面向多层级出救点的应急物资调度模型研究
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等
｜ ｜ 一ｌ
（ ６ ）
同省的其他未受灾市 的市级储备库 、 害发生地所 在省 级储 备 灾
库、 国家级储备库 。表 １ ２ １ 是 ００年 ４月玉 树地震 受灾 点玉树 县可调度的储备库 优先级 队列 （ 里假设 除玉 树县 和玉 树州 这 外所列 的县 、 都未 受灾 且 都有 储备 库 ， 市 国家级 储 备库 列举
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｃ ｏｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｆｔ ｅ ｍａｅ ａ ｃ ｅ ｕ ｉ ｇ ｉ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｒｌ ｆａ ｔ ｉ ｅ ｔ ｒ ｓ ｎ ｎ Ｃ ｉ ａ ａ ｅ ｎ ｓｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｓｏ ｔｒ ｌｓ ｈ ｄ ｌ ｎ ｅ ｒｅ ｃ ｅｉ ｃｉ ｔ ｓａ ｅ ｅ ｔｉ ｈ ｎ ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉ ｎ ｅ ｖｉ ｐ
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Ｋｅ ｏｄ ：ｍ ｔ ｉ ｉ ａｃ ；ｍ ｌ－ ｖｌ ｅｏ ； ｌｓ ｔｈ ｕｔｌ ｅ ｄ ｐｔ ｍｕ ｉ ｊｃ ｖ ｐ ｍ ｚ ｉ ；ｅ ｒ ｃ ｅｅ ｅａ ｄ ｐ ｉｅ ｓ ｔｏ ｉ ｉ ａｏ ｅ ｌｆ
作者简介 ： 田卫 东（９ ０ ） 男， １７ 一 ， 安徽合肥人 ， 副教授 ， 主要研 究方向为人 工智能、 数据挖掘 、 计算机控 制等 ； 赵利 （９ ７ ） 女 ， １ ８ 一 ， 安徽 利辛人 ， 士 硕
研 究生 ， 主要研 究方 向为应急管理 、 数据挖掘 （ｉ ｚａ＿ ０ ９ ６ ．ｏ ． １ｙｈｏ２ ０ ＠１３ ｃｍ） ｌ
收稿 日期 ：２ １ —４ ０ ；修 回日期 ：２ １ —５ １ ０ １０ － ９ ０ １０ １
项 目（ １２ ０ ８ ９０４０ ）
政府部门 申请 ， 调拨同属上级 政府 管辖 的、 与受灾 点 同级的其
基金项 目：国家科技 支撑计划基金 资助项 目（ ０ ８ ＡＫ ９ ０ ； ２０ Ｂ ４ Ｂ ５） 国家 自然科 学基金 资助
低 ） 次 就 是 灾 害 发 生 地 的县 级 储 备 库 、 灾 害 发 生 地 县 级 储 依 除
为了使 式（ ） ３ 中两个 目标同时达 到最优 ， 文利 用模糊优 本 化 的思想求解 ， 这里定义两个模糊 目标集 Ｆ １和 Ｆ Ｊ ２ 。
（ （） ５
备库外与其 市 的其他未受灾县的县级储备库 、 害发 生地所 灾 属 市的市级储备库 、 除灾害发生地所属市 的市级储备库外 与其
ｄ ｉ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ －６ ５ ２ １ ． １ Ｏ １ ｏ：０ ３ ６ ／ ． ｓ． ０ １３ ９ ．０ １ １ ． １ ｓ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ ｍｅ ｇ ｎ ｙ ｍａｅｉｌｄ ｓ ａｃ ｄ ｌｏｉｎ ｉｇ ｍｕ ｔ—ｅ ｅ ｅ ｏ ｓ ｓ ａｃ ｎ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔｒａ ｉｐ ｔｈ ｍｏ ｅ ｒｅ ｔｎ ｌｉｌｖ ｌｄ ｐ ｔ
