文/肖驊 韓明 王銳淇 汪貽生

新體制下聯(lián)勤保障應(yīng)急物資配送車輛調(diào)度決策的探索

文/肖驊 韓明 王銳淇 汪貽生

中央軍委聯(lián)勤保障部隊的組建標志著新體制下聯(lián)勤保障體制的正式建立。在新體制下聯(lián)勤保障力量能否勝任應(yīng)急物資配送保障工作關(guān)系到聯(lián)勤保障力量職能的發(fā)揮，本文對新體制下聯(lián)勤保障力量的應(yīng)急物資配送中車輛調(diào)度問題進行了研究和探索，針對性地建立了車輛配送路徑模型，并給出了算法。為新體制下聯(lián)勤保障力量如何快速、高效地開展應(yīng)急配送工作提供決策參考。

聯(lián)勤保障；應(yīng)急物資；調(diào)度決策

1.引言

2016年9月13日，中央軍委主席習(xí)近平向軍委聯(lián)勤保障部隊授予軍旗，宣布了中央軍委聯(lián)勤保障部隊的組建，這標志著中國軍隊新體制下聯(lián)勤保障體制的正式建立。聯(lián)勤保障部隊是實施聯(lián)勤保障和戰(zhàn)略戰(zhàn)役支援保障的主體力量，主要包括武漢聯(lián)勤保障基地和無錫、桂林、西寧、沈陽、鄭州5個聯(lián)勤保障中心，其組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。聯(lián)勤保障部隊按照聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障的要求進行建設(shè)，整體上緊密圍繞著強軍目標的大布局、是推進后勤建設(shè)和改革的重要舉措，對把中國軍隊建設(shè)成為世界一流軍隊、打贏現(xiàn)代化局部戰(zhàn)爭具有重大而深遠的意義。

因此，新體制下如何建立一支能應(yīng)對突發(fā)事件的應(yīng)急保障力量是一項函待解決的問題，本文就應(yīng)急物資配送決策問題進行了研究。因此在每一個聯(lián)勤保障中心下轄范圍內(nèi)，應(yīng)建立完善的應(yīng)急物資配送決策體系，充分利用聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障所帶來的信息和管理優(yōu)勢，為部隊提供精準、高效的物資保障。

圖1 新體制下聯(lián)勤保障力量組織結(jié)構(gòu)

1.1 應(yīng)急物資配送決策構(gòu)建的基本思路

針對聯(lián)勤保障部隊建設(shè)的情況，我們對其所面臨的應(yīng)急保障工作構(gòu)建了決策基本思路。聯(lián)勤保障部隊應(yīng)急物資配送決策涉及多個要素，主要包括決策支撐、決策主體和決策實施三大模塊，如圖2所示。

圖2 應(yīng)急物資配送決策框架結(jié)構(gòu)圖

其中，決策支撐是基礎(chǔ)，決策主體是關(guān)鍵，決策實施是重點，三者相互聯(lián)系，密不可分。

應(yīng)急信息管理系統(tǒng)是應(yīng)急物資配送的決策支撐。信息管理系統(tǒng)主要包括物資管理系統(tǒng)、交通信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和氣象信息系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)為指揮機構(gòu)提供物資的籌集、儲存和配送信息、交通道路信息、需求點物資品種和數(shù)量的需求信息及其緊急程度等。同時，根據(jù)環(huán)境的發(fā)展變化以及物資配送決策的實施情況，信息管理系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)信息應(yīng)實時更新，為指揮機構(gòu)的動態(tài)決策提供可靠并完整的數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)急物流調(diào)度指揮機構(gòu)是應(yīng)急物資配送的決策主體。當部隊需求提出后，物流調(diào)度指揮機構(gòu)根據(jù)任務(wù)需求和信息管理系統(tǒng)提供的決策信息，進行物資配送決策，主要包括規(guī)劃急配送區(qū)域，選擇配送運輸方式，確定應(yīng)送路線等。由于環(huán)境的不斷發(fā)展變化以及決策初期決策信息的不完全、不及時和不準確，物流調(diào)度指揮機構(gòu)還要依據(jù)實時獲取的信息，通過態(tài)勢評估，對是否調(diào)整決策作出判斷，進而付諸實施。

