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1、硕硕士士学学位位论论文文开开题题报报学位论文题目学位论文题目虚拟应急物流中应急物资调度若干问题的研究虚拟应急物流中应急物资调度若干问题的研究课课 题题 来来 源源自选题目自选题目一、课题意义及国内外研究现状综述一、课题意义及国内外研究现状综述1.课题的研究意义课题的研究意义近年来全球各地突发事件频频发生，尤其自然灾害，造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危及公共安全。灾难发生时需要大量的应急物资救助伤员,安置灾民。在赈灾时人们面对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区域及时运输适量赈灾物品，以最大程度的缓解灾情，降低灾民的损失，又使运输物资不浪费，在最快的时间
2、内到达。客观上急需建立一套科学完善高效的应急物流网络系统1，但突发事件毕竟不是经常性发生，所以维持一个一直存在的完整实体的应急物流网络系统，需要很高的成本。同时，传统的依靠大量物资储备的应急物流运作模式，虽起到一定的积极作用，但存在物资筹措、储运和补给整个链条运作的系统性差以及反应能力差等问题。而虚拟应急物流系统的成员企业，在突发事件期间作为虚拟应急物流网络系统的业务执行层，实现对不同状态、时间和空间上的有效调度和管理，而非突发事件时期，各成员企业的经营活动不但不受虚拟应急物流系统的管理和干涉，还能加强各成员企业在非突发事件时期开展资源和技术等方面的合作和联盟。因此，虚拟应急物流为解决突发事件
3、应急物流提供了一个很好的研究思路1-6。虚拟应急物流体系是一种以任务为导向，具有快速响应突发事件应急机制的网络化物流系统，它通过计算机网络将分布在不同地理位置上的部分实体生产企业、仓库和物流企业连接起来，在突发事件应急指挥机构的统一指挥和协调下，构成具有统一的目标、统一流程的动态联盟，以实现对不同状态、时间和空间上的应急物资的有效调度和管理。本课题主要从信息网络和决策支持两方面对虚拟应急物流应急物资调度进行分析研究。2.国内外研究现状综述国内外研究现状综述虚拟应急物流理论研究还是一个不到 10 年研究历史的新领域。国外学者对虚拟物流理论研究的较少,主要集中在对虚拟物流应用实例的探讨上。相对而言
4、,国内学者对该方面的理论研究则稍微多一点。从现有的文献来看,迄今为止,国内外学术界对虚拟应急物流的含义尚没有统一完整的定义和规范,对虚拟应急物流的内容也无人完整的阐述过,研究的内容总体上是零星的、分散的,研究的深度仍停留在一般概念性、描述性、框架性的研究,缺乏系统性、完整性、全面性和深入性。应急物资调度研究发展很快,很多文献的研究是基于 VRP 理论,并将模糊数学理论、博弈论、网络流理论、Agent 理论、排队论、集对分析应用于应急调度模型中。2.1 国外研究现状国外研究现状虚拟物流的概念最初是由美国的 Stuart 等人于 1996 年在阿肯色州大学物流协会报告中提出的,当时 Stuart
5、认为利用日益完善的通讯网络技术及手段,将分布于全球的企业仓库虚拟整合为一个大型物流支持系统,以完成快速、精确、稳定的物资保障任务,满足物流市场的多频度、小批量订货需求7。Miles 和 Gregory 认为虚拟物流本质上是“即时制”在全球范围内的应用,是小批量、多频度物资配送过程。它能够使企业在世界任何地方以最低的成本跨国生产产品以及获得所需物资赢得市场竞争速度和优势8。GB/T 18354)2001 物流术语将虚拟物流定义为以计算机网络技术进行物流运作与管理,实现企业间物流资源共享和优化配置的物流模式9。作为一种新型的供应链组织模式，虚拟物流因其活性节点的网络联结结构、信息流驱动特征、协作创
