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1、华中科技大学 硕士学位论文 基于应急供应链的物资运输调度问题研究 姓名：陈一民 申请学位级别：硕士 专业：管理科学与工程 指导教师：傅小华 20090518 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘摘 要要 大规模突发事件在世界范围内的频繁发生，给社会经济的发展带来了相当严重 的破坏和影响，造成了生命和财产的巨大损失。在救灾时人们面对的一个重要问题 便是如何有效地利用有限的运输工具向受灾地区及时运输大量救灾物品，以最大程 度的缓解灾情，降低灾害带来的损失。现有的研究中对于灾害发生时车辆运行时间 的随机性、不同运输任务的轻重缓急以及对救灾物
2、资需求的时间窗约束等因素考虑 的还不够，因此应急物资运输调度进一步研究。 本文首先对国内外相关研究文献进行了回顾与总结，介绍了应急管理与应急供 应链的概念和特点；接着分析了应急物资运输调度的特征，建立了应急物资运输调 度系统框架，分析了应急物资运输调度系统中所要解决的几个重要问题。 在合理假设的基础上，建立了单出救点单物资应急运输调度模型，并在此基础 上进一步分析，建立了多出救点多物资应急运输调度模型，同时给出了模型中各中 间变量的求取方法。 设计了适合求解单出救点单物资应急运输调度模型的遗传算法，从染色体编码 方法、适应度函数、遗传算子等方面对传统遗传算法进行了适当改进。最后通过一 个算例进
3、行实证分析，通过本文方法所得到的解决方案比案例中原有的解决方法更 加优越，所得成本低于案例中原有成本。 关键词：关键词：应急管理；应急供应链；运输调度；遗传算法 I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract Large-scale emergencies always bring serious destruction and bad influence. The rescuers must solve the problem that how to make full use of the finite conveyanc
4、e to transport disaster-relief commodities so as to reduce the loss of disaster area to the lowest.The existting researches havnt deal with randomicity of vehicle transportation time,priority of different transportation assignments and demandes with time- windows when the emergency happens,so disast
5、er-relief commodity transport schedule require research. This paper summarizes the literature form domestic and foreign scholars，and introduces the concepts and characteristics of emergency management and emergency supply chain first. Then characteristics of emergency commodity transport are analyze
6、d, and an emergency transport schedule system is designed.Some important problems which system needs to solve are analyzed. On the bases of rational assumption of the studied problem,the model of emergency transport schedule is set up and the methods of calculate the variable are given. The genetic
7、arithmetic suiting to the model is designed,and the traditionl genetic code,fitness function computation,genetic operators are ameliorated.At last, a case is given to proves the efficiency of the model and the arithmetic. Keywords: Emergency Management; Emergency Supply Chain; Transport Schedule; Ge
8、netic Algorithm II 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集 体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和 借阅。 本人授权华中科技大