應(yīng)急配送網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)急物資配送的決策實施，實現(xiàn)物資的時間轉(zhuǎn)移、空間轉(zhuǎn)移和形質(zhì)轉(zhuǎn)移。配送網(wǎng)絡(luò)主要由節(jié)點和節(jié)線組成，節(jié)點即實現(xiàn)軍用物資中轉(zhuǎn)集運、換裝、分揀、庫存、包裝等操作的物流設(shè)施，節(jié)線即節(jié)點與節(jié)點之間不同配送運輸方式下的配送路線。當前采用的配送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為物資倉庫到中轉(zhuǎn)站再到需求點，也可直接由物資倉庫直接到需求點。

1.2 應(yīng)急物資配送決策過程（見表3）

應(yīng)急物流決策過程的基本活動包括情報活動、設(shè)計活動、選擇活動和實施活動，設(shè)計活動又分為目標設(shè)計和具體方案設(shè)計。據(jù)此，應(yīng)急物資配送決策過程包括5個階段：收集、處理相關(guān)需求信息，確定應(yīng)急物資配送目標，設(shè)計應(yīng)急物資配送方案，選擇應(yīng)急物資配送方案和執(zhí)行應(yīng)急物資配送決策，收集、處理相關(guān)信息。配送任務(wù)下達后，要快速查找需求點的周邊環(huán)境以及需求點到各個節(jié)點的自然狀況，同時查找可用于供應(yīng)的倉庫和籌集點。迅速收集相關(guān)信息，包括物資儲備、物資需求和交通道路等信息，對信息進行科學(xué)的處理，為物資調(diào)度的順利展開奠定基礎(chǔ)。

確定應(yīng)急物資配送目標。應(yīng)急物資配送目標是指揮機構(gòu)通過實施配送活動所要達到的目的。應(yīng)急物資配送決策目標層次性明顯，追求時間最短，通過效率實現(xiàn)效益，但隨著環(huán)境的改變，指揮機構(gòu)應(yīng)對目標進行動態(tài)修訂。

設(shè)計應(yīng)急物資配送方案。應(yīng)急物資配送方案主要包括3個內(nèi)容，劃分配送區(qū)域，選擇配送運輸方式和確定配送路線。指揮機構(gòu)根據(jù)需求的規(guī)模、物資的籌備情況和道路通行情況設(shè)計多個物資配送方案。同時，指揮機構(gòu)還要根據(jù)事件發(fā)展變化以及實時決策信息，對選定的設(shè)計方案進行動態(tài)修訂。

選擇應(yīng)急物資配送方案。指揮機構(gòu)依照物資配送決策目標，對設(shè)計的物資配送方案進行全面、詳盡地評價。由于對象的特殊性，應(yīng)急物資配送決策采取滿意決策準則，即不是選擇最優(yōu)方案，而是選擇滿意方案。

圖3 應(yīng)急物資配送決策過程圖

表1 模型相關(guān)參數(shù)及變量定義

執(zhí)行應(yīng)急物資配送決策。應(yīng)急物資配送決策一旦形成，指揮機構(gòu)應(yīng)迅速通過聯(lián)合指揮系統(tǒng)調(diào)集必要的人力、物力、財力，依托應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)，確保決策方案的落實和執(zhí)行。在應(yīng)急物資配送決策實施的過程中，指揮機構(gòu)應(yīng)根據(jù)實時收集的決策信息，動態(tài)調(diào)整應(yīng)急物資配送決策，提高軍用物資保障效率。

2.應(yīng)急物資配送決策的問題描述及假設(shè)

2.1 問題描述

模型研究了在一個聯(lián)勤保障中心的轄區(qū)范圍內(nèi)，聯(lián)勤保障部隊決策機關(guān)如何進行應(yīng)急物資配送的線路規(guī)劃問題。模型假設(shè)n臺運輸車輛將應(yīng)急物資從物資倉庫或是就近的籌集點運送到m個應(yīng)急需求點，最后返回到車輛路徑問題，并以所花費的總時間最短且各輛車花費時間盡可能均衡為目標建立了模型，給出了改進的“最近搜索法”，并用算例驗證了模型的有效性。

2.2 模型假設(shè)

