CN109948918A - 属地应急众储物资的综合分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种属地应急众储物资的综合分配方法。该方法包括：在灾害发生后，后方救援物资没有到达之前，基于应急时间最短构建目标函数，利用属地一阶段集中众储物资分配模型进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作；将各个分散众储点的应急物资和运输工具汇集到所述集中众储点，再结合第一阶段集中众储点分配后剩余的应急物资和运输工具，基于众储物资分配公平性和损失最小构造目标函数，利用属地二阶段分散众储物资分配模型进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作。本发明考虑各种现实约束，构建属地应急众储物资综合分配模型，生成科学合理的分配方案，确保属地应急众储物资综合分配的快速精准，提升应急救援效果。

Description

属地应急众储物资的综合分配方法

技术领域

本发明涉及综合应急管理技术领域，尤其涉及一种属地应急众储物资的综合分配方法。

背景技术

众储物资分配有效性是实现属地快速精准救援的关键，能够真正解决应急救援“最后一公里”的问题。自然灾害发生后，特别是破坏性地震发生后，灾区道路损毁、通信瘫痪，灾区与外界联系中断，灾区需求处于“黑箱”状态，不利于应急救援行动的开展。灾后短时间内，后方应急物资无法及时送达，属地应急物资稀缺，无法满足灾区巨大的物资需求。救援主要依靠决策者的个人经验进行应急物资分配，缺乏科学性，很难实现快速精准救援。

目前，现有技术中还没有一种在自然灾害发生后，有效地进行属地应急众储物资综合分配的方案。

发明内容

本发明的实施例提供了一种属地应急众储物资的综合分配方法，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种属地应急众储物资的综合分配方法，包括：

在灾害发生后，后方救援物资没有到达之前，基于应急时间最短构造目标函数，利用属地一阶段集中众储物资分配模型进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作；

将各个分散众储点的应急物资和运输工具汇集到所述集中众储点，再结合第一阶段集中众储点分配后剩余的应急物资和运输工具，基于众储物资分配公平性和损失最小构造目标函数，利用属地二阶段分散众储物资分配模型进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作。

进一步地，所述的第一阶段集中众储点应急物资的分配操作利用集中众储点现有的运输工具，分配集中众储点存储的应急物资，所述属地一阶段集中众储物资分配模型的变量说明如下：

M表示应急物资供应点的集合，i∈M，即m个应急物资供应点，i＝1，2，...，m；

N表示受灾点的集合,j∈N，即n个受灾点，j＝1，2，...，n；

L表示运输方式的集合，包括：火车、汽车、无人机，h∈L，即h种运输方式，h＝1，2，...，l；

TT表示应急物资分配的应急时间最小；

Z表示应急物资种类的集合，k∈Z.即k种应急物资，k＝1，2，...，z；

Dis_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具的距离；

R_ij表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点之间道路通行情况，当R_ij＝1时，表示两点间道路贯通；当R_ij＝0时，表示两点间道路中断，R＝R_ij表示道路贯通与中断的矩阵，道路情况根据天空地一体化自然灾害应急监测系统得到；

D_jk表示第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

S_ik表示第i个应急物资供应点可供分配的第k种应急物资数量，该供应量根据选择的集中众储点得到；

P_i表示自然灾害发生后，第i个应急物资供应点是否可以正常供应应急物资，当P_i＝1时，表示供应点能正常供应应急物资；当P_i＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常供应应急物资；

X_ijk表示第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

U_ij表示在同一时间内第i个应急物资供应点到第j个受灾点路径允许的最大流量；

LT_j表示第j个受灾点应急物资需求的极限时间，根据以往发生自然灾害的种类、灾害等级和救灾经验确定；

MT_ik表示第i个应急物资供应点第k种应急物资的出库能力，出库能力用单位物资的出库时间来表示；

HT₀表示单位应急物资在供应点i和需求点j装卸所需的应急时间，单位应急物资是指根据应急要求采用标准化的一个包装过程；

t_ij表示从应急物资供应点i到需求点j运输工具行驶的时间，该时间只与运输距离和运输工具的选择有关；

V_h表示第h种运输方式的运输速度；

Q_h表示第h种运输方式是否可以选择，当Q_h＝1表示第h种运输方式可以选择，当Q_h＝0表示第h种运输方式不能选择；

W_k表示第k种应急物资的单位重量；

V_k表示第k种应急物资的单位体积；

CW_h表示第h运输方式的单位最大装载重量；

CV_h表示第h运输方式的单位最大装载体积；

J_ih表示第i个物资供应点第h种运输方式所有的运输工具数量；

e_k表示第k种物资的满足率。

进一步地，所述的基于应急时间最短构造目标函数，包括：

应急时间＝运输时间+出库时间+装卸时间；

所述运输时间是供应点到受灾点的距离与运输工具速度的比值，所述出库时间按照每件标准化应急物资出库所需要的单位时间乘以出库应急物资的数量，所述装卸时间按照每件标准化应急物资装卸所需要的单位时间乘以装卸应急物资的数量；