6、新机制，能够很好地适应复杂、不确定、持续变化的突发事件环境10。将虚拟应组织理论应用于突发事件的应急物资调度，构建虚拟应急物流体系，能够方便，统一的得出最优整体调度方案。在应急物资调度方面,Ali Haghani 等于 1966 年将应急物资运输调度描述为有时间窗限制的多物品，多模式网络流问题，该研究假定物品和车辆可以完全满足需求。目标是使运输成本最小。 并提出了 2 种启发式算法：一种算法将模型分解为子问题来求解，另一种算法利用交互式 fix-and-run 方式，即在每次迭代逐步固定整数变量，直到所有整数变量都为定值11。在应对单灾体物资调度方面，Fiedrich 等于 2000 年通过建
7、立动态规划模型探讨了在时间，资源和质量是有限的情况下，通过资源的有效使用提高救援的质量，使死亡人数最小，给出了地震后向多个受灾地点分配和运输资源的最优计划模型12-13。Gulay Barbarosoglu 等人在 2002 年对灾害应急中重要救援物资的调配问题进行研究，将应急物资分为多个品种、采用多种运输方式运输，根据应急物资的供应和需求以及运输网络容量的随机性，建立两阶段随机规划模型，并用 GAMS 软件进行求解。模型通过递回机制有效的将目标冲突的两个决策层协同起来，能够协同的原因是其总目标是一致的，即制定有效的物资配送方案。该文献的另一贡献在于加入了人员安排，并考虑到决策者的偏好，使模型
8、的可操作性大大增强14-15。Jae YongChoi 于 2003 年研究了在路网变动情况不确定条件下如何进行物资的调度问题，建立了以灾害中受伤人员存活数最大为目标的有限资源物资调配的模型16。Kannan 等在 2004 年对地震后的关键路径识别进行了研究，设计了双目标规划模型，目标一是最小化总的运输费用，目标二是关键路径必须覆盖尽可能多的灾民，模型的约束条件包括物资流守恒，路径覆盖需求点约束，关联费用消耗，预算总额约束等等，并利用分支定界的方法来求解该模型17。 Kaan Ozbay 等人于 2004 年针对应急物资资源的有效可利用性和应急物资需求的不求定性，建立了随机模型18。2.2
9、国内研究现状国内研究现状为了研究虚拟应急物流的应急决策，得出最优调度方案，首先需要对应急物资进行需求分析，为目标案例进行灾害应急物资需求预测。朱昌锋、刘德元提出了基于效用函数的突发事件应急物资需求分析和基于案例模糊推理的应急物资需求预测研究，能够有效准确地找到相似原案例，确定应急救援物资的需求量19-20；之后对应急物流风险进行研究，由于影响应急物流运作的风险因素很多且不确定，这就需要对应急物流中的风险进行评估与预测以制定风险防范计划。于此，赵勇、封少娟等对应急物流风险进行了分析研究，通过对应急物流风险特点分析，进而对应急物流进行分风险评估21；李志伟提出了基于AHP法与BP神经网络的应急物流
10、风险评估与预测模型，能够客观地、大幅度提高应急物流风险评价与预测系统的精度22；然后对应急物资调度的可靠性进行分析，陈梓杰、徐菱等对应急物流供应链可靠性进行了探讨23，保证救援对象或救援实施者能够在需要的 时间内得到满足其需要的应急物资的能力，其次为了提高突发事件应急救援的效率，需要对应急车辆径路优化问题进行研究，朱昌锋、王庆荣构建了多式联运条件下应急车辆调度的优化模型，并用模拟退火算法进行了求解24，两位和朱昌盛还提出了基于GIS的物流配送车辆优化调度系统，在物流中应用地理信息系统，图形、图像及数据处理技术的可视化，为使用者提供各种方便的方案与查询统计功能25；再次需要建立应急物资全程调拨时
11、运输方式和路径选择问题的综合优化模型，杨菊花 朱昌锋 田志强提出了引入时间紧迫系数的应急物资运输径路优化方法26；突发事件对应急物资的需求具有一定的差异性，不同应急物资需求分类的科学性直接决定着应急救援效率和效果，但由于应急物资的分类既要考虑该物资在应对突发事件时的重要性，又要考虑采购难度、预计需求量大小以及物资的时效性和采购成本等因素，基于此问题王庆荣、赵小柠等提出了基于动力演化算法的应急物资分类Vague熵权投影寻踪模型，为应急物资分类提供了新的思路27。二、课题研究目标、研究内容和拟解决的关键性问题二、课题研究目标、研究内容和拟解决的关键性问题1. 课题的研究目标课题的研究目标将虚拟管理
