术.2006.9.15-17

[15] Jiuh-Biing Sheu. An Emergency Logistics DistributionApproach for Quick Response to Urgent Relief Demand in Disasters[J].Transportation Research Part E, 2007, 43:687-790.

[16] TREVOR HALE, CHRISTOPHER R MOBERG. Improving SupplyChain Disaster Preparedness Decision Process for Secure Site Location[J].International Journal of Physical Distribution Logistics Management,2005, 5: 195-207.

[17] 王丰,姜玉宏,王进.应急物流.北京.中国物资出版社.2007.2-7

[18] 杨陵. 奇瑞汽车公司供应商绩效评价研究[D].兰州理工大学,2018.

[19] 詹君.应急系统中物资需求与分配问题的模型体系构建[D].南京财经大学,2011.

[20] 陈琨,翁迅.应急物流设施选址考虑因素研究[J].物流科技,2010,33(10):55-56.

[21] 刘宗熹,赵启兰.应急物资储备指数及储备量探讨[J].物流技术,2009,28(07):124-126.

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