基于应急时间最短构成的目标函数为：

进一步地，所述的利用属地一阶段集中众储物资分配模型进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作，包括：

构建所述属地一阶段集中众储物资分配模型的约束条件，该约束条件包括：

供应量的限制：供应点对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点最大存储量；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量；

流量限制：从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：每个供应点分配应急物资的体积不能超过每个供应点运输工具的最大容量；

运输工具重量的限制：每个供应点供应应急物资的重量不能超过运输工具的最大重量；

最低保障的限制：各个供应点运抵灾区的应急物资不能低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束，即所有的分配量均是正数；

X_ijk≥0；

基于所述属地一阶段集中众储物资分配模型的各种约束条件，进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作，利用所述基于应急时间最短构成的目标函数计算分配操作方案所对应的应急时间，将最短的应急时间对应的分配操作方案确定为最佳的第一阶段集中众储点应急物资的分配操作方案。

进一步地，所述的第二阶段分散众储点应急物资的分配操作综合考虑分散众储点汇集后的供应量、受灾点最新需求量、汇集后运输工具种类和数量、运输工具重量和体积、变化后的运输路线和道路容量以及受灾点最新满足率因素作为约束条件；

所述第二阶段分散众储点应急物资的分配操作的变量说明如下：

S′_ik表示集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点剩余的第k种应急物资；

A_ifk表示第i个应急物资集中众储点从第f个分散众储点汇集的第k种应急物资的数量；

S″_ik表示第i个供应点汇集后当前的k种物资的数量，即集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点剩余的k种物资量与从第f个分散众储点汇集的第k种物资量之和；

C表示应急物资分散众储点的集合，f∈C，f＝1，2，c；

GP表示公平分配系数；

SS表示损失系数；

HJ_fi从分散众储点f到集中众储点i汇集的时间；

P′_f表示集中众储点物资分配后，第i个分散众储点是否可以正常汇集应急物资的情况，当P′_f＝1时，表示分散众储点能正常汇集应急物资；当P′_f＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常汇集应急物资；

U′_ij表示集中众储点物资分配后，在同一时间内第i个供应点到第j个受灾点允许的最大流量；

X’_ijk表示第二阶段第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

Dis’_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具行驶的距离；

D′_jk表示经过集中众储点应急物资分配后，通过收集到的灾区信息预测第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

D″_jk表示经过集中众储点应急物资分配后第j个受灾点对第k种应急物资的需求量；

当D″_jk≤0时，灾区的物资需求已经得到满足，不再给灾区分配应急物资；

当D″_jk＞0时，灾区的物资需求未得到满足，需要进行应急物资分配；

LT′_j表示第二阶段综合众储物资分配时，第j个受灾点应急物资需求的极限时间；

B_ih表示第i个供应点汇集周边分散众储点第h种运输工具的数量；

J′_ih表示第一阶段已经分配物资使用的运输工具；

J″_ih表示第二阶段可以使用的运输工具，即第二阶段由分散点汇集的运输工具与第一阶段分配后剩余的运输工具之和；

J"_ih＝J_ih-J'_ih+B_ih；

ek'表示集中众储点应急物资分配后，分散众储点汇集后应急物资分配时，第k种应急物资的满足率。

进一步地，所述的基于众储物资分配公平性和损失最小构造目标函数，包括：

所述的众储物资分配公平性包括：受灾点需求量与所有供应点的总供应量的比值与各受灾点分配的物资总量与受灾点需求量比值之间的方差最小；

公平分配

所述损失包括受灾点对应急物资的需求量和分配给灾点的物资量之间的差值；

基于众储物资分配损失最小构造的目标函数为：

进一步地，所述的利用属地二阶段分散众储物资分配模型进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作，包括：