9、学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密。 (请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪论绪论 1.1 研究背景和意义研究背景和意义 近几年来，各类大规模突发事件的频繁发生对社会产生的巨大影响，对人类的 生存和经济的发展构成的重大威胁，引起了极大的关注。2000年美国墨西哥州飞利 浦公司芯片厂发生火灾，致使E
10、ricsson元气大伤，连续几周都无法正常供货，当年其 手机业务亏损达17亿美元，随后不得不将手机制造业务外包。2002年11月发生在我 国广东省的非典，后来波及20多省市自治区，严重干扰了人民群众正常的生产生活 秩序，妨碍了我国经济持续健康发展的步伐，据亚洲开发银行估计，非典使中国损 失510亿元，旅游、交通等行业受到重创。2008年5月12日发生的汶川大地震，不仅 造成巨大的人员伤亡，还表现在财富受损、经济运行中断、社会系统运行受阻以及 其他很多方面。 大规模突发事件造成大量的人员伤亡及财产损失，需要许多的应急救援物资来 解决救助伤者、安葬死者、卫生防疫、安置灾民等问题，否则灾害可能会进一
11、步扩 大，带来更大的损失。如今的科学技术虽然可以预报台风、暴雨等发生的时间、地 区及强度等，但更多的突发性事件，如海啸、洪水、矿井安全事故、食物中毒等都 很难预测。这些事件发生时，应急救援物资往往难于及时送达事发地点。因此，在 救灾时面对的一个重要问题是如何运用有限的运输工具快速有效地把大量救援物资 从周边地区运输到受灾地区。 随着社会经济的发展以及科学技术的进步，有关应急管理的知识得到了相应的 发展和完善，在应对突发事件中的所处地位以及所发挥的作用得到了各方面专家学 者的一致认可。社会的快速发展急切需要政府和人们的广泛重视，需要更多的学者 和研究人员关注并且投入到应急管理的研究中去。 我国在
12、有关应急管理方面机制的建立、应急救援物资保障和运输调度等方面还 属于起步阶段，并且在很多方面还存在诸多不足，不能与社会经济的发展相适应。 为了在突发事件发生时，第一时间把应急救援物资运输到受灾地区，尽最大力量降 低灾害造成的损失，急需对有关应急物资运输调度方面的内容进行深入研究，并建 立与我国国情相符合的应急救援物资调度系统。 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 本文的研究基于供应链突发事件的应急物资运输调度，主要包括应急物资运输 调度系统的分析、建立应急物资的运输调度模型以及运用遗传算法对模型求解。由 于对应急供应链的研究较少，而
13、且国内外专门针对应急物资的运输调度的研究不多， 所以对应急物资运输调度的研究具有重要的意义。 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 1.2.1 应急管理研究现状应急管理研究现状 较长一段时期以来，我国对于各类突发事件的应急管理一直处于分散、独立的 状态，各应急管理部门处于相对独立运作的状态。在突发事件发生以后，各应急部 门虽然可以进行一定地相互沟通与支持，但由于在全国范围内建立统一的应急管理 机制，缺少一个能够统一指挥协调的平台，不同部门之间无法进行较好的互相沟通 与配合协调，相关联合行动的实施面临着诸多困难。 应急管理这个术语是由Jesper Larsen和Allan Larsen在2001
14、年的OR/MS Today会 议上提出的1。此后，此术语逐渐被相关学者与研究人员接受。 到目前为止，国际上已经有不少有关应急管理方面的研究：一类是主要研究应 急管理能力方面的培训、应急救援物资的布局及调配、受灾地区人员疏散的方法与 模型等， 如紧急服务设施的选址问题2， 成本约束条件下的交通事故应急响应模型及 总体规划研究3-4；另一类主要研究应急管理体系和应急机制。Suleyman Tufekei （1995）研制了有关飓风的综合决策应急管理系统，该系统采用了在一个确定的网 络中，利用网络优化模型来估计疏散时间和交通流信息5。Suleyman Tufekei和 William A.Walla
15、ce（1998）指出应急管理本质上是一个复杂的多目标优化问题，在应 急救灾物资有限的情况下，必须要解决资源的折衷利用问题6。Josefa Z.Hernandez 和Jane M.Serrano（1998）考虑到当前的需要和技术，提出了利用应急管理知识模型 来支持应急系统，该模型已经成功应用到了西班牙的水灾管理中7。 自非典、禽流感等一系列重大突发事件发生以来，应急管理及其运行机制的研 究成了目前我国政府机构和学术界共同关注的热门话题。各领域专家、学者从管理 学、社会学、经济学、政治学等视角对应急管理机制运行的重要性以及如何构建应 急管理机制等问题进行了深入探讨。如从社会心理学和行为学的视角分析
16、紧急灾难 情况下的人群心理反应及相关应急管理8， 出现紧急事态时的高层建筑人员疏散的计 2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 算机模型研究9，并在理论研究的基础上有了一些计算机仿真的研究与分析10。除 此之外， 何建敏、刘春林等 （2005） 从资源布局与调度方面进行过一些研究与设计11， 丁建秋、赵红等在应急机制建设等方面提出了一些原则并研究了其有效性等问题 12-13。还有一些学者介绍应急管理的相关知识，如郭济的政府应急管理实务 （2004） ，何建敏的应急管理与应急系统选址、调度与算法 （2005）等。 1.2.2 应急物资运输调度研究现状应急物资运输调度研究现状 在制定单物资应急物资运输计划方面， Fiedrich 等