１ 数 学模 型
１ １ 多层级 出救点 的优 先级 建模 ． 由于地方储备库物 资的发放和管理 由地方政府负责 ， 具体 由地方 民政部 门负责实施和执行 。一般情 况下 ， 突发灾害救助
对大范 围地震后 如何在三天 有效救 援期 内对受灾 点快 速响应 的改进应 急调 度方法 ， 主要 采用模糊聚类和多 目标动态编 制计
行 选择 ， 即满 足
ｒ Ｔｒ ＊Ｊ ｍ － ＂ ｉ ｌ ｌ
物资储 备仍不足 ， 则调 拨 更高一 级行 政 区物资 储备 库 中 的物
资 。依次下去 ， 商至到 达国家层 面 ， 时调拨 中央级 物资储 备 此 库 中的物资 ， 依此建立 多层级 出救点 优先 队列 。 每级政府部 门本级可能拥有多个储备库 ， 以相同优先 级 所 别的出救点可能有多个 。设 由受灾点 Ｄ 确定的多层级 出救 点 ，
划模 型的方 法 ；ｈ ｎ Ｃ ａｇ等人 针 对多 受灾 点根据 Ｇ Ａ算 法对 连
时， 首先调度 受灾 点本级 的储 备库 和当地储 备库 的物资 ； 物资
不足时 ， 则依 据行政区划和行 政管辖 关 系， 由当地政府 向上级
续消耗物资 的情况进行应急开始 时间最早 、 出救点数 目最少多
目标 问题 的研究 ； ｎ 等人 对 多受灾 点情 况下 的资源竞争 Ｗａ ｇ
０ 引言
在突发 自然灾害时 ， 应急救灾物资 的调度 和运输 是各 级政 府和组织救 灾工作 的核心 内容 ， 直接关系到灾 区人 民的生命 财
的问题通过各受灾点之 间方案调整的方法进行研究 ； 耿泽 飞等 人 则 以应急开始 时 间最 早 、 本最 少为 目标 利用 表 上作业 成 法解决资源竞争 问题进 行 优化 求解 ； 继君 等人 基 于非合 杨 作博弈 的应急资源调度 模型 对多受灾 问题进 行研究 。在这些 研究 中， 使用的调度模型主要是正常社会经济情况下 的传 统模 型， 通过修改优化 目标 以适应 应急 救灾 的背景 ， 或者在 其基础
・
４４ ０ ６・
计 算 机 应 用 研 究
第２ ８卷
他储备库的物资 ， 以及上 级行政 区储备 物资库 中的物 资 ； 果 如
中第Ｊ 的一个可行调度方案设 为 ， 组 第 组所有 方案 的集 合 为７， ｒ 若 组所 有可调度 出救点 物资全部 参与调 度 ， 方案集 则 合中只有一个方案且是最优的 ； 则需对集合 中的所 有方案进 否
Ｔ ＡＮ ｅ — ｏ ｇ ＨＡＯ Ｌ Ｉ Ｗ ｉｄ ｎ ，Ｚ ｉ
（ ｃｏｌｆＣ ｍ ｕｅ Ｉ ｏｍ ｔ ｎ Ｈｆｉ ｎ ｅ ｉ ｅｈｏｏｙ Ｈｅ ｉ ３ ０ ９ ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ ｐ ｔ ｏ ｒ＆ ｎ ｒ ａｉ ， ｅ ｉ ｒｔ ｏ ｃｎｌ ， Ｊ ０ ０ ，Ｃ ｉ ｆ ｏ ｅ Ｕ ｖ ｓｙ ｆＴ ｇ ￣２ ａ
第 ２ 卷 第 １ 期 ８ １
２１ ０ １年 １ １月
计 算 机 应 用 研 究
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｐ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｆ Ｃ ｍｐ ｔｒ ｃ ｏ
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ １ ｌ２ ． １ ＮＯ ． ２ １ Ｖ ０１
面 向 多层 级 出救 点 的应 急 物 资调 度模 型研 究 水
田卫 东 ，赵 利
