基于时空网络的震后救援物资配送模型研究 (1)

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1、华中科技大学硕士学位论文破坏形成孤岛。根据国内外地震受灾地区在地震灾害中的财产损失比例分析，在地震灾害后，交通道路系统的损失会占整个地震灾害直接损失的1/4左右。世界上有三大地震带，分别为环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带和海岭地震带，其中80%的地震灾害发生在环太平洋地震带，而15%的地震发生在地中海-喜马拉雅地震带上，我国刚好处于两大地震带交汇处，东部沿海地区处于西太平洋地震带，西部包括新疆西藏处于地中海—喜马拉雅地震带的终段，使得我国地震灾害频发，且呈震级高、震源潜的特点。由于我国大量人口密集

2、区都处于地震带上，致使地震灾害造成的损失也特别大。根据地震史料记载，我国所有省份均曾发生过5级与5级以上地震。其中除了浙江、贵州两省外，全国各省都有6级以上地震发生，从1976年至今的30多年时间里，发生六级以上的地震多达50多次，发生在2008年5月12日的汶川大地震更以震源潜，强度大，波及面广的特点成为我国近几十年以来最为严重的自然灾害，而随着近些年地壳活动加剧，全世界范围内，地震灾害发生的也越来越频繁。1.2研究意义与目的我国处于地震高发地区，且地震带上人口稠密，一旦发生地震灾害往往造成重大损失。

3、由于地震破坏力大，波及范围广，会造成受灾区域大面积遭到破坏，城镇内房屋倒塌，人员被掩埋，伤员急需救治，城镇间道路被破坏，房屋垮塌，桥梁断裂，交通及生命保障线陷入瘫痪的境地，受灾地区人们处于孤立无援的状态。地震灾后物资配送是地震灾后救援的重要内容，通过将药品、救援工具及时有效的运送到受灾地区，可以使被掩埋人员及时得到解救，受伤人员及时得到救治，从而将受灾地区人员伤亡降到最低，通过将食品帐篷等生活保障物资运达灾区，可以有效保障受灾地区人们灾后基本生活保持社会稳定，可以说地震灾后救援物资配送是地震灾后救援的重

4、要环节和保障。为使外界救援物资及人员快速有效到达各受灾地区，首先需解决的就是道路修理与恢复问题，道路的修理恢复是灾后资物有效配送的基础和重要保障，在震后初期，2华中科技大学硕士学位论文抢修资源有限的情况下，如何合理分配抢修资源，在有限时间内最大限度地恢复灾害地区物资输送能力是物资能否有效配送的基础和保障。地震发生后受灾地区各区域内灾情各不相同：在空间上，受灾地区内各区域地形地势建筑状况不同，受到地震的影响状况也不相同，在时间上，受灾区域灾情也在不断随时间发生变化，相应对救灾物资的需求也在变化。常规物资配

5、送问题主要研究物资的输送，一般以网络响应时间最短或者运输费用最低为目标，建立多目标混合规划模型求解。而震后救援物资的配送对于网络的响应性有较高的要求，相对于一般的物资配送问题，有其自身的特点，常规的物资配送模型一般难以适用于地震灾害物资配送问题。地震灾害千差万别，受灾地区的状况也各不相同，各受灾地区对物资的需求也不尽相同，除了跟人口，地形，地震强度有关外，还与建筑物情况，人员伤亡情况等等都有很大的关系，目前地震灾区灾后物资需求目前还没有一个比较确定的预测或计算方法，大多仍按照决策者经验进行判断。本文根据

6、地震灾害的以上特点，建立相应是数学模型以解决地震灾后救援物资分配问题。1.2研究思路和内容本文拟将受灾地区各灾点灾后物资需求根据决策者经验设为随时间变化的模糊变量，通过应用时空网络模型，将受灾地区各灾点映射到时空网络中，求解时空网络模型以得到物资配送的最优方案。考虑到地震灾害发生后受灾区域道路损毁严重，急需在有限时间内打通生命线，但由于地震灾害发生后，道路修理队一般难以快速大规模组织，修理力量有限，必须将有限的修理资源合理应用到受灾地区。本文通过引入时空网络，在不考虑维修及考虑维修两种状态下，分别建立模

7、型，解决地震灾后救援物资配送问题。根据以上思路，本文具体安排如下：第一章介绍了本文研究的背景，研究内容以及研究意义，最后简要给出全文的行文思路。3华中科技大学硕士学位论文第二章介绍地震灾害的几大特点，总结了灾后救援包括灾后物资配送，灾后道路修理方面的相关研究现状，最后介绍了时空网络的提出及其在研究中的应用。第三章首先根据地震灾害的实际情况，对地震灾害的需求进行模糊描述，随后对震后救援物资配送的时空网络给出介绍，通过引入时空网络建立了一般情况下求解震后救援物资配送方案问题的基本模型。最后通过一个算例介绍了

8、模型在实际中的应用。第四章考虑到地震灾后受灾地区道路随修理的展开而出现相应的变化，介绍了修理时空网络，并通过将修理时空网络引入震后救援物资配送基本模型，建立了震后物资配送的改进模型。考虑到该模型过于复杂，对于一个中等规模的救援物资配送网络来说，在可行的时间内无法通过计算机有效求解，本文采用一种特殊算法给出了该类模型的计算方法，最后通过一个算例介绍了模型在实际中的应用。第五章：总结了地震灾后救援物资配送方案建立的一般步骤，对本文模型的不足及未