本文是一篇物流論文,本文以突發(fā)公共衛(wèi)生事件為背景,研究了供不應(yīng)求情況下的大批量應(yīng)急物資無接觸式配送問題,創(chuàng)新性的提出“卡車-無人車”混合配送方案,解決了物資分配、無人車調(diào)度問題。
1緒論
1.1 研究背景及意義
1.1.1研究背景
突發(fā)公共衛(wèi)生事件是指突然發(fā)生,造成或者可能造成社會公眾健康嚴(yán)重?fù)p害的重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業(yè)中毒以及其他嚴(yán)重影響公眾健康的事件[1]。突發(fā)公共衛(wèi)生事件往往具有突發(fā)性、群體性、危害性,每次暴發(fā)都會給人類社會帶來不可估量的損失。自2009年甲型H1N1流感在南美暴發(fā)以來,世界衛(wèi)生組織(WHO) 已經(jīng)發(fā)布了六起引起全球關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件(PHEIC) ,見表1.1。
到目前為止,新冠疫情已蔓延到212個國家和地區(qū),給世界經(jīng)濟和世界人民帶來了沉重的災(zāi)難。全球新冠現(xiàn)有確診病例13167503例,累計確診624515640例,累計死亡6584487例,累計治愈604763650例??梢哉f突發(fā)重大公共衛(wèi)生事件造成的危害已是全人類無法承受之殤。
突發(fā)公共衛(wèi)生事件對人類社會造成的巨大生命財產(chǎn)安全損失,引起了我國對疫情環(huán)境下救援工作的高度重視,全方位出臺了很多法律法規(guī),如國家突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急預(yù)案》、《中華人民共和國傳染病防治法》、《突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急條例》等,實現(xiàn)了統(tǒng)一指揮、高度協(xié)同、及時有效的管理辦法。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
針對突發(fā)重大公共衛(wèi)生事件下的應(yīng)急物資路徑優(yōu)化問題,國內(nèi)專家學(xué)者從應(yīng)急物資調(diào)度及配送路徑優(yōu)化兩方面做了大量的研究?;诒疚牡难芯績?nèi)容,從考慮需求緊迫度的應(yīng)急物資分配、選址路徑問題優(yōu)化及多運輸工具聯(lián)合配送三方面做研究現(xiàn)狀綜述。
(1) 考慮需求緊迫度的應(yīng)急物資分配問題
在考慮需求緊迫度的應(yīng)急物資分配方面,對于需求緊迫度的測算國內(nèi)學(xué)者多采用層次分析法、熵權(quán)法,部分學(xué)者通過建立相關(guān)模型來確定需求緊迫度取值。
楊鄭(2018) 提出將受災(zāi)人數(shù)、受傷人數(shù)、房屋損毀數(shù)、物資缺口率等作為需求緊迫度評價指標(biāo),構(gòu)建了以總配送成本最小為目標(biāo)的配送路徑優(yōu)化模型,并設(shè)計遺傳算法求解[2]。
苑津莎(2020) 等人在應(yīng)急醫(yī)療物資供不應(yīng)求的背景下,確定距儲備點的平均距離、距震中心的距離、物資需求量為影響需求緊迫度的指標(biāo),構(gòu)建了多配送中心、多需求點的物資調(diào)度模型,并采用層次分析法確定受災(zāi)點的需求緊迫度[3]。
趙建有(2020) 等將影響醫(yī)療物資需求緊迫度的因素分為轄區(qū)人口、確診及疑似病例數(shù)量、醫(yī)護人員數(shù)量、物資缺口率,構(gòu)建了緊迫度大需求點優(yōu)先配送以及總配送成本最小的雙目標(biāo)路徑優(yōu)化模型[4]。
宋英華(2020) 等人考慮到物資毀壞對于災(zāi)民心理的影響,建立了災(zāi)民對物資損毀率的容忍度函數(shù),構(gòu)建是否考慮容忍度的應(yīng)急物流配送優(yōu)化模型,通過比較兩種模型的結(jié)果,來驗證考慮容忍度模型的優(yōu)勢[5]。
2 相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1 突發(fā)公共衛(wèi)生事件
2.1.1 突發(fā)公共衛(wèi)生事件概念
根據(jù)《突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急條例》中規(guī)定,突發(fā)公共衛(wèi)生事件是指突然發(fā)生,造成或者可能造成社會公眾健康嚴(yán)重?fù)p害的重大傳染病疾病、群體不明原因疾病、重大食物和職業(yè)中毒以及其他嚴(yán)重影響公眾健康的事件。
2.1.2 突發(fā)公共衛(wèi)生事件特點
(1) 突發(fā)性
由于公共衛(wèi)生事件多是在某一時間節(jié)點突然爆發(fā),導(dǎo)致政府及群眾沒有足夠的時間做出準(zhǔn)確的應(yīng)對措施。以此次新冠肺炎為例,自2019年12月15日起湖北武漢陸續(xù)發(fā)生多起新冠肺炎病例,隨后開始大面積傳播。
(2) 群體性
公共衛(wèi)生事件爆發(fā)后產(chǎn)生影響的不僅是某一區(qū)域,由于病毒的高傳染率及人群的高流動率使得病毒會迅速的大范圍擴散,逐步影響全國乃至全球人民的人身安全。
(3) 復(fù)雜性
造成突發(fā)公共衛(wèi)生事件的原因繁多,例如由病原體導(dǎo)致的疾病、自然災(zāi)害的侵襲、由意外事故或不明原因造成的死亡等因素。
(4) 嚴(yán)重性
突發(fā)公共衛(wèi)生事件對個人的影響體現(xiàn)在輕則影響正常生活,重則對身體機能造成不可逆的傷害甚至威脅生命,對社會的影響體現(xiàn)在造成恐慌的社會局勢、增加政府財政支出、阻礙社會發(fā)展等方面。
