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1、资源方案及其优化技术研究应急响应资源方案的设计应急响应资源方案的快速制定关系到应急救援的效果。应急响应资源方案包含应急目的、物料清单、应急资源需求预测和应急资源清单四个局部，它们之间关系如下列图所示：应急目的Input基于灾情信息，表达为应急资源的需求，包括应急物资的数量需求、质量需求以及构造需求。应急资源目的与突发事件相关。本文中每个应急目的对应一个灾难事件。将灾情信息Input灾难类型，灾难等级，受灾人数，发生地点，发生时间作为应急响应资源方案系统的输入，生成应急响应资源方案。物料清单BOM是对某一类灾难事件资源需求的描绘。本方案中有一个物料清单集，每一种灾难事件如地震对应一个物料清单。清
2、单中包含针对某一种应急目的需要的应急资源、数量及其构造信息。应急响应需求预测Demand是在物料清单的根底上快速生成的。5式中i为应急目的iInput的乘子，它是Inputi和iBOM根据算法进展确定的。根据5式可快速预测出应急目的iInput所需要的应急资源。()=*iiiiifInputDemandBOM=(5)应急响应资源清单Plan是采用多目的优化算法对应急响应需求预测Demand优化得到的。这局部的目的是使得到的应急响应资源清单是某些约束下最优的，确保物料号的实例化可以使得救援物资本钱到达最低。选取对救援本钱影响最大的属性作为优化目的，并对这些目的赋予相应的权重值，最终选取线性加权和
3、最小的组合构成应急响应资源清单。详细优化算法模型见(1)(4)式。应急响应资源方案的优化应急资源的重要作用是“应急，要求在规定时间内满足灾区对资源的根本需求，包括根本生活物资、医疗救助、交通运输以及通信联络等。应急资源方案以“时间为核心。据此，可选择多个属性来描绘资源，如到达灾区的最短时间、价格、包装规格等。不同应用场合中，可根据情况修改属性，增加或减少属性个数。本文定义三个目的：最短运输时间、最合适规那么包装和最低总体采购价格。相应地，选择物资到达灾区所需时间、包装规那么度、资源价格三个因素作为每种资源的属性。其中包装规那么度是指物资适宜集装箱等规那么运输的系数，取值为0到1之间，0为最合适
4、。前两个目的的选择考虑到应急物资响应的及时性，除了时间目的外，包装规那么度表征物资更合适批量或集装箱运输，从而实现物资的快速分发。资源价格目的表达了应急响应的经济性。根据本文2.1节，使用Matlab进展建模求解，对应急响应资源方案进展优化，操作过程和结果分析见第5局部例如。为了对算法性能进展测试，在实验平台WindowsXP，Matlab6.1上使用函数随机生成410个样本，进展了线性加权算法优化效果和执行时间的测试实验。图3是权重取值w0.15,0.35,0.5时未优化结果均值和优化目的总结果的比照图。未优化均值是通过对随机选取的10000种组合的总结果求算术平均得到的。图3实验结果说明，
5、随着物资总数量的增加，目的结果(y)呈线性增长，且优化结果能保持大约50%优化率未优化均值-优化值/未优化均值*100%表1为在不同权重下的平均优化率。本实验主要是考虑权重取值对算法优化率的影响，选取了多组权重值，得到对应的优化效果图，在此根底上得到平均优化率。由表1中实验数据可知，在不同的权重值下，优化算法都能到达50%左右的高优化率，这对进步应急物资筹备效率降低本钱有重要意义。由图4可知，当资源种数在410数量级以下，本文选用的优化算法可以在很短的时间内运行完成。然而，一般情况下突发事件中涉及到的资源种数不会超过这个数量级。因此，本文算法可以满足实际要求。系统实现及样例目前，已将本文前面介
6、绍的应急响应资源方案嵌入到SahanaEden开源应急信息平台中。在开源框架Web2py上使用Python开发语言进展前端Web开发，后端使用MySQL数据库效劳器进展数据库定义和数据操作。系统在包含资源根本构成信息的应急物料清单根底上，可自动快速完成应急资源需求预测和优化等任务。最终得到可以支持决策者快速筹备应急资源的应急响应资源清单。资源清单有Web、EXCEL和TXT等多种可选格式，可导出数据进展存档，方便日后查询和学习之用。最后，通过仿真实验验证了系统可以稳定完成预期功能，丰富了SahanaEden平台的功能，为应急救援决策提供新的支持。系统中应急目的向量设为Input灾难类型，等级，
7、受灾人口，受灾地类型，发生时间。假设某次突发事件的应急目的C地震，7级，120000，城镇，2a.m.。系统首先根据灾难类型快速匹配对应的物料清单BOM，即地震灾难类型对应的物料清单。设这个物料清单对应的应急目的向量B地震，6级，100000，城镇，3a.m.。采用加权法计算乘子。对应急目的向量中的灾难等级、受灾人口、受灾地类型和发生时间分别赋予权重值0.3、0.1、0.5和0.1。1niiiiCwB=6(6)式中n为应急目的向量中属性总数本例中n=4，iw是第i个属性的权重，iC表示应急目的C中第i个属性值，对应的，iB表示地震物料清单对应的应急目的向量B中第i个属性值。由(6)式，计算出乘
8、子=1.03。根据(5)即可快速预测这灾难事件需要的应急资源。4.2.2资源展开假设资源需求预测中需要A、B两种物资，A、B详细数据见表2、表3：结果分析：当权重向量为(0.2,0.2,0.6)时，可选择A21300份，A3500份，B36000份，以及B484000份。当权重因子选取不同时，系统运行结果不同。在不同情境下决策者可按照各目的的重要程度进展调整，使得到的优化结果最大限度符合当前状况。完毕语本文借鉴MRP-II管理方法进展应急响应资源方案的设计，且在时间和经济指标约束下对其进展了优化，扩展了广受欢送的SahanaEden应急管理平台的功能，在构建快速应急响应信息系统方面做了有益的尝试。后续工作将针对应急需求预测进展深化研究，重点探究更优的乘子计算方法以及尝试其他优化方法。本文 游黎段成华工作单位：中国科学院大学