基于實際情況和理論分析的需要，在模型構(gòu)建之前需要作出如下必要假設(shè)：

假設(shè)1：不考慮車輛在每個需求點的卸貨時間；

假設(shè)2：不考慮倉庫或是籌集點籌集物資的時間；

假設(shè)3：各車輛以勻速行駛；

假設(shè)4：各車輛容載量不小于其經(jīng)過路線的應(yīng)急需求總量；

假設(shè)5：每個應(yīng)急需求點對應(yīng)急物資需求緊迫程度相同。

2.3 參數(shù)及變量定義

為了便于模型建立，需要對一些重要參變量進行定義，見表1。

3.模型構(gòu)建與分析

3.1 聯(lián)勤保障應(yīng)急物資配送決策路徑規(guī)劃模型

根據(jù)提出的問題，可建立如下雙目標模型：

目標（1）表示n輛車所花費的總時間最少，（2）表示花費時間最多路徑與花費時間最少路徑上的差最小，從而均衡各車輛花費的時間。約束條件（3）表示每個出發(fā)點i上的車輛有且只有一輛車，條件（4）表示每個需求點i有且只有一輛車到達。但目標（1）與目標（2）是相互矛盾的，不可能同時達到最小。因此具體求解時，應(yīng)兩者兼顧，一種較簡單且合理的方法是轉(zhuǎn)換成單目標函數(shù)，即

目標函數(shù)（5）表示最小化車輛路徑時間的最大值，這樣使得求解較容易，而且與上面雙目標函數(shù)較接近。

3.2 模型的算法

此類問題類似于多旅行商問題，屬于NP完全類，沒有多項式時間算法，只能采用啟發(fā)式算法。本文對解決單旅行商中常用的“最近搜索算法”進行改進，以用于本文模型的求解，模型的算法如下：

（1）以物資倉庫或是就近的籌集點0為出發(fā)點，從m個應(yīng)急需求點中找出到0花費時間最少的n個應(yīng)急需求點（n＜m），按照花費時間從小到大將這n個應(yīng)急需求點排列為：N 1，N2，…，Nn；

表2 籌集點與需求點之間、各個需求點之間的距離（單位：km）

表3 車輛到各需求點、從需求點到其它需求點所需要的時間（單位min）

（2）對每輛運輸車輛進行編號，號碼為1，2，…，n。讓車輛1到達應(yīng)急需求點N1，車輛2到達應(yīng)急需求點N2，依此類推，車輛n到達需求點Nn；

（3）從車輛n開始，找出與需求點Nn花費時間最短的需求點Nn+1（需求點N1，N2，…，Nn除外），使它成為車輛n到達的下一個需求點，接著找出車輛（n～1）要到達的下一個需求點（需求點N1N2，……NnNn+1除外），…，依次找出車輛n～2，n～3，…，的下一個目的地；

4.算例分析

本文將模擬在同一時間，需將一批物資從應(yīng)急籌集點利用8臺車運往16個需求點的情況，假設(shè)每輛車都以40km/h的速度行駛，八個需求點分別為N1～N8，應(yīng)急籌集點為0，籌集點與需求點之間，各個需求點之間的距離如表2所示。

通過模型求解，給出各車輛的運行路徑，使得車輛花費的總時間最少并且各車輛花費的時間均衡。

根據(jù)車輛40km/h的速度，可計算出車輛到各需求點，從需求點到其它需求點所需要的時間，見表3。

根據(jù)3節(jié)中的算法，可以得到各車輛的路徑分別為：

車輛1：0～2～16～0，花費時間為47.76min；

車輛2：0～5～14～0，花費時間為50.85min；

車輛3：0～4～15～0，花費時間為50.73min；

車輛4：0～1～11～0，花費時間為47.5min；

車輛5：0～10～12～0，花費時間為50.56min；

車輛6：0～3～13～0，花費時間為42.68min；

車輛7：0～7～6～0，花費時間為45.24min；

車輛8：0～8～9～0，花費時間為39.65min。

花費的總時間為373.97min，花費時間最多的車輛2比花費時間最少的車輛8的時間多11.2min。

5.結(jié)論

本文針對新形勢下聯(lián)勤保障部隊如何充分利用聯(lián)合作戰(zhàn)體系為我軍大規(guī)模應(yīng)急軍事物流提供了決策參考，針對我國發(fā)生的大規(guī)模突發(fā)事件，研究了大規(guī)模突發(fā)事件發(fā)生時，應(yīng)急物資從應(yīng)急物資籌措點通過聯(lián)勤保障力量運往事件發(fā)生地應(yīng)急需求點，使得所有應(yīng)急車輛花費的總時間最少且各車輛花費的時間均衡的封閉式車輛路徑問題。建立了車輛路徑模型，給出了算法。為我軍聯(lián)勤保障體制的改革提供了一些參考，也為我軍如何利用聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障所帶來的信息和管理優(yōu)勢，快速，高效的為部隊提供精準、高效的物資保障做出決策參考。

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中國物流學(xué)會、中國物流與采購聯(lián)合會課題項目（2016CS1KT3-252）

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