2.2 應(yīng)急物資概述
2.2.1 應(yīng)急物資概念
應(yīng)急物資是指在自然災(zāi)害、軍事沖突、公共衛(wèi)生、公共安全等突發(fā)性事件發(fā)生后,在應(yīng)急處置過程中保障人們正常生活所使用的保障性物資[50]。在突發(fā)公共衛(wèi)生事件背景下,應(yīng)急物資是保證疫區(qū)人民生命財產(chǎn)安全的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2.2.2 應(yīng)急物資分類
根據(jù)《應(yīng)急保障重點物資分類目錄(2015年)》,可將應(yīng)急物資按應(yīng)急保障類別分為現(xiàn)場管理與保障、生命救援與生活救助、工程搶險與專業(yè)處置三大類。三大類中按照現(xiàn)場任務(wù)類型分為若干種類。具體分類見圖2.1。
3 需求點需求緊迫度評價方法 ...................................... 18
3.1 層次分析法確定主觀權(quán)重 ................................ 18
3.1.1 層次分析法概述 .................................................. 18
3.1.2 層次分析法基本步驟 ........................... 18
4 客戶點分類...................................... 25
4.1 問題描述 ....................................... 25
4.2 模型構(gòu)建 ..................................... 26
5 路徑優(yōu)化方案設(shè)計 ............................................ 32
5.1 “卡車-無人車”混合配送模式簡介 .......................... 32
5.2 “卡車-無人車”混合配送模型構(gòu)建 .......................... 33
6 算例分析
6.1 需求緊迫度算例數(shù)據(jù)
在突發(fā)公共衛(wèi)生事件初期應(yīng)急物資供不應(yīng)求的特殊環(huán)境下,A地區(qū)各物資需求點在不同程度上出現(xiàn)應(yīng)急物資緊缺的情況。為相對公平合理的分配應(yīng)急物資,本文提出按各物資需求點需求緊迫度權(quán)重分配物資。考慮需求地感染情況、物資需求數(shù)量、物資缺口率等因素構(gòu)建需求緊迫度評價指標(biāo)。需求點及其評價指標(biāo)數(shù)據(jù)見表6.1。
7 結(jié)論與展望
7.1 結(jié)論
本文以突發(fā)公共衛(wèi)生事件為背景,研究了供不應(yīng)求情況下的大批量應(yīng)急物資無接觸式配送問題,創(chuàng)新性的提出“卡車-無人車”混合配送方案,解決了物資分配、無人車調(diào)度問題。應(yīng)急物資調(diào)度工作是降低突發(fā)公共衛(wèi)生事件對人民生命財產(chǎn)損失的關(guān)鍵所在,科學(xué)合理的物資分配、調(diào)度方案直接影響應(yīng)急物資調(diào)度的效果。本文從理論研究出發(fā),綜合考慮了應(yīng)急物資調(diào)度過程中的種種影響因素,提出了以配送時間最短為目標(biāo)的物資配送方案。
本文在前人研究的基礎(chǔ)上,針對傳統(tǒng)K-means++算法K值選擇問題、多約束條件下的需求點聚類問題以及傳統(tǒng)多種群遺傳算法局部收斂能力差、相同染色體交叉、進化選擇等問題提出了改進措施,并從結(jié)果的對比分析中證明了算法的有效性。
通過閱讀國內(nèi)外相關(guān)研究文獻,并結(jié)合研究問題實際情況,本文取得的研究成果如下:
(1) 突發(fā)公共衛(wèi)生背景下應(yīng)急物資分配方案
為了使分配方案更貼近實際要求,本文提出在突發(fā)公共衛(wèi)生事件初期應(yīng)急物資供不應(yīng)求的情況下物資公平性分配方案。首先構(gòu)建物資需求點需求緊迫度評價指標(biāo),接著采用層次分析法與熵權(quán)法分別確定評價指標(biāo)主客觀權(quán)重,最后以各需求點所占需求緊迫度權(quán)重完成物資分配。這種物資分配方案不僅在一定程度上降低了需求信息在傳遞過程中因 “牛鞭效應(yīng)”造成的應(yīng)急物資需求偏高的情況,而且由于分配過程中兼顧了需求點總?cè)藬?shù)、確診人數(shù)、易感人數(shù)、物資缺口率等對物資需求量產(chǎn)生影響的因素,使得物資分配更加科學(xué)合理。
(2) 大批量應(yīng)急物資無接觸式配送模型
本文創(chuàng)新性的提出“卡車-無人車”混合配送方案解決突發(fā)公共衛(wèi)生事件下的應(yīng)急物資無接觸式配送問題。關(guān)于該問題,目前研究較多的是無人機參與末端配送。但是無人機存在載重能力差、續(xù)航能力短等問題,無法完成大批量應(yīng)急物資配送任務(wù)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性的提出突發(fā)公共衛(wèi)生事件背景下的“卡車-無人車”混合配送模式,構(gòu)建了多約束條件下需求點聚類模型,卡車、無人車協(xié)同配送模型,無人車調(diào)度模型,最后采用K-means++聚類算法和多種群遺傳算法求解出模型的最短配送時間。
參考文獻(略)
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