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应急物流研究综述

2024-02-18李思瑾

合作经济与科技 2024年5期
关键词:物资应急物流

□文/李思瑾 王 乐

(渤海大学管理学院 辽宁·锦州)

[提要] 新冠肺炎疫情的发生,特别是疫情初期暴露的应急物资问题,让我们更加意识到应急物流的重要性和紧迫性。对于应急物流国内学者开展了非常深入的研究,也取得丰硕的成果。从研究之前学者关于应急物流方面的文献出发,对应急物流系统、应急物流运输、应急物流选址三个研究热点进行文献梳理,希望对未来我国应急物流的深入研究提供一定的帮助。

近年来,世界各地重大突发事件频频发生,这对各国的国家安定、社会发展、人民安全健康造成了一定影响。所以,应及时采取有效的措施进行应急救援,防止造成更加严重的后果。本文针对应急物流的应急物流系统构建、应急物资运输和配送、应急设施选址等方面,进行文献梳理和总结。

一、应急物流的概念、特点

应急物流是旨在帮助受灾、疫情地区快速获取必要的生活必需品、医疗用品和救援物资,以便及时响应紧急情况,缩短配送时间的物流服务。在物流术语中明确,应急物流是为应对突发事件提供应急生产物资、生活物资供应保障的物流活动。应急物流是一种专门用于处理紧急情况的物流服务,旨在为紧急情况下的生产和生活需求提供必要的物资支持。

由于灾害具有突发性、紧迫性、不可预知性以及巨大的破坏性等特点,这就导致相较于一般物流活动,应急物流具有突发性、不确定性、不可预知性和时效性等特点;相比于一般物流的成本最小的目标,应急物流更加注重效率,为了提高效率保障各环节顺畅,加大资金投入,具有弱经济性;由于应急物流涉及人、财、物多方面资源协同,各个部门需紧密结合,互相配合,所以也具有多元主体性。

应急物资是应对各种突发公共事件全过程中所必需的物质保障。它决定着我们能否快速、有效地处理突发事件,是应急救援的基础。由于受灾地区情况不同需求不同,针对应急物资的分类,国家制定并颁布了《应急物资分类及编码》,根据应急物资的性质划分为基本生活保障物资、应急装备及配套物资、工程材料与机械加工设备三大类;每一大类再按用途划分为各种中类,例如基本生活保障物资这一大类里的粮食、蔬菜、肉类、水果等属于中类;每一中类按照相互之间的种属关系和内在联系划分为小类,例如粮食中类里的面粉、大米、玉米、大豆等属于小类。

二、关于应急物流系统构建问题的研究

学者们对于应急物流系统的研究主要可以归为两种:一种是考虑某种特定因素对应急物流系统进行优化;另一种是对已存在的物流系统的性质进行评价和评估。

(一)应急物流系统优化。王海军等以考虑平均车辆运输时间最小化和系统总成本最小化为目标,构建基于多种车型、双目标的应急配送中心选址-路径问题优化模型,以“汶川”地震作为背景,采用非支配解排序的遗传算法进行实例研究。刘波等以考虑应急物流中物资需求不确定和由于道路受损情况不确定导致的运输中心到受灾点路径的不确定,建立鲁棒双层规划模型,并用混合遗传算法进行求解优化模型。杨潇等考虑需求分级,以成本最小化为目标,构建两阶段决策规划模型,最后通过改进遗传算法对2021年河南郑州暴雨进行实证研究。楼振凯考虑应急物流是政府和企业多方共同参与决策的,以考虑两方的决策的特点,建立以系统总响应时间最短为上层目标、以配送成本和时间惩罚成本最小为下层目标的双层规划模型,最后设计模拟退火算法进行模型优化求解。

在应急物流系统优化研究方面,大多是对多个不同的应急物流问题进行优化,共同构成的综合模型优化,比如应急设施选址-路径优化问题、库存仓储优化问题、应急物资及其他资源分配优化问题、伤亡人员运输及灾后及时救援路径优化问题。

(二)应急物流系统评估。霍艺彤从应急物流系统的整体脆弱性及各组成部分的脆弱性入手,以河北省为例,从物流能力、政策、信息环境等五个维度选取21 个指标,构建应急物流系统脆弱性评估体系,并采用综合指数法评估应急物流系统的整体脆弱性,构建应急物流系统整体脆弱性的评估模型,最后通过评估应急物流各部分之间的耦合协调程度,判断各部分的脆弱性程度。郑琳对地震灾害应急物流系统脆弱性进行评价研究,通过剖析灾前、灾中、灾后三阶段的脆弱性不同的特点,从投入、产出两方面确定6 个指标维度,建立评价指标模型,最后用模糊综合评价法,以四川省为例进行实证研究。郭咏梅分别从三个可靠性研究角度进行应急物流系统可靠性分析,首先在应用马尔科夫链的基础上,创建应急物资供应链损坏的预测模型,进行应急物资供应链结构的可靠度的研究;其次考虑灾中应急物流中心失效情况下,构建系统成本最小化、需求覆盖率最大化双目标应急物流中心选址模型,用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行模型的求解和算例分析,进行应急物流网络规划可靠性的研究;最后考虑了不同道路通行能力的可靠性对救灾物资运输时间的约束,以救援时间最小化为目标,构建带时间窗的应急物资配送车辆路径优化模型,用改进蚁群算法,进行应急物流配送可靠性研究。