12、应用在应急物资的调度中。处理突发事件时，将企业地方作为突发事件虚拟物流系统的业务执行层，在突发事件应急指挥机构的统一协调下，完成应急物资的调度工作，实现应急物资在规定时间内的空间转移28；而非灾难时期，各商业企业的经营活动则不受突发事件虚拟物流系统的干涉。而虚拟应急物流中应急物资的调度则需要相关决策的优化来提供技术和方法的支持，以运输物资能够在最短的时间，最大限度的，最安全的到达救援地。虚拟应急物流体系的运行流程 2. 课题的研究内容课题的研究内容（1）提取突发事件的主要信息进行基于案例模糊推理的应急物资的需求预测。（2）分析应急物流中的风险的特点，对应急物流中的风险进行评估与预测以制定风险防
13、范计划。（3）对应急物资调度的可靠性进行分析，保证救援对象或救援实施者能够在需要的 时间内得到满足其需要的应急物资的能力（4）不同应急物资需求分类的科学性直接决定着应急救援效率和效果，在应急物资配送时对其进行分类研究（5）对应急物流配送时的车辆路径进行优化，使运输时间或消耗费用达到最小。（6）建立应急物资全程调拨时运输方式和路径选择问题的综合优化模型3. 拟解决的关键性问题拟解决的关键性问题（1）如何将虚拟管理与应急物资调度相关策略进行结合虚拟管理能够节省资源，并且能够从整体上对应急物资的调度进行考虑，使总体的运输费用和运输时间在预定的范围值内达到最下，并且使运输风险达到最小。现在关于应急物资
14、的调度策略研究已经初步成熟，怎样将两者有机的结合起来自然就成了主要的问题。（2）如何在突发事件应急物资需求不确定的情况下，对应急物资的需求做出科学的预测突发事件应急物资的需求一般没有历史数据可以参考，对物资的需求数量不明确。应急物资不足则倒不到救援的目的，应急物资太多又会造成浪费，因此怎样才能运输适量的应急物资应该被重点研究（3）如何对应急物资调度过程中风险进行评估与预测应急物资运输过程中，存在的风险具有随机性，且种类繁多，给物资的运输和人员的安全造成威胁，因此对调度过程中的风险进行有效的评估和预测，能够制定风险防范计划，最大限度地减少损失。三、拟采取的研究方法、技术路线、试验方案及其可行性分
15、析三、拟采取的研究方法、技术路线、试验方案及其可行性分析1. . 拟采用的研究方法拟采用的研究方法对现有应急物流中应急物资的调度进行研究的基础之上，将虚拟管理的方法应用其中，进行整体的操控决策。结合现有的应急调度策略，进行应急调度物资需求分析，应急调度风险评估，应急物资调度可靠性分析，并运用优化的运输方式和运输路径综合模型，并用有关算法对其进行求解。实现应急调度策略对虚拟应急物流中应急物资调度的决策支持。2. . 拟采取的技术路线拟采取的技术路线（1）提取突发事件物流信息管理数据，通过相应的需求分析、风险估计、可靠性 分析 、最优路径选择策略，制定出适合的最优调度方案，以供组成动态物流联盟 作
16、参考，选择合适的成员企业。（2）对虚拟应急物流中的应急物资调度进行可行性研究与普通的应急物资调度进行比较 分析 3. . 试验方案试验方案进行相关系统的设计4. 可行性分析可行性分析（1）虚拟物流的发展已有一段时间，基本理论已经初步成熟，具有可参考性和一定的可靠性。虚拟物流依靠网络信息，信息量大，参考空间大。（2）应急物资调度有关策略的研究已经比较成熟，许多现有的模型已经得到有 效的证实，且其求解算法也比较多，参考价值比较大（3）虚拟管理应用于应急物资调度中有相应的系统机构和方法的支持，其效果 能够得到有效的验证。四、课题的创新性四、课题的创新性（1）对一般的应急物资调度引入虚拟管理 （2）对应急物资调度的优化从多方面进行考虑，建立综合性的调度模型，并用综 合性的算法对其进行求解。 （3）进行实际系统分析测试，验证将虚拟管理应用于应急物资调度的有效性和可 行性。 五、计划进度、预期进展和预期成果五、计划进度、预期进展和预期成果1. . 计划进度与预期进展计划进度与预期进展2. 预期成果预期
