黃 輝，王 迎 （西北工業(yè)大學 管理學院，陜西 西安 710072）

HUANG Hui,WANG Ying (School of Management,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710072,China)

地震災害是危及國民經濟發(fā)展和人民生命財產安全的最為嚴峻的突發(fā)性自然災害。我國地處三大板塊相交的兩大地震帶上，是世界上地震災害發(fā)生頻率最高、烈度最大的國家之一。進入20世紀以來，我國發(fā)生了多次破壞性極大的地震災害，如1976的唐山大地震、1999年的臺灣大地震、2008年的汶川大地震和2010年的玉樹地震、2013年雅安地震、2014云南魯?shù)榈卣鸬取＿@些地震都造成了巨大的經濟損失和人員傷亡。面對突如其來的破壞性地震，往往急需大量的應急救援物資去完成人員搜索、傷員救治、災民安置和災后重建等工作。應急救援無疑成為災后的首要工作。但是在實際的應急救援過程中，如果不區(qū)分應急物資的實際需求，不考慮應急物資需求主次，只是追求數(shù)量而盲目的調配應急物資，不僅會造成應急物資的浪費和應急運力的浪費，也必將會延誤最佳的救援時機，造成再次的經濟損失和人員傷亡。要使應急物資能有效地發(fā)揮應急救援作用，就必須注重應急物資的時間效用價值，在不同的應急救援階段，根據(jù)不同階段的應急救援目標，對應急物資進行需求分級，確定需求層次，使其效用價值達到最大化，提高應急救援效率。

1 模型

1.1 問題描述

地震應急救援時間通常為10～20天，10天為最佳的救援時間。根據(jù)地震救援工作的任務將災后救援分為兩個階段，其中：第一階段是應急救援的第1～3天，主要救援任務是搜救被困者和搶救傷員；第二階段是地震應急救援第4～10天，主要任務是安置災民和防止疫情傳播、擴散。

1.2 基于模糊評價法的應急物資需求層次分級

1.2.1 確定影響應急物資需求層次的因素

災害性地震發(fā)生以后，根據(jù)救援時期和救援任務的不同，受災點對應急物資的需求種類和數(shù)量也不同的，對應急物資的需求緊急程度也是不同的。影響受災點對應急物資的需求緊急程度的因素有很多，結合災害性地震的特點及應急物資的特性，可以得出影響應急物資需求緊急程度的因素有物資的重要性、物資的時效性、物資的不可替代性、物資的稀缺性。

1.2.2 應急物資層次分級

本文以災害性地震應急救援第一階段為例。評價小組分別根據(jù)satty標度兩兩比較物資的重要性、時效性、不可替代性、稀缺性4個評價因素的重要度關系，建立以下判斷矩陣，計算出各自的權重。

物資重要性、物資時效性、物資不可替代性、物資的稀缺性的權重分別為 （0.38,0.24,0.14,0.24）。

災害性地震發(fā)生后應急救援第一階段通常都需要以下應急物資：救生器械、應急設備、藥品、食物和水、帳篷、衣物、棉被。本文旨在解決應急救援第一階段的應急物資調度問題，故對上述物資進行需求層次分級。決策者根據(jù)地震災害的實際情況，分別確定出各種物資的單因素評判矩陣，并與重要性、時效性、不可替代性和稀缺性4個因素的權重進行合成運算，得出各類物資的評價向量，計算出各類物資的需求層次優(yōu)先度，確定出各物資的需求層次順序。

由10名應急專家和政府人員組成的決策團隊，分別給出各類應急物資的評判矩陣。如表1至表8所示：

表1 救生器材評判矩陣

S=（0.38,0.38,0.24,0.1,0）

N=（0.38,0.38,0.24,0.1,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1）T=0.758

表2 食品評判矩陣

S=（0.3,0.3,0.38,0.24,0）

N=（0.3,0.3,0.38,0.24,0）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.742

S=（0.38,0.38,0.2,0.1,0）

N=（0.38,0.38,0.2,0.1,0）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.738

表4 衣物評判矩陣

S=（0.2,0.38,0.38,0.2,0）

N=（0.2,0.38,0.38,0.2,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1）T=0.696

表5 帳篷評判矩陣

S=（0.24,0.24,0.38,0.24,0）

N=（0.24,0.24,0.38,0.24,0 ）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.646