（ 肥 工业 大学 计 算机 与信 息 学院 ， 舍 合肥 ２００ ） ３０９ 摘 要 ：针 对我 国应 急救 灾物 资储备 库 系统 的物 资调 度 和运输 的组 织特 点 ， 依据 受 灾点 的多层级 储 备库 优 先级
模 型 ， 立 了针 对 多 出救 点 、 建 多受 灾点的应 急物 资调度 模 型 ， 实现应 急开 始 时 间最 早 、 出救 点数 目最 少 的 多 目标
ｔ ｅ ｍｕｌｉｌｖ ｌｄ ｐｏｓｐｒｏ ｔ ｄ ｌ ｅ ａｅ ｏ ｔ ｅ ｄｉａ ｔｒｐｌｃ ｈ ｔ—ｅ ｅ ｅ ｔ ｉｒ ｙ ｍｏ ｅ ，ｒ ｌｔ ｄ ｔ ｈ ｓ ｓｅ ａ ｅ， ｔ ｓ ｐ ｐ ｒ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ａ ｍｕｌｉｄ ｐｏ ｉ ｈｉ ａ ｅ ｓａ ｌｓ ｅ ｔ— ｅ ｔ，ｍｕ ｔ— ｉａ ｔｒ ｐ ａ ｅ ｌｉｄ ｓ ｓｅ ｌｃ
优化 ， 设计了模型求解方法 ， 并给 出实例验证 了此模型的有效性和合理性。该模型 已成功运用在 国家应急救 灾
物资调 度 系统设 计和 玉树 地震模 拟 物 资调 度 方案 的制 定 中。 关 键词 ：物 资调 度 ；多层 级 出救 点 ；多 目标 优化 ；应急救 灾 中图分 类 号 ：Ｔ ３ １６ Ｐ ０ ． 文献 标志 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ —６ ５ ２ １ ） １４ ４ — ４ ０ １３９ （０ １ １—０５０
践的组织特点 ， 立了较符合我国真实应急救灾物资调度过程 建 的多 目标优化模型 ， 计 了针对该模型 的求解算法 。实际应用 设
情况表明 ， 该模 型是合理可行的 。
建立储备 库物资的调运和发放顺序 。 这类从 预先建立的储备库 中调拨 物资到受灾点 ， 于多点 属
物资调度类 问题。从现有文献看 ， 针对多点物资调度模 型的研 究开展得 较多 。Ｆｅｒ ｈ等人 … 对地 震 后单 个受 灾 点如 何 最 ｉｄｉ ｃ 小化人员 伤亡 、 减少 损失 的问题进 行 的研究 ；ｈ ｕ 提 出 了针 Ｓ ｅ
优 先 队 列 为
…
‘ ）
（ ）
的方案 最优 ， ｈ级的最优调度方案为 则
，
， ，
，…
ｓ， ， … ｓ 圳 。 ｓ 』… ， 。江 ） ， ， ｓ
＝
（ ｍ ≤ｍ）
（） ４
（ ＜ ； ＜ｎ０＜『 ； ，≥０； Ｐ＋ｄ＜ｋ 上标为优 先 ０＜ Ｐ ０＜ ； 上 ｈ ｅ Ｏ＜ ＜ ， 等级 ）Ｓ…， 芒 ～ｈ … 灾点 Ｄ 的第 Ｐ个 且优先级别是 ｈ的可参与 调 ， 度 的储 备库 ， ５ 对应 的物资供应量 为 具体来 说， 某受 灾 点 的多 层级 出救 点优 先 队列 （ 高 到 从
ａ ｄｍ ｌ—ｂｅｔ ｅ ｐｉ ｉ ｔ ｎｅ ｅｇｎｙｓｈｄ ｌ ｇｍ ｄｌ ｗ ｉ ｏ ｅ ｅｐｏｌ ｆｈ ａｌ ｓ ｅ ｅｇｎｙｓ ｒ ｔ ｅ ｎ ｕｔｏｊｃ ｖ ｔ ｚ ｉ ｍ ｒｅｃ ｃｅｕｉ ｏｅ， ｈｃ ｓｌ ｄｔ ｒｂ ｍ ｏ ｅｅｒｅｔ ｍ ｒｅｃ ｔ ｔ ｉ ｉ ｉ ｏ ｍ ａｏ ｎ ｈ ｖ ｈ ｅ ｔ ｉ ａ ｍ
上增加 了一些针对应急情况 的约束条 件 ， 这些模型没有考虑我
国实际救灾工作 的组织特点 ， 因而与真实 的救灾活动仍存在一
定的差距 。
本文 以 自然灾 害的救灾 物资调度为背景 ， 考虑我 国救灾实
家 民政部组织 和实施。为 了协调各 类各级 储备库 物资 的调配
和合理使用 ， 民政部 门会依 据先地方后 国家 、 就近调运的原则 ，
