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应急配送网络研究的文献综述

作者 :俞秋婷更新时间:2012-10-26

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摘要:公共突发事件严重威胁人类的生活和发展,而应急配送网络作为应急物流中及其重要的一部分,越来越引起社会和学者的关注。文章通过研究理论与现实意义、国内外研究现状以及当前应急配送网络的热点,来对应急配送网络的研究现状和趋势进行综述。    

本文来自职称论文发表网的竭力网络搜索和整理得来的。


   关键词:应急;配送网络;文献综述






1  研究的理论与现实意义


   随着科技和信息水平的发展,人类对于灾难的预报能力在不断加强。但是,由于获取灾难信息的有限性,许多突如其来的灾难还是严重威胁着人们的生存和发展,甚至带来毁灭性破坏。这些自然灾害和公共卫生等突发事件使成千上万的面临病痛折磨、无家可归、生命危险的困境,它们急切需要外界的医疗救助和物资保障的支援。灾难发生不可避免,但是我们可以尽量降低它所带来的人员的伤亡和财产的损失,因此,物资的配送和调度能否高效就显得至关重要,应急物流就这样应运而生。


   应急物流作为特殊的物流形式,对突发性灾难的有效控制起了决定性的作用,因而迅速得到发展,成为了学术界研究的热点之一。应急物流,就是为了满足突发公共事件需求,组织救急物资从各地向需求地(灾区)的实体流动过程,根据救急需要,将运输、存储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本物流功能实现有机的结合。正是由于应急物流的研究具有重大理论价值和现实意义,国内外的学者对应急物流的理论、方法、模型和实施做了多方面的研究。应急配送网络优化是应急物流的重中之重,它主要研究如何合理分配有限的应急资源,及时有效地进行救援活动,尽量降低应急配送过程的成本和时间,从而尽可能减少事故的损失。因此,构建一个合理的应急网络配送网络,是应急管理中非常重要的决策问题。


   应急物流配送网络设计是一个复杂系统,它的模型既可以是确定性的,也可以是不确定性的。在确定性模型中,获得的信息都是确定值;而不确定性模型中,获得的信息可以是不确定的,包括需求的不确定,路径选择的不确定,车辆选择的不确定等。而这里的不确定性还包括随机不确定、模糊需求不确定和灰色不确定等。国内外的学者对于确定性应急物流配送网络作了较为细致全面的研究,通过建立整数规划或者混合整数规划、双层规划模型、多目标模型描述应急物流配送网络。


2  国内外研究现状


2.1  关于应急配送网络优化的问题


   应急物流一般是指为应对严重自然灾害、突发性公共卫生事件、公共安全事件及军事冲突等突发事件而对物资、人员、资金的需求进行紧急保障的一种特殊物流活动。影响应急物流的效率的有许多因素,例如应急物资的供应、应急设施的完善以及应急人员的素质等。但是应急配送网络设计是其中最为重要的因素。应急配送网络问题主要是研究如何合理地设计配送网络,即确定配送中心的选址,并决定最佳策略把物品从配送中心送到需求点,在满足应急需求的基础上,达到时间最小化和费用最小化。


   正是由于应急物流具有多重不确定的特点,应急物流配送网络和传统的物流配送网络问题之间是有所不同的。在应急配送网络问题上,不仅需要考虑费用成本最小化的因素,还需要重点考虑时间效益最大化和灾害损失最小化的问题,并把它定位为首要的目标。因此,如何在应急配送网络中,准确地选择出救点(配送中心)、分配所需物品来满足受灾点的需求,使得应急配送网络整体所耗费的时间最少和费用最低,对于应急物流的管理研究领域来说是至关重要的。


2.2  关于应急配送网络优化的研究


   国内外许多学者对应急物流配送网络进行了广泛深入的研究,综合国内外应急配送网络优化的相关文献,应急配送网络优化的研究主要集中在两个方面:一是模型的研究,对已有模型进行改进,在原有模型的基础上有所突破,或是运用全新的建模方法;二是求解算法的研究,使用创新的方法使模型更容易得到满意解或使得到的解更优。下面就这两个方面进行综述:


2.2.1  模型研究


   目前国内外应急物流配送网络主要有两种:一种是建立成本最小化模型,然后将时间因素转化为时间窗或者加权到成本最小化的模型中;另一种就是建立成本和时间的双目标模型,然后采用模糊多目标规划或随机多目标规划来求解。在建模方法的研究方面,可以分为确定型和不确定型进行研究。