构建所述属地二阶段分散众储物资分配模型的约束条件，该约束条件包括：

供应量的限制：供应点对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点现有的物资量；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量；

流量限制：从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：供应点到受灾点使用运输工具的总容量不能超过供应点现有运输工具的总容量；

运输工具重量的限制：供应点到受灾点使用运输工具的总装载重量不能超过现有运输工具的总重量；

最低保障的限制：各个受灾点运抵灾区的物资不低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束即所有的分配量均是正数；

x′_ijk≥0

基于所述属地二阶段分散众储物资分配模型的各种约束条件，进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作，利用所述基于众储物资分配公平性和损失最小构造的目标函数，计算出每次分配操作方案所对应的目标函数，将最小的目标函数对应的分配操作方案确定为最佳的第二阶段分散众储点应急物资的分配操作方案。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种属地应急众储物资综合分配模型，综合考虑应急物资供应量、运输工具的种类、受灾点收到应急物资的极限时间、运输工具容量和体积的限制、应急物资最低满足率的要求、道路是否中断、道路的最大流量因素，解决属地应急物资分配面临的各种难题，为属地应急众储物资分配提供理论指导。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种众储物资分配网络拓扑结构图；

图2为本发明实施例提供的一种属地一阶段集中众储物资分配示意图；

图3为本发明实施例提供的一种属地二阶段分散众储物资汇集分配示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一过程和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供的属地应急众储物资的综合分配方法包括属地一阶段集中众储物资分配方案和属地二阶段综合众储物资分配方案。

属地一阶段集中众储物资分配方案，是在灾害发生后，后方救援物资没有到达之前，进行第一阶段属地集中众储点应急物资的分配操作，以时间作为主要考虑要素，不考虑分散众储点物资的汇集，只考虑集中众储点物资的分配，利用的运输工具也是集中众储点储备的运输工具。

属地二阶段分散众储物资分配方案，是以公平性和损失大小作为主要考虑要素，在集中众储点应急物资分配后，将分散众储点的应急物资和运输工具汇集到集中众储点，再结合第一阶段集中众储点分配后剩余的应急物资和运输工具，作为第二阶段分配的供应量，再综合考虑灾区最新需求，道路状况其它因素，进行第二阶段应急物资的分配操作。

众储应急物资综合分配是在后方救援物资未送达之前，综合考虑汇集时间、运输工具、道路状况、到达时间因素，生成将多个供应点应急物资直接(不需要中转)送到多个需求点的分配方案，即供需之间多点对多点的分配方案；

属地应急众储物资综合分配模型假设条件如下：

(1)研究对象是属地众储物资，是灾前将社会不同所有者的应急物资利用信息平台进行整合，平时通过众储信息平台进行统一管理，应急时直接转为应急状态，研究的属地众储物资不包括后方国家应急物资；

(2)众储点存在于平时已经建好的众储信息平台上，灾后只考虑众储点能否进行正常的物资和运输工具的供应，这些包含两部分：集中众储点的应急物资和运输工具，分散众储点汇集的应急物资和运输工具；

(3)按照第一阶段分配属地集中众储点的物资，不考虑分散众储点的物资，第二阶段分配的是分散众储点汇集到集中众储点的物资和第一阶段集中众储点分配后剩余的物资，属地的范围以满足灾区需求为准，不受地域的限制；

(4)需求量是利用天空地一体化信息监测系统获得灾情，并进一步预测得到的，这些量随着时间的变化而动态变化的；

(5)出救点和受灾点之间只考虑单向直达运输，不考虑转运和往返；

(6)应急管理部门为了最大限度地满足灾区需求，制定了应急物资的最低保障率，即应急物资实际供应量与灾区需求总量的比值；

(7)为提高运送效率，各种物资的包装和作业采用存储体系建立时所制定的标准化，不同种类的应急物资可以混装，各种应急物资的出库能力通过模拟演练可得到。

属地一阶段集中众储物资分配过程研究第一个阶段集中众储点直接向受灾点分配应急物资，只是考虑集中众储点现有的运输工具，分配集中众储点存储的应急物资，不考虑分散众储点往集中众储点汇集的应急物资和运输工具，这个阶段以应急时间最短为目标，图2为本发明实施例提供的一种属地一阶段集中众储物资分配示意图。属地一阶段集中众储物资分配过程的变量说明如下：