表6 礦泉水評判矩陣

S=（0.38,0.3,0.2,0.2,0）

表7 應急設備評判矩陣

S=（0.3,0.3,0.3,0.24,0）

N=（0.3,0.3,0.3,0.24,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1）T=0.702

表8 棉被評判矩陣

S=（0.38,0.38,0.2,0,0）

N=（0.38,0.38,0.2,0,0 ）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.708

為了確定出各類物資的需求優(yōu)先度順序，鑒于實際救援活動，本文假設物資需求緊急度的極限值為1，賦予5個評價等級具體的值，其中特緊急0.9、緊急0.7、較緊急0.5，一般緊急0.3，不緊急0.1。計算各類應急物資的需求優(yōu)先度，并依據(jù)物資優(yōu)先度順序安排物資調度方案。

救生器械 （0.38,0.38,0.24,0.1,0）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1）T=0.758

食品 （0.3,0.3,0.38,0.24,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.742

宜州市快遞物流配送網絡優(yōu)化分析 ……………………………………………………………… 李柏敏 楊麗英 莫麗莎（1/16）

藥品（0.38,0.38,0.24,0,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1）T=0.738

衣物 （0.2,0.38,0.38,0.2,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.696

帳篷 （0.24,0.24,0.38,0.24,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.646

礦泉水 （0.38,0.3,0.2,0.2,0）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.712

棉被 （0.38,0.38,0.2,0,0）×（0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.708

應急設備 （0.3,0.3,0.3,0.24,0 ）× （0.9,0.7,0.5,0.3,0.1 ）T=0.702

物資的需求優(yōu)先順序為：救生器械、食品、藥品、礦泉水、棉被、應急設備、衣物、帳篷。

2 考慮效用價值的應急物資調度

當特大地震發(fā)生后，政府有關部門會立刻啟動應急預案并果斷采取一系列有力措施開展應急救援工作，最大限度地阻止災情的蔓延。地震應急救援任務開始后72個小時之內是搶救傷員的黃金時間，在這一救援階段中需要大量的應急救災物資，將應急物資快速送往受災點是這一救援階段的關鍵，在此階段應急物資的時間效用價值是最大的，但在實際救援過程中常出現(xiàn)供應點運輸能力有限的情況，當受災點急需各類物資，而供應點的運載能力有限時，供應點應根據(jù)受災點對各類物資的實際需求情況來安排應急物資的調度方案以保證應急救援工作的高效完成。在地震應急救援第一階段受災點對各類物資的需求緊急程度的不同以及存在某一供應點運力有限的前提下，決策者在確定物資配載方案時應以物資需求層次作為應急物資調度的首要參考量，再以供應點配送到受災點的全部物資對受災點的效用價值貢獻最大化為目標建立模型，以便明確應急救援工作的目的，更好地提高應急救援的效率。

2.1 問題描述

在災害性地震發(fā)生后，應急指揮中心將結合受災點實際情況確定應急物資調度方案并組織各物資供應點完成配送任務。物資的調度方案需要解決兩個問題，一是當存在多個物資供應點時，應選擇哪幾個供應點供應物資以使應急物資到達受災點的時間最短，應急救援開始時間最早；二是當存在某個供應點運載能力有限時，不能第一時間滿足受災點的所有物資需求時，應如何安排該供應點每一批次運送的應急物資的種類和數(shù)量以使其配送的應急物資對受災點的效用價值最大。

2.2 條件假設

（1）多個供應點向單個受災點運送物資；

（2）受災點各類物資需求量已知；

（3）供應點各類物資存儲量已知；

（4）受災點對各類物資的需求緊急程度不同；

（5）所有供應點的物資存儲量之和大于等于受災點的各類物資需求量；

（6）存在某一個物資供應點運力有限，不能同時將所需全部應急物資送往受災點，并且假設該供應點共有40輛配送車輛，每一批次40輛車同時出發(fā)配送物資至受災點后立返回供應點開始下一批次配送直至將所有物資運往受災點；

