道路拥塞条件下的应急物流选址研究.pdf

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1、道路拥塞条件下的应急物流选址研究董银红内容提要为有效应对道路拥塞带来的救援难题，本文构建了拥塞条件下的应急物流选址模型。与传统应急选址模型不同，本文着重探讨在应急事件发生前公共部门与受灾影响区的不对称博弈行为，通过符合实际情况的假设，建立了基于道路拥塞的应急选址双层规划模型，并根据模型的特点设计了隐枚举—下降算法。通过某市构建应急中心的案例，分析了该模型的可行性。关键词双层规划模型斯坦伯格均衡隐枚举—下降算法中图分类号：Ｆ２５２．１文献标识码：Ａ文章编号：１０００－７６３６（２０１４）０４－００４８－０６一、引言突发事件发生后

2、，各级政府部门、公益组织和热心人士都积极筹备物资，并力争将这些救援物品及时、有效运往灾区。为缓解由救援需求激增、救援无序带来的道路拥塞，必须解决好两个问题：（１）针对目前备选的物资储备库，如何确定用来作为特定灾情的实际物资储备库？（２）根据灾区的交通状况，如何为不同灾区的需求分配线路，预估路径通行时间？对于第一个问题，中国政府一直非常重视。除了１０个中央级储备库外，各级地方政府也建立了大量的应急物流中心；物资需求一直是应急技术和应急管理研究的重点；应急物资运输线路规划得到了有关部门的重视。在灾害发生后，公共部门基于整体考虑，会

3、有相应的决策，其他救援者也会有相应的行动和决策，受灾区也有自己的决策选择。并且他们的决策目标并不一致。那么，多个决策者在道路拥塞的条件下如何达到有效均衡，进而改善救援效果呢？本文将在双层规划模型和交通行为选择理论基础上提出基于拥塞条件下的应急物流选址双层规划模型，并根据隐枚举—下降算法确定某地应急选址决策。二、文献分析［１］ＳＡＲＳ危机后，国内学者开始对应急物流选址问题进行深入研究。何建敏等在传统的绝对中心点模型基础［２］［３］上，研究了限制期和消耗物品情境下的应急系统选址模型。刘霞、华国伟研究了非常规突发事件的概念和特［１］

4、征，并分析了针对突发事件进行应急决策的特点。何建敏等从系统工程的角度提出了应急物流需求的非线性、收稿日期：２０１４－０３－０４基金项目：第５４期博士后基金项目“我国公共资源阶梯定价机制设计及其实施研究”（２０１３Ｍ５４１１１６）；教育部哲学社会科学研究重大攻关项目“民族地区特殊类型贫困与反贫困研究”（１３ＪＺＤ０２６）作者简介：中南民族大学管理学院讲师，博士，武汉市，４３００７４。４８公共管理［４］事后选择性、流量的不均衡性和时间约束的紧迫性等特征。董银红从蓄意破坏者和公共部门的交互决策出发，利用双层规划模型提出了蓄意破坏最大

5、时的最优防护策略，并利用启发式方法给出了双层规划的算法框架。这些研究成果逐步充实了应急物流选址的模型和算法。［５］国外学者对应急物流选址的研究可以追溯到海凯米（Ｈａｋｉｍｉ，１９６４）提出用最少警察维持公路治安的问题。［６］［７］随后，希顿尼（Ｓｙｄｎｅｙ，２０００）等提出了医院选址的模型框架。舒尔（Ｊｉｕｈ－ＢｉｉｎｇＳｈｕｅ，２００７）通过分析地震灾害事件发现，突发事件的物资需求信息获取艰难，应急物流难以控制，救援过程意外风险多以及在更大地域范围［８］的应急资源调度容易失衡。苏尼曼（Ｓｕｌｅｙｍａｎ，１９９５）从应急物流资

6、源管理角度指出，应急选址本质是一个复杂的多目标优化问题，在应急资源受到限制的情况下，必须要解决资源的折中利用问题。林荫坤（ＹｅｎＨｕｎｇＬｉｎ，［９］２０１１）从灾后救援的角度分析了多主体、多时段和多车辆路径的情境，将其归结为多目标规划模型，并利用启发［１０］式算法进行了验证。查奇和斯坎帕罗（Ｃｈｕｒｃｈ＆Ｓｃａｐａｒｒａ，２００４）从破坏者最大化破坏程度假设出发，从反面寻［１１］找了应急系统关键设施。斯奈德和达斯林（Ｓｎｙｄｅｒ＆Ｄａｓｋｉｎ，２００５）通过建立多个可靠性模型寻找最优的设施［１２］选址，研究如何使得在一些设

7、施遭到破坏时实际运营成本或期望成本最小。艾哈罗（Ａｈａｒｏｎ，２０１１）通过构建鲁棒优化模型解释了最坏情况下的最优应急物流选址规划。应急物流选址问题要考虑到资源的分配和交通工具的分配。资源分配过程可以用网络流模型刻画，作为承［１３］载资源的运输工具也可以看作是一种整数流。科海（Ｃａｕｎｈｙｅ，２０１２）等建立了多物资网络流与车辆路径问题的混合优化模型，通过将车辆看作物资的方法，将这个模型转化成混合整数多阶段多物资网络流问题。由于在突［１４］发事件条件下容易形成交通拥塞，因此需要对通行时间进行限定。海德克（Ｈｅｙｄｅｃｋｅｒ，１

8、９９６）已经证明，如果流量分布是用户最优的，则改变路径将遇到不小于原来路径成本的障碍，并且Ｗａｒｄｒｏｐ用户均衡流就是用户最优［１５］流。勃依慈（Ｂｏｙｃｅ，１９８８）指出，当流量趋于通行能力时，路径通行时间将会无穷大，此时会带来路径选择的摇摆不定。在突发事件条件下，如果通行