M表示应急物资供应点(集中众储点)的集合，i∈M，即m个应急物资供应点(i＝1，2，...，m)；

N表示受灾点(应急物资需求点)的集合,j∈N，即n个受灾点(j＝1，2，...，n)；

L表示运输方式的集合，h∈L(火车、汽车、无人机)，即h种运输方式(h＝1，2，...，l)；

TT表示应急物资分配的应急时间最小；

Z表示应急物资种类的集合，k∈Z.即k种应急物资(k＝1，2，...，z)；

Dis_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具的距离，可以通过GIS或者高德地图得到；

R_ij表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点之间道路通行情况，当R_ij＝1时，表示两点间道路贯通；当R_ij＝0时，表示两点间道路中断，R＝R_ij时表示道路贯通与中断的矩阵，道路情况可以根据天空地一体化自然灾害应急监测系统得到；

D_jk表示第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

S_ik表示第i个应急物资供应点可供分配的第k种应急物资数量，该供应量根据选择的集中众储点得到；

P_i表示自然灾害发生后，第i个应急物资供应点是否可以正常供应应急物资，当P_i＝1时，表示供应点能正常供应应急物资；当P_i＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常供应应急物资；

X_ijk表示第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

U_ij表示在同一时间内第i个应急物资供应点到第j个受灾点路径允许的最大流量；

LT_j表示第j个受灾点应急物资需求的极限时间，根据以往发生自然灾害的种类、灾害等级和救灾经验确定；

MT_ik表示第i个应急物资供应点第k种应急物资的出库能力，出库能力用单位物资的出库时间来表示，数据来源依据存储点选择评估和多次演练的平均值；

HT₀表示单位应急物资在供应点i和需求点j装卸所需的应急时间，单位应急物资是指根据应急要求采用标准化的一个包装过程，这个时间是一个定值；

t_ij表示从应急物资供应点i到需求点j运输工具行驶的时间，该时间只与运输距离和运输工具的选择有关；

V_h表示第h种运输方式的运输速度；

Q_h表示第h种运输方式是否可以选择，运输方式的选择根据自然灾害发生的种类和灾害发生地的交通情况确定(比如发生洪水后火车、汽车就不选择，而h选择无人机和船舶)，当Q_h＝1表示第h种运输方式可以选择，当Q_h＝0表示第h种运输方式不能选择；

W_k表示第k种应急物资的过程(位)重量；

V_k表示第k种应急物资的过程(位)体积；

CW_h表示第h运输方式的单位最大装载重量；

CV_h表示第h运输方式的单位最大装载体积；

J_ih表示第i个物资供应点第h种运输方式所有的运输工具数量；

e_k表示第k种物资的满足率，该满足率根据以往的救灾和模拟演练确定(国家有规定时服从国家的规定)；

所述的属地一阶段集中众储物资分配过程的实现模型构建如下：

(1)目标函数

本阶段考虑第一时间满足灾区需求，达到快速救援的目的，因此选择应急时间最短作为目标函数，该阶段分配的是集中众储点的应急物资(把集中众储点作为供应点)，不考虑汇集分散点的应急物资，应急物资汇集时间为0；运输时间是供应点到受灾点的距离与运输工具速度的比值，所述出库时间按照每件标准化应急物资出库所需要的单位时间乘以出库应急物资的数量，所述装卸时间按照每件标准化应急物资装卸所需要的单位时间乘以装卸应急物资的数量；

应急时间＝运输时间+出库时间+装卸时间；

目标函数为：

(2)约束条件

供应量的限制：每个供应点存储应急物资的种类和数量是有限的，供应点(集中众储点)对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点最大存储量；

如果灾后集中储备点受到损坏，就不能作为出救点，这里考虑灾后供应点能否进行应急物资正常供应的约束；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量，供应点需要最大限度地满足灾区各受灾点的应急物资需求；

流量限制：灾后通往灾区的道路由于流量过大容易造成拥堵，从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：国家对于灾后救援时间是有要求的，各受灾点对于救援的时间要求是不同的，灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：每个供应点存储运输工具的种类和数量是有限的，因此运输工具运送应急物资的容量也是有限制的，每个供应点分配应急物资的体积不能超过每个供应点运输工具的最大容量；

运输工具重量的限制：每个供应点存储运输工具的种类和数量是有限的，因此运输工具运送应急物资的重量也是有限制的，每个供应点供应应急物资的重量不能超过运输工具的最大重量；

最低保障的限制：各个供应点运抵灾区的应急物资不能低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束，即所有的分配量均是正数；

