叢子皓 周玉萌

摘要：針對突發(fā)事件應(yīng)急救援人員救援效果不理想、救援組織混亂等問題，構(gòu)建了一種救援人員派遣模型。首先考慮了救援任務(wù)的多周期性且隨周推進(jìn)變化的特性，其次加入了應(yīng)急救援人員的培訓(xùn)過程使人員具有的救援技能與任務(wù)需求更匹配，以未滿足任務(wù)需求人數(shù)最少和培訓(xùn)成本最低為目標(biāo)，建立了一個考慮培訓(xùn)過程的多周期應(yīng)急救援人員派遣模型，通過算例分析應(yīng)急人員派遣模型的有效性。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急救援；人員派遣；多周期；技能培訓(xùn)

中圖分類號：F24文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.22.040

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化的加快，我國突發(fā)事件頻發(fā)對人民的生活帶來嚴(yán)重危害。據(jù)統(tǒng)計，我國每年因突發(fā)事件造成的經(jīng)濟(jì)損失在6500億元左右，占我國GDP的6%。突發(fā)事件發(fā)生后，為了減少經(jīng)濟(jì)損失，需要派遣應(yīng)急救援人員至受災(zāi)地進(jìn)行救助。救援人員派遣模型剛開始大多由應(yīng)急物資配送模型演化而來，但人力資源較物資配送模型具有可自主意向、多重屬性等特征，因此突發(fā)事件應(yīng)急人員派遣問題具有其獨特的現(xiàn)實意義。

本文建立了一種考慮培訓(xùn)過程的應(yīng)急救援人員派遣模型，考慮了救援人員的個體能力差異。在突發(fā)事件發(fā)生后的不同時期，救援的側(cè)重點是不同的，不同任務(wù)需求的人數(shù)也隨之變化，同時由于信息傳遞受阻、人員召集響應(yīng)延遲等原因，救援人員數(shù)量往往會少于實際需求，因此在考慮培訓(xùn)階段的基礎(chǔ)上，以累計未滿足需求人數(shù)最小和人員培訓(xùn)成本最小為目標(biāo)建立起多目標(biāo)救援派遣模型。

1應(yīng)急救援人員派遣優(yōu)化模型

1.1問題描述

當(dāng)災(zāi)害發(fā)生之后，多種救援任務(wù)涌現(xiàn)出來，而一種救援任務(wù)需要多種技能。救援人員的技能不同，因此在將他們分配到任務(wù)之前需要對這些應(yīng)急救援人員進(jìn)行培訓(xùn)。由此救援人員的派遣可分為兩個階段，培訓(xùn)階段和分配階段，兩階段劃分示意圖如圖1所示。

1.2模型構(gòu)建

1.2.1模型假設(shè)

