应急物资动态优化调度问题研究

发布时间：2017-09-28 05:25

  本文关键词：应急物资动态优化调度问题研究

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【摘要】：自然灾害、公共卫生事件等突发性灾害在我国及世界范围内频发,对生活环境及社会经济造成了极大的破坏,为应对日益严峻的突发性灾害事件,迫切需要对应急管理及相关决策系统进行研究和开发。应急物资调度作为应急物流的重要组成部分,是突发性灾害事件救援的关键环节,已成为国内外的研究重点。国内外对于应急物资调度问题的研究大部分都是基于静态条件,缺少对灾害未来发展所带来影响的考虑。与普通物资调度相比,应急物资调度具有不确定性、不可替代性及时效性等特点,这些特点决定了应急物资动态调度研究的特殊性。本文针对应急物资的特点,以提高突发事件所需物资调度效率,满足突发事件地区物资需求为目标,对应急物资动态调度进行研究。本文的主要创新点如下:(1)针对应急物资调度具有不确定性及较高时效性的特点,建立一种基于实时信息双向反馈机制的应急物资动态调度系统框架,有效应对应急物资动态调度问题。在现有应急物流调度过程中,信息化程度难以应付紧急状态的要求,掌握精确、实时的救援需求信息很有必要,但目前很难做到。因此,如何获取有效的实时信息值得研究。本文建立以调度中心为核心的应急物资调度系统框架,利用GPS、物联网等现有技术收集在途应急车辆、路网关键节点处的实时信息,并将实时信息实时传送给调度中心,调度中心根据实时信息对最优路线进行实时调整,将当前最优路径指派给相应的在途应急车辆。基于实时信息双向反馈机制的应急物资动态调度系统,使运输路线更具灵活性,物资运达更具及时性,从而实现配送时间最小化的目的。(2)针对应急物资供应点分布广泛的特点,提出一种基于时间覆盖的物资储备库选址的算法,对应急物资供应点的分布进行优化,为快速调度应急物资提供良好的基础。现有应急物资储备库数量不够、散布不均,不利于实现物资调度的实时性。本文在现有物资储备库的基础上,根据研究区域的灾害历史信息,增建一批临时储备库,使研究区域内相对数量的应急物资储备库,在能满足整个区域的物资需求能力下,有多个物资储备库能给灾害易发区域提供供应服务。当灾害发生时,根据受灾点的需求紧急度、所需物资的优先级及路网结构变化,启用合适的临时储备库,选取某一物资储备库为某个或多个受灾点进行配送,或者选取多个储备库为某受灾点进行协同配送。这能大大缩短应急物资的调度中的装配时间,更能保证受灾点的需求得到满足。(3)针对应急物资配送路网具有动态变化性,提出一种实时动态寻优的路径优化算法,对应急物资的配送路线进行实时调整,有效保证配送时间在时限要求范围内。应急物流很大程度上是一个参与各方相互作用的动态过程,其不确定性及突发性特征明显,特别是运输调度高度依赖于路网的实时情景,而现有研究大多都是将其转化成静态问题处理。本文建立支持时变特征的、具双向信息反馈机制的及具优先级的应急物资动态调度策略,对配送路径进行实时优化,高度模拟现实问题,有效提高了应急物资的调度效率,且对应急物资的动态调度研究具有一定的实际意义。本文基于应急物流的特点,结合灾害的发展特性,设计了应急物资动态调度系统框架,给出了详细的数学模型及具体算法,优化了路径动态寻优算法,并结合案例利用仿真工具NetLogo进行了模拟仿真,验证了数学模型的合理性及算法的有效性。本文提出的应急物资动态优化调度问题解决方案,提高了应急物资配送效率,对应急救援领域的动态调度具有很好的理论指导意义,成果可推广至常规物流管理、供应链管理等领域,具有一定的适用性及推广价值。
【关键词】：应急物资 动态调度系统框架 物资优先级 灾区紧急度 N-var(k)算法 RT-ACO算法
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP301.6;F259.2
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究内容及创新点13-15
• 1.2.1 研究内容13-14
• 1.2.2 创新点及贡献14-15
• 1.3 论文组织结构及章节安排15-17
• 1.3.1 论文组织结构15-16
• 1.3.2 章节安排16-17
• 第二章 相关研究工作17-24
• 2.1 研究现状及趋势17-20
• 2.1.1 国内外研究现状17-19
• 2.1.2 研究趋势19-20
• 2.2 相关理论及方法20-23
• 2.2.1 云作业调度算法20-21
• 2.2.2 蚁群算法21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 支持双向反馈的应急物资动态调度系统研究24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 应急物资调度问题描述及模型24-29
• 3.2.1 问题描述及模型24-25
• 3.2.2 问题形式化25-29
• 3.3 应急物资动态调度体系构建29-34
• 3.3.1 具优先级的配送策略29-30
• 3.3.2 配送路线的动态优化方案30-32
• 3.3.3 实时调度系统的框架设计32-34
• 3.4 本章小结34-36
• 第四章 基于可变K时间覆盖的应急储备库选址研究36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 应急物资储备库选址模型36-39
• 4.2.1 问题描述36-37
• 4.2.2 模型假设及重要定义37-39
• 4.3 基于近邻移动的可变k覆盖算法：SN-var(k)算法39-41
• 4.4 实验分析41-44
• 4.4.1 环境说明41-42
• 4.4.2 参数设置42
• 4.4.3 仿真过程42-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 应急物资配送路线动态优化研究45-54
• 5.1 引言45
• 5.2 配送路线动态优化调度模型45-47
• 5.2.1 问题描述45
• 5.2.2 模型建立45-47
• 5.3 基于实时信息的动态蚁群算法设计及问题求解47-49
• 5.3.1 建立带优先级的应急物资调度模型47-48
• 5.3.2 为在途救急车辆寻找当前最优路线48-49
• 5.4 算例仿真与分析49-52
• 5.4.1 数据模拟49-50
• 5.4.2 算例结果分析50-52
• 5.5 本章小结52-54
• 第六章 结论与展望54-56
• 6.1 结论54-55
• 6.2 下一步工作55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间的主要工作60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：934027