X_ijk≥0；

基于所述属地一阶段集中众储物资分配模型的各种约束条件，进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作，利用所述基于应急时间最短构成的目标函数计算分配操作方案所对应的应急时间，将最短的应急时间对应的分配操作方案确定为最佳的第一阶段集中众储点应急物资的分配操作方案。

图3为本发明实施例提供的一种属地二阶段分散众储物资汇集分配示意图。属地二阶段分散众储物资分配方案是在确定灾害发生后，后方救援物资没有到达之前，第一阶段集中众储点应急物资已经分配后，依据灾区最新需求，将分散众储点的应急物资和运输工具向集中众储点进行汇集后再分配的过程，该过程以公平性和损失大小为目标函数，综合考虑分散众储点汇集后的供应量、受灾点最新需求量、汇集后运输工具种类和数量、运输工具重量和体积、变化后的运输路线和道路容量以及受灾点最新满足率因素作为约束条件，建立属地二阶段分散众储物资分配方案；

属地二阶段分散众储物资分配过程的变量说明如下：

S′_ik表示集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点(集中众储点)众储点剩余的第k种应急物资；

A_ifk表示第i个应急物资集中众储点从第f个分散众储点汇集的第k种应急物资的数量；

S″_ik表示第i个供应点汇集后当前的k种物资的数量，即集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点剩余的k种物资量与从第f个分散众储点汇集的第k种物资量之和；

C表示应急物资分散众储点的集合，f∈C，f＝1，2，c；

GP表示公平分配系数；

SS表示损失系数；

HJ_fi从分散众储点f到集中众储点i汇集的时间；

P′_f表示集中众储点物资分配后，第i个分散众储点是否可以正常汇集应急物资的情况，当P′_f＝1时，表示分散众储点能正常汇集应急物资；当P′_f＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常汇集应急物资；

U′_ij表示集中众储点物资分配后，在同一时间内第i个供应点到第j个受灾点允许的最大流量；

X’_ijk表示第二阶段第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

Dis’_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具行驶的距离；

D′_jk表示经过集中众储点应急物资分配后，通过收集到的灾区信息预测第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

D″_jk表示经过集中众储点应急物资分配后第j个受灾点对第k种应急物资的需求量；

当D″_jk≤0时，灾区的物资需求已经得到满足，不再给灾区分配应急物资；

当D″_jk＞0时，灾区的物资需求未得到满足，需要进行应急物资分配；

LT′_j表示第二阶段综合众储物资分配时，第j个受灾点应急物资需求的极限时间；

B_ih表示第i个供应点汇集周边分散众储点第h种运输工具的数量；

J′_ih表示第一阶段已经分配物资使用的运输工具；

J″_ih表示第二阶段可以使用的运输工具，即第二阶段由分散点汇集的运输工具与第一阶段分配后剩余的运输工具之和；

J"_ih＝J_ih-J'_ih+B_ih；

ek'表示集中众储点应急物资分配后，分散众储点汇集后应急物资分配时，第k种应急物资的满足率，该满足率根据以往的救灾和模拟演练确定(如果国家有规定时首选国家的规定)；

属地二阶段综合众储物资分配过程的实现模型构建如下：

(1)目标函数

在第一阶段属地集中众储物资分配后，第一时间满足了灾区的基本需求，第二阶段要考虑各个受灾点实现公平救援，同时使得各受灾点的损失函数最小，因此第二阶段选择公平和损失两个目标函数；

所述的众储物资分配公平包括：受灾点需求量与所有供应点的总供应量的比值与各受灾点分配的物资总量与受灾点需求量比值之间的差值最小；

损失函数体现灾区需求的满足程度，所述损失函数包括受灾点对应急物资的需求量和分配给灾点的物资量之间的差值；

基于众储物资分配公平和损失函数最小构造的目标函数为：

(2)约束条件

供应量的限制：每个供应点分配后剩余的应急物资和从分散众储点汇集应急物资的种类和数量是有限的，供应点对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点现有的物资量；

如果灾后分散众储点受到损坏，分散众储点的应急物资就不能汇集，这里考虑灾后分散众储点能否进行应急物资正常汇集的约束；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量，供应点需要最大限度的满足灾区各受灾点对应急物资需求；

