突发自然灾害下应急物资配送系统的风险评估与优化

Distribution system of relief supplies is a part of emergency logistics system, including allocation and transportation of the relief supplies. Since the disaster losses impact a lot on the distribution system, we adopt an uncertain measure to predict and assess the disaster losses, which satisfies normality, self-duality and countable sub-additivity properties. The idea of risk management is also drawn to reduce the failure rate of the predication. Following that, a bilevel programming model with a non-cooperative game and a multistage case-based reasoning model are employed to estimate the optimal allocation of the relief supplies on each disaster site. In addition, a dynamic uncertain network model is used to simulate the road network of disaster area, and vehicle routing programming models with single or multiple objects are built according to the conditions of different relief supplies. The "scenarios-response" decision scheme ensures the real-time scheduling of the vehicles. This project will build a multi-dimensional and multi-layered risk assessment system and optimize the distribution system of relief supplies.

应急物资配送系统是应急物流系统的一部分，包括应急物资的分配与运送两个子问题。应急物资的配送策略是依据突发自然灾害造成的损失制定的，为此本项目采用了一种满足规范性、自对偶性和可列次可加性的不确定测度对灾害损失进行预测与风险评估，并通过风险管理降低了预测的失效率。依据风险评估的结果，本项目通过含有非合作博弈的二层规划模型和多阶段案例推理模型，计算各受灾点的物资分配量，优化了应急物资分配方案。本项目通过动态不确定网络模拟了灾区的交通网，得到应急物资的最优的运送网络。同时依据应急物资的不同的运送要求，建立单目标和多目标的应急车辆调度模型，并通过“情景-应对”决策模式实现车辆实施调度。本项目将构建一套多维度多层次的灾害损失风险评估体系，并对应急物资配送系统进行优化，提高应急物资配送系统的效率。

在应急物资配送的优化问题中，包含大量的不确定信息；如何处理这些信息是优化应急物资配送系统的重要问题。本项目采用了一种满足规范性、对偶性和次可加性的不确定测度，对这些不确定信息进行了度量，并基于此对突发灾害下的应急物资配送系统进行了风险评估与优化。本项目的创新之处：采用了不确定变量和不确定集来描述了物资配送问题中的静态不确定信息，通过对它们的方差和包含关系的研究，分析了这些静态不确定信息的性质；采用了不确定过程和不确定微分方程来描述了物资配送问题中的动态不确定信息，通过研究这些过程的首达时问题，对突发自然灾害的损失进行评估；采用不确定多层规划的机会约束模型对应急物资分配问题进行建模，并设计数值算法求解模型获得物资分配的理论方案，之后通过采用不确定推理的多阶段案例推理模型对理论方案进行修正获得最优的可执行方案；采用不确定过程构建灾区的路网结构，之后依据最短路问题获得应急物资的最优配送路径。本项目采用不确定测度研究应急物资配送系统的风险评估与优化问题，扩展了不确定测度的应用范围和应急物资配送系统的研究方法，具有重要的理论意义；研究成果为提高应急物资的配送效率提供了参考，具有重要的实用价值。