（7）該供應點可在限制期內將所需物資送達受災點。

2.3 模型

災害性地震發(fā)生后應急指揮中心應即刻組織物資供應點向受災區(qū)運送物資，首先確定有哪些供應點負責配送物資，其次確定每個供應點的物資配送總量。如若存在某一個供應點的運輸能力受限制，無法將所需的總量物資一次性全部運至受災點時，在不超過運載能力的條件下，應以配送的各類物資對受災點的效用價值最大化為目標建立模型確定出該供應點每一批次車輛的物資配載方案。

假設該物資供應點每一輛運輸車輛的載重量相同都為mc，每一輛運輸車的最大容積為vc，共有k種物資需要配送到受災點，該供應點對各類物資的供應量分別為a1,a2,a3,…,ak。根據(jù)前一部分應急物資需求層次分級，將此k種應急物資按不同指標分為不同的需求等級，再根據(jù)需求等級賦予各種物資相應的效用價值pi，每種物資的單位重量為mak，單位體積為vak，以配送至受災點的應急物資對受災點效用價值最大化為目標函數(shù)建立數(shù)學模型，計算出滿足運載能力條件下每一批次配送的應急物資種類及每一種物資的運載量xi。設xi為第i種物資的裝入數(shù)量。該問題的數(shù)學模型如下：

2.4 算例分析

2014年8月3日16時30分，云南省昭通市魯?shù)榭h（北緯27.1度，東經103.3度） 發(fā)生6.5級地震，震源深度12千米。魯?shù)榭h是云南省昭通市下轄的縣之一，位于云南省東北部，昭通市南部，牛欄江北岸?？h境東西橫距50千米，南北縱距60千米，總面積1 519平方千米，其中山區(qū)占總面積的87.9%，壩區(qū)占12.1%。總人口38.57萬人。魯?shù)榈卣鸢l(fā)生后，云南省民政廳迅速啟動救災物資調運機制，采取部隊車輛運輸、部隊官兵搬運、警車開道、專人護送的方式，全力以赴調運物資，協(xié)調助滇部隊共向災區(qū)調撥救災帳篷31 050頂、棉被29 500床、衣物45 000件、應急設備17 000套和礦泉水38 663件、食品31 214件等應急物資于翌日到達受災點。本文以上述地震應急物資為研究對象，以受災區(qū)對應急物資的需求層次為主要參考指標，做出從供應點運往受災區(qū)的應急物資對受災區(qū)效用最大的調度方案。本文假設供應點的應急物資供應車輛數(shù)量有限，運力不足，不能一次性將所需的全部物資運往受災點，需要往返多次才能將所有物資運到受災點。以所運輸物資對受災點效用價值最大化為目標建立模型并求解這幾類物資的每一批次的運輸量。該供應點的運載能力有限只有40輛車可用于應急物資配送，故以40輛車為一批次執(zhí)行物資的配送任務。配送車輛的載重量、容積以及各類應急物資的單位質量和單位體積如表9所示：

表9 配送車輛、應急物資的載重量、單位容積綜合表

第一批次的車輛運食品31 214件，礦泉水38 665瓶，衣服45 000件；受災點的食物、礦泉水、衣物的需求已經滿足，故第二批次應急物資調運不再考慮上述物資。

第二批次運送24 000床棉被。

第三批次運送應急睡袋5 402件，棉被1 038床。

第四批次運送應急睡袋5 647件。

第五批次運送應急睡袋5 647件。

第六批次運送帳篷4 541件和應急睡袋304件。

第七、八、九、十、十一批次各運送帳篷4 541頂。

第十二批次運送帳篷3 804頂。

3 結論

在應急救援過程中，同一需求點在不同救援階段的物資需求必將有所不同，為了更加有效地完成應急救援工作，應對應急救援工作的物資需求分階段研究，明確各階段所需物資的種類及需求層次，使決策者能夠明確地掌握受災點的具體情況，結合受災點對各類應急物資的需求優(yōu)先度，在調度條件受限的情況下有選擇性地先后調度應急物資，提高應急救援效率。本文的創(chuàng)新點在于提出了一種解決物資供應點運力有限的條件下應急物資調度的新思路。即在應急救援過程中，當某一物資供應點需要向受災點供應多種物資，與此同時該供應點運載能力有限時，決策者應根據(jù)受災點對各類物資的需求優(yōu)先度建立模型，求解出所需各類應急物資的最佳組合，以達到所配送的物資對受災點效用價值最大化，以提高災害性地震應急救援效率及效果。

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