（1）進(jìn)入的救援人員滿足一定技能要求后方可被分配至任務(wù)，救援人員具有的初始技能不同。

（2）救援任務(wù)需要的技能可存在重合情況。

（3）救援人員數(shù)量的小于需求量。

（4）救援任務(wù)需求的技能與救援人員所擁有的技能不一定是完全匹配的。

（5）救援人員在一定時刻內(nèi)所擁有的技能數(shù)是有限制的，因個人素質(zhì)所有不同。

（6）在一個培訓(xùn)周期內(nèi)，同一救援人員可被培訓(xùn)多次。

1.2.2符號說明

（1）參數(shù)：

A=A1，A2，…，Am：應(yīng)急救援任務(wù)的集合，其中Ai表示第i個救援任務(wù)。

B=B1，B2，…，Bn：救援技能的集合，其中Bj表示第j個救援技能。

T=T1，T2，…，Tz：救援周期的集合，其中Tl表示第l個救援時刻。

Dit：在t時刻對救援任務(wù)Bj的救援人員數(shù)的需求量。

Sij：救援任務(wù)i所需要的救援技能j的組合。

w=w1，w2，…，wg：救援人員的集合，其中wk表示第k個救援人員。

Skmax：救援人員wk能擁有的最大技能數(shù)，可由該救援人員對自身素質(zhì)的自評或他評等方法得出，不同救援人員的課擁有最大技能數(shù)不一樣。

qt：t時刻救援人員的總?cè)藬?shù)。

vt：t時刻進(jìn)入周期的救援人員的總?cè)藬?shù)。

hkjt：t時刻救援人員wk擁有初始技能的集合。

Ui：救援任務(wù)i所需要的救援技能的總數(shù)。

Pit：在t時刻救援任務(wù)i的相對重要性。

cj：救援技能j的培訓(xùn)成本。

（2）決策變量：

xkjt=1在t時刻培訓(xùn)救援人員kw技能Bj0在t時刻沒有培訓(xùn)救援人員kw技能Bj

ekit=1t時刻救援人員kw可被分配至任務(wù)Ai0t時刻救援人員kw不可被分配至任務(wù)Ai

ykit=1在t時刻救援人員k被分配到任務(wù)Ai0在t時刻救援人員k沒有被分到任務(wù)Ai

1.2.3模型構(gòu)建

Minθ=∑lt=1∑mi=1（Dit－∑gk=1Pitekit）1

Minβ=∑nj=1（（∑gk=1∑zt=1xkjt）cj）2

目標(biāo)函數(shù)（1）表示累積未完成人員需求量最少，目標(biāo)函數(shù)（2）表示累積培訓(xùn)成本最小。

∑nj=1∑gk=1∑zt=1（xkjt+hkjt）≤Skmax3

∑lt=1∑mi=1ykit≤1w∈g（4）

∑mi=1∑gk=1ykit≤qt≤∑mi=1Ditt∈tl5

∑mi=1∑gk=1ykit≤∑mi=1∑gk=1ekitt∈tl6

qt=qt－1－∑gk=1∑mi=1ykit+Vt7

當(dāng)ykit=1時，xkjt+1=0w∈g，i∈m，j∈n8

約束（3）表示在培訓(xùn)周期內(nèi)救援人員被培訓(xùn)的技能數(shù)與他初始的技能數(shù)之和不能超過可擁有的最大技能數(shù)；約束（4）表示同一救援人員只能完成一項救援任務(wù)；約束（5）表示t時刻能被分配的救援人員的數(shù)量少于t時刻救援人員的總?cè)藬?shù)且小于需求人數(shù)，約束（6）表示t時刻被分配到任務(wù)中的人數(shù)不超過可被分配到任務(wù)中的人數(shù)，約束（7）表示t時刻救援人員的總?cè)藬?shù)等于上一周期的總?cè)藬?shù)減去已分配的救援人員數(shù)加上本周期進(jìn)入的救援人員數(shù)。約束（8）表示同一救援人員在被分配后不得再進(jìn)行技能培訓(xùn)。

2算例分析

2.1算例介紹與參數(shù)設(shè)置

某地區(qū)發(fā)生了地震災(zāi)害，一定時間內(nèi)召集的救援人人數(shù)小于需求量，且隨著時間的推進(jìn)，不同救援任務(wù)需要的救援人員人數(shù)、救援任務(wù)的相對重要性也在發(fā)生改變。救援任務(wù)分別為現(xiàn)場搜索（A1）、現(xiàn)場救援（A2）、檢傷急救（A3）、傷員轉(zhuǎn)運（A4）、救災(zāi)善后（A5）。根據(jù)《應(yīng)急救援員國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)目錄》，總結(jié)出地震救援所需的七項救援技能，分別為：生命探測儀使用（B1）、個人防護(hù)用品使用（B2）、止血包扎及心臟復(fù)蘇（B3）、傷員移動及擔(dān)架技術(shù)（B4），繩結(jié)技術(shù)（B5）、清理維護(hù)現(xiàn)場（B6）及心理調(diào)適與撫慰（B7）。設(shè)救援時間共3個周期，救援任務(wù)所要求的技能及在不同時刻的權(quán)重如表1所示。

不同時刻進(jìn)入救援周期的人數(shù)，以及進(jìn)入的救援人員所具有的初始技能、最大技能數(shù)也不同，具體情況如表2所示。此處每個人所擁有的最大技能數(shù)為3。不同時期救援人員的需求量如表3所示，培訓(xùn)救援人員不同技能的培訓(xùn)成本如表4所示。

參數(shù)設(shè)置：popsize=200，迭代次數(shù)maxgen=200，交叉概率pc=0.1，變異概率pm=0.5。

2.2運算結(jié)果分析

采用matlab運行，結(jié)論如表5所示。

3結(jié)語

本文在應(yīng)急救援人員派遣問題基礎(chǔ)上，考慮了參與救援需培訓(xùn)的實際情況和救援任務(wù)具有周期性、需求動態(tài)性等特點，構(gòu)建了一個多周期考慮培訓(xùn)任務(wù)的救援人員派遣模型。本文構(gòu)建的救援人員派遣模型更為直觀，為近距離小規(guī)模突發(fā)事件的開展提供了理論支持。但它依然存在著一些不足，如對于遠(yuǎn)距離大規(guī)模的突發(fā)事件不適用、沒有考慮到復(fù)雜環(huán)境對于救援人員救援效率的影響等。今后要考慮空間距離、救援效率、救援物資與救援人員的整合等方面，從而進(jìn)行更實用模型的構(gòu)建。

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作者簡介：叢子皓（1996-），男，漢族，山東濰坊人，武漢理工大學(xué)碩士研究生，研究方向：應(yīng)急物流。