在应急物流系统评估的研究方面,学者多通过构建评价指标体系对其脆弱性、可靠性进行评估分析,或对应急物流系统的脆弱性、可靠性的影响因素进行分析。

三、关于应急物流运输问题的研究

应急物资配送主要研究最优路径规划问题,学者们对此类问题的研究可以归为三类,主要考虑时间窗约束、不确定性和满意度进行探讨。

(一)考虑时间窗约束。郭咏梅等研究灾后出救点到受灾点的阶段救援路径优化,所有车辆必须在规定时间到达受灾地,以最小化救援时间和最大化应急响应能力为目标,构建车辆路径模型,最后提出改进蚁群算法进行计算分析。张伟等以救援时间最小化、运输距离最短化、路径复杂性最简化为目标,构建多目标应急路径规划模型。尹耀杰等构建了带时间窗的应急物流配送路径模型,以运输路径最短化为目标,提出了遗传优化算法,最后以漳县公路网络进行实证分析。

学者们从应急物资配送的需求紧迫性出发,考虑各种不确定性、成本最小化等因素,建立时间窗约束下目标时间最少或者多目标的路径优化模型。

(二)考虑不确定性影响。谭洁等考虑受灾点需求不确定和二次灾害中供应点失效风险问题,构建以运输时间最短为目标的应急物流配送模型,并提出改进的变邻域搜索算法进行算例研究。孙华丽等针对自然灾害对环境造成的破坏的不确定性和受灾点物资需求量的不确定性,综合考虑应急物流路径风险和物资分配的时间公平性,以用最少的车辆行驶最长的时间和总成本最小化为目标,建立了双目标应急物资定位-路径优化模型,以汶川地震为例用遗传算法对其进行实证研究。程碧容等因为灾后各灾区对物资需求的不确定性,在考虑物资可能供应不足的情况下,以由于供应不足或供应过量所带来的损失最小化、运输总成本最小化为目标,构建随机需求环境下的应急物流路径优化模型,并运用遗传算法进行求解。王晓晨在考虑灾难发生时设施失效的情况下,以运输总成本最少化和时间最小化为目标,建立了多式联运应急物流选址-路径双层规划模型,最后提出运用遗传算法与模拟退火混合算法对问题进行求解。

学者们大多考虑路况不确定性、路况修复不确定、库存动态变化、需求不确定、时间不确定等一些未知因素影响,建立车辆路径规划模型。

(三)考虑满意度问题。刘艳秋等考虑救援物资分配公平性问题,构建了应急物流路径优化的两阶段模型,第一阶段以救援物资分配的公平性为目标进行物资分配,第二阶段以应急物流运输总时间最短为目标对各受灾点进行物资运输,对运输路径进行优化,最后设计自适应混合人工鱼群算法进行求解。宋迎辉考虑物资损毁对灾民心理的影响,灾民对物资损毁风险、配送延迟风险的感知水平,以有效物资满意度最大化以及总成本最小化为目标,构建应急物流配送模型,并以四川省地震灾害为例,使用MATLAB 求解。宋英华考虑物资损毁对灾民心理产生一定影响,建立灾民对物资损毁的容忍度函数,以总成本最小化和灾民对有效物资满足率最大化为目标,建立考虑模拟不同时间段、不同种类物资、多次灾害情景下的配送中心到受灾点的动态应急物流配送优化模型,最后以四川地震带的相关数据进行实证研究。

学者们除了考虑时间窗和各种不确定因素的影响,还考虑救援物资分配的公平性和受灾群众对物资分配的满意度,以受灾群众心理出发的各种方面,构建应急物流路径优化模型。

四、关于应急物流设施选址问题的研究

学者们对于应急物流设施选址问题大多与应急物资预置、救援配送和车辆路径相结合,物流设施的选址在应急物流中起到关键作用,应急物流设施的选址决定应急物流的效率和能力,因此应急物流设施的选址在应急物流系统中十分重要。张锦等考虑需求不确定、路况不确定导致拥堵时间不确定、最少救援时间、多车型情形等因素,针对不确定约束条件用三角模糊数进行模糊化处理,并建立两阶段选址路径模型。倪卫红等根据受灾地区受灾程度、地理坐标及应急物资需求量进行聚类分析,最后用重心法,以湖北省新冠肺炎疫情进行实证研究。丛雯婧针对台风灾害下的应急物资储备库的选址,以成本最小化和救援时间最小化为目标,还将配送中心的安全性进行考虑,最后以浙江省为研究对象进行算例分析。宋英华等考虑灾后道路损毁及恢复情况,以及不同类型物资的动态需求,以配送时间和成本最小化、物资分配公平最大化为目标,构建应急物资配送中心多目标选址模型,利用耦合Dijstra 算法进行算例求解。郑琰等以时间成本最小化、时间效率最大化、应急物流中心覆盖率最大化为目标,构建多目标选址模型,并利用搜索法和模糊神经网络法求解,最后以南京市的江宁区进行实证分析。

五、结论及展望

综上所述,学者对于应急物流各个方面的研究都在不断地深入,并且更加全面地考虑各方面的多种因素,在构建模型方面,学者们逐渐增加对各种突发情况的考虑,目标函数不局限于时间成本最小、效率最高,约束条件考虑也更加全面;在算法方面,学者们不断创新,不仅仅局限于遗传算法、蚁群算法等,在原有的算法基础上进行进一步的改进,或者多种算法混合使用,弥补单个算法的不足,使其更加适应当前模型,并结合实例,让研究结果更加具有说服力、科学性和可用性。

但是,由于应急物流不确定性、突发性和不可预知性等特性,学者们所考虑的因素可能还不够全面,仍有待完善。在之后的研究中,我们可以在前期学者研究的基础上,在设立目标函数个约束条件时,结合当下时事更全面地研究,从而更好地规划建设和运作我国的应急物流体系,让研究中采用的数学建模更好地应用于现实,为提升我国对于突发事件的预防、应对、处理能力贡献更多的研究成果。

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