产安全 和生产生活秩序 的恢 复。为应对 突发 自然灾 害的 紧急 物资需求 ， 国 目前 已建成 包括沈 阳、 我 合肥 在内的 １ 中央级 ９个 救灾 物资储备库 。按照 民政 部关 于 国家 救灾 物资储 备库 的建
设规划 ， 十二 五” “ 期间还将在此基础上 ， 继续新建 或改扩建 １ ０ 个储备库 ， 并且在省 、 、 各级行政区建设 １ ２个地方生 活 市 县 至 类物 资储 备库 ， 为抗灾 减灾 活动奠定物质基础 。 对 于国家救 灾物资储备库物资 的调拨 工作 ， 目前 主要 由国
等
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同省的其他未受灾市 的市级储备库 、 害发生地所 在省 级储 备 灾
库、 国家级储备库 。表 １ ２ １ 是 ００年 ４月玉 树地震 受灾 点玉树 县可调度的储备库 优先级 队列 （ 里假设 除玉 树县 和玉 树州 这 外所列 的县 、 都未 受灾 且 都有 储备 库 ， 市 国家级 储 备库 列举
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作者简介 ： 田卫 东（９ ０ ） 男， １７ 一 ， 安徽合肥人 ， 副教授 ， 主要研 究方向为人 工智能、 数据挖掘 、 计算机控 制等 ； 赵利 （９ ７ ） 女 ， １ ８ 一 ， 安徽 利辛人 ， 士 硕
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基金项 目：国家科技 支撑计划基金 资助项 目（ ０ ８ ＡＫ ９ ０ ； ２０ Ｂ ４ Ｂ ５） 国家 自然科 学基金 资助
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（ （） ５
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第 ２ 卷 第 １ 期 ８ １
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计 算 机 应 用 研 究
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模 型 ， 立 了针 对 多 出救 点 、 建 多受 灾点的应 急物 资调度 模 型 ， 实现应 急开 始 时 间最 早 、 出救 点数 目最 少 的 多 目标
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物资调 度 系统设 计和 玉树 地震模 拟 物 资调 度 方案 的制 定 中。 关 键词 ：物 资调 度 ；多层 级 出救 点 ；多 目标 优化 ；应急救 灾 中图分 类 号 ：Ｔ ３ １６ Ｐ ０ ． 文献 标志 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１０ —６ ５ ２ １ ） １４ ４ — ４ ０ １３９ （０ １ １—０５０
践的组织特点 ， 立了较符合我国真实应急救灾物资调度过程 建 的多 目标优化模型 ， 计 了针对该模型 的求解算法 。实际应用 设
情况表明 ， 该模 型是合理可行的 。
建立储备 库物资的调运和发放顺序 。 这类从 预先建立的储备库 中调拨 物资到受灾点 ， 于多点 属
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和合理使用 ， 民政部 门会依 据先地方后 国家 、 就近调运的原则 ，
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