李雪溶

（南開大學(xué)商學(xué)院，天津 300110）

建設(shè)應(yīng)急物流體系是政府和管理者在發(fā)生自然災(zāi)害或事故時保護(hù)居民正常生活的一項必要而重要的任務(wù)。2019 年底，新型冠狀病毒（COVID-19）疫情爆發(fā)，世界許多國家進(jìn)入緊急狀態(tài)。一些國家實施了嚴(yán)格的交通控制政策，包括封閉城市等，以應(yīng)對新型冠狀病毒的高傳染性和高死亡率。一方面，采取道路交通限制措施，包括對運輸車輛進(jìn)行跨地區(qū)檢疫查驗、禁止居民跨地區(qū)采購物資等措施，降低了病毒傳播風(fēng)險，保障了居民的健康。由于此次新冠疫情的突發(fā)性和傳播性，僅依靠基礎(chǔ)物資儲備完全無法應(yīng)對如此巨大且分散的需求，與非應(yīng)急模式下的物流網(wǎng)絡(luò)相比，應(yīng)急模式下的物流網(wǎng)絡(luò)需要考慮更多的因素，如應(yīng)急響應(yīng)時間、運輸資源有限、運輸成本高等。突發(fā)性災(zāi)害，如地震、疫情爆發(fā)等突發(fā)事件，通常會對物流配送活動產(chǎn)生一系列不利影響，如旅行時間延長、運輸資源短缺、跨區(qū)域配送作業(yè)受阻等。然而，及時、安全地將生活物資運送到城市居民手中，對于確保社會穩(wěn)定至關(guān)重要。作為管理者的政府，在資源有限的情況下，提高應(yīng)急物資運送的響應(yīng)速度是確保居民正常運送物資的必要條件。而且經(jīng)過非典事件和汶川大地震后，中國已經(jīng)形成了政府與物流企業(yè)協(xié)同作戰(zhàn)的應(yīng)急物流管理體系，從供應(yīng)鏈角度制定應(yīng)急物流策略，實施物資快速運達(dá)。

生活物資應(yīng)急物流網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計在發(fā)生突發(fā)事件或地震、疫情等突發(fā)性災(zāi)害時，對于維護(hù)正常的社會秩序、保障居民日常生活具有至關(guān)重要的作用[1]。突發(fā)事件的發(fā)生涉及到生活物資的運輸供應(yīng)、疏散計劃的制定、人員傷亡的安置和轉(zhuǎn)移、應(yīng)急后勤設(shè)施的選址等問題的研究和探索[2-5]。過去，由于災(zāi)害的偶然性和低頻性，對應(yīng)急物流的研究和對實際災(zāi)害的討論分析非常有限[6]。近年來，隨著人道主義和人類命運共同體意識的增強，越來越多的學(xué)術(shù)專家和企業(yè)決策者開始關(guān)注應(yīng)急物流的研究。在基礎(chǔ)研究方面，常赟杰等[7]通過使用改進(jìn)蟻群算法，大大減少路徑規(guī)劃錯誤帶來的影響。為了實現(xiàn)應(yīng)急物資的快捷和高效送達(dá)，城市內(nèi)的物資配送多采用公路運輸[8]。

本文建立起以機場為中心點的物資配送路徑優(yōu)化模型，可以有效模擬現(xiàn)實情況，實現(xiàn)物資的快速運達(dá)；使用模擬退火算法進(jìn)行求解，得到最優(yōu)的路徑規(guī)劃方案。

1 模型建立

1.1 問題假設(shè)

本文假設(shè)運輸對象為單一的疫情救助物資，配送中心的庫存充足。物資運輸車完全相同，行駛速度也相同。配送中心和物資需求地點的地理位置和需求量都已知。

1.2 符號設(shè)定

I={i=1，2，3，…，n}：物資配送點集合；

M={m=1，2，3，…，M}：物資需求點集合；

R=I∪M={r=1，2，3，…，R}：所有節(jié)點集合；

L={l=1，2，3，…，L}：配送車輛集合；

G：車輛的最大載重量；

Cp：車輛單位里程的行駛費用；

Fi：第i輛車的固定成本；

φi：物資損耗系數(shù)；

P：物資價格；

Qi：物資需求點i的需求量；

tij：車輛從物資需求點i到物資需求點j的行駛時間；

ti：到達(dá)物資需求點i的時間點；

Sij：物資需求點與配送中心的最短距離；

（ETi，LTi）：物資需求點可接受服務(wù)時間；

α：在允許的最早開始服務(wù)時間ETi以前到達(dá)物資需求點i等待的單位時間費用；

β：在允許的最晚開始服務(wù)時間LTi以前到達(dá)物資需求點i延遲的單位時間費用；

1.3 模型建立

式（1）表示目標(biāo)函數(shù)；式（2）表示不得超過車載重限制；式（3）車輛數(shù)目不得超過總數(shù)目；式（4）和（5）表示每個物資需求點只允許由一輛車提供一次配送服務(wù)；式（6）確保每個物資需求點都能有一輛車配送；式（7）表示車都從物資配送中心出發(fā)，完成后返回中心；式（8）和（9）表示每次只有一個物資配送中心。

2 算法設(shè)計

本文采用模擬退火算法，是模擬金屬的退火過程，通過Metropolis 法則在全局范圍內(nèi)搜索滿意解，本文算法流程圖如圖1 所示。

圖1 算法流程圖

3 實驗計算

3.1 問題數(shù)據(jù)

通過調(diào)查得出武漢物資需求點的需求，并且以武漢機場為中心，需求點信息如表1 所示。

表1 需求點信息表

配送中心坐標(biāo)（125，70），車輛總數(shù)為14 輛，單位行駛費用為1 元/km，車輛一次出行固定成本為150 元/輛，平均行駛速度為40 km/h，最大載重量為1 000 kg。

3.2 實驗結(jié)果

本文實驗采用MATLAB 編程，實驗結(jié)果的配送路徑如圖2 所示。

圖2 VRP 配送路線圖

圖3 為目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化曲線。目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值在第1 40 0 代即從最初的8 300 元下降到最小值4 675.639 3 元，通過實例可以看出，模擬退火算法在計算實例過程中表現(xiàn)良好，收斂效果良好，計算結(jié)果如表2 所示。

圖3 算法迭代次數(shù)圖

表2 實驗結(jié)果