   (1)确定性建模方法中,应急物流配送网络问题一般通过建立整数规划或者混合整数规划模型描述和求解设计问题。国外近些年对于应急配送网络的研究基本都是不确定性问题的研究。在国内的研究中,国内学者一般都是采用成本的最小化,并考虑物资输送的时效性来建立整数规划模型。刘洪娟等人在建立应急物流配送网络模型的时候,不仅仅考虑距离因素对于运输成本的影响,还兼顾考虑安全和流量等各种因素,使得模型更加符合应急配送网络的实际情况;赵振亚等人在建立应急物流配送网络模型的过程中添入建立应急物流仓库的数量最少的模型,将广义时间费用最小作为上层目标,建立应急物流仓库的数量最少为下层目标,并采用双层规划模型求解;王炜、刘茂在应急物流这一特殊的情况下,还希望尽可能地使得应急物流中心的覆盖范围能够最广,可直接采用传统的覆盖模型;刘蓉等人先通过成本最小化的模型来选取一系列的点,再通过最大的覆盖来进行二次选址;张玉松另辟蹊径,通过需求不能满足的损失作为切入点,构建损失最小化的模型;曾敏刚在此基础上,还将选址、路径、产品等因素整合起来考虑建立应急配送网络。


   (2)不确定性模型。对于不确定性问题,已有的研究主要应用随机规划与模糊规划或者两者结合解决。根据突发事件的特点,在不确定模型中主要考虑突发事件发生时需求的不确定、路径选择的不确定。


   在对于需求的不确定方面,在国外的研究中,主要包括随机需求和模糊需求。对于随机需求的应急配送网络,国外多数文献采用双层随机规划的方法来建模。Mei-shiang建立新型的救助组织结构,包含了三层救助区域,每个救助区域内还分为三层,分别为救助中心、救助基地,救助需求点,并在分析不同需求点和需求量的基础上确定组织结构、选址、配送;Huseyin采用双层随机规划的方法,首先通过对突发事件的信息和影响的研究来确定需求,然后再明确供应的选址和库存量。Wei在随机需求的基础上建立了应急资源分配体系,从而确定应急组织的结构、资源储备仓库的选址以及在容量有限情况下的资源分配。在国内的研究中,王晶等人采用鲁棒模型规划来建立数学模型,解决了应急物资需求不确定下如果进行选址和配送的安排。洛正清等人在建立应急物流服务网点选址模型的研究中在需求的随机性的基础上,引入由灾害导致的应急配送时间模糊的不确定因素。而对于模糊需求的应急配送网络,在国外的研究中,Jiuh-biing是首先动态地分析突发事件的数据,再通过该信息来对模糊需求进行排序,从而来更有效地预测和分配资源,使其更加符合实际的情况。而Ceyhun通过目标函数为每辆车和每个回程覆盖最多人数和最少总距离来建立模型,并采用模糊多目标规划的方法来求解应急配送模型。Ceyhun建立成本和时间的最小化应急配送模型,并通过模糊多目标规划来求解。


   对于路径选择的不确定方面,国内外大多数的研究主要是考虑考虑在发生突发事件后对于道路的破坏来建立模型。Ceyhun在文章中运用了在当该供应点遭遇突发事件损害时,其他供应点对于该供应点的替代思想。Carmen考虑当道路受到破坏后的可用率,并在该文章中结合产品的多样性来建立双层随机规划模型。徐琴将道路在受灾后的通行能力设为一个弧阻抗系数来建立时间最小化模型并求解。而乔鹏亮借助路阻函数来求解地质灾害下应急配送网络的最短路径。而研究气候变化对物流配送网络构建的文章较少,陈帅提出天气和高速公路交通安全与道路畅通的关联度很高,是一个亟待解决的问题。


2.2.2  求解算法的研究


   应急配送网络问题是一类多约束、多变量的非线性规划问题,大多是NP-难问题。模型求解过程中常用到的方法是拉格朗日松弛、拉格朗日L-shape、双层随机规划、多目标模糊规划等。常用的算法可分为三类:精确求解算法、启发式算法和仿真技术。小规模问题的求解,主要用到的精确算法有分支定界法、整数规划、动态规划等。大规模问题就属于NP难题,因此求解的算法主要用到的启发式算法有遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、蚁群算法。


   综上所述,在应急配送网络模型求解的启发式算法,绝大多数文献都采用遗传算法、粒子群算法等人工智能算法及其改进的算法同一些传统方法结合来求解。


3  当前应急配送网络的研究热点


   目前,从国内外的研究文献看,应急配送网络的研究主要有以下发展趋势:


3.1  由确定性向不确定性发展


   在应急配送网络的实践中,由于突发事件的突发性和不确定性的特点,现实生活中…… 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com


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