流量限制：灾后通往灾区的道路由于流量过大容易造成拥堵，从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：国家对于灾后救援时间是有要求的，各受灾点对于救援的时间要求是不同的，灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：每个供应点第一阶段分配后剩余的运输工具和从分散众储点汇集的运输工具是有限的，因此供应点到受灾点使用运输工具的总容量不能超过供应点现有运输工具的总容量；

运输工具重量的限制：每个供应点第一阶段分配后剩余的运输工具和从分散众储点汇集的运输工具是有限的，因此供应点到受灾点使用运输工具的总装载重量不能超过现有运输工具的总重量；

最低保障的限制：各个受灾点运抵灾区的物资不低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束即所有的分配量均是正数；

X′_ijk≥0

基于所述属地二阶段分散众储物资分配模型的各种约束条件，进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作，利用所述基于众储物资分配公平性和损失最小构造的目标函数，计算出每次分配操作方案所对应的目标函数，将最小的目标函数对应的分配操作方案确定为最佳的第二阶段分散众储点应急物资的分配操作方案。

综上所述，本发明实施例提供了一种属地应急众储物资综合分配模型，综合考虑应急物资供应量、运输工具的种类、受灾点收到应急物资的极限时间、运输工具容量和体积的限制、应急物资最低满足率的要求、道路是否中断、道路的最大流量因素，解决属地应急物资分配面临的各种难题，为属地应急众储物资分配提供理论指导。

本发明实施例通过对问题进行定量分析，分析各种变量，运用数学符号表达，考虑各种现实约束，构建属地应急众储物资综合分配模型。在实际的属地应急救援中，可将收集到的灾情信息输入模型，生成科学合理的分配方案，确保物资属地应急众储物资综合分配的快速精准，提升应急救援效果。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的过程可以是或者也可以不是物理上分开的，作为过程显示的部件可以是或者也可以不是物理过程，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络过程上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种属地应急众储物资的综合分配方法，其特征在于，包括：

在灾害发生后，后方救援物资没有到达之前，基于应急时间最短构造目标函数，利用属地一阶段集中众储物资分配模型进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作；

将各个分散众储点的应急物资和运输工具汇集到所述集中众储点，再结合第一阶段集中众储点分配后剩余的应急物资和运输工具，基于众储物资分配公平性和损失最小构造目标函数，利用属地二阶段分散众储物资分配模型进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第一阶段集中众储点应急物资的分配操作利用集中众储点现有的运输工具，分配集中众储点存储的应急物资，所述属地一阶段集中众储物资分配模型的变量说明如下：

M表示应急物资供应点的集合，i∈M，即m个应急物资供应点，i＝1，2，...，m；

N表示受灾点的集合,j∈N，即n个受灾点，j＝1，2，...，n；

L表示运输方式的集合，包括：火车、汽车、无人机，h∈L，即h种运输方式，h＝1，2，...，l；

TT表示应急物资分配的应急时间最小；

Z表示应急物资种类的集合，k∈Z.即k种应急物资，k＝1，2，...，z；

Dis_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具的距离；

R_ij表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点之间道路通行情况，当R_ij＝1时，表示两点间道路贯通；当R_ij＝0时，表示两点间道路中断，R＝R_ij表示道路贯通与中断的矩阵，道路情况根据天空地一体化自然灾害应急监测系统得到；

D_jk表示第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

S_ik表示第i个应急物资供应点可供分配的第k种应急物资数量，该供应量根据选择的集中众储点得到；

P_i表示自然灾害发生后，第i个应急物资供应点是否可以正常供应应急物资，当P_i＝1时，表示供应点能正常供应应急物资；当P_i＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常供应应急物资；

X_ijk表示第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

U_ij表示在同一时间内第i个应急物资供应点到第j个受灾点路径允许的最大流量；

LT_j表示第j个受灾点应急物资需求的极限时间，根据以往发生自然灾害的种类、灾害等级和救灾经验确定；

MT_ik表示第i个应急物资供应点第k种应急物资的出库能力，出库能力用单位物资的出库时间来表示；

HT₀表示单位应急物资在供应点i和需求点j装卸所需的应急时间，单位应急物资是指根据应急要求采用标准化的一个包装过程；

t_ij表示从应急物资供应点i到需求点j运输工具行驶的时间，该时间只与运输距离和运输工具的选择有关；

V_h表示第h种运输方式的运输速度；

Q_h表示第h种运输方式是否可以选择，当Q_h＝1表示第h种运输方式可以选择，当Q_h＝0表示第h种运输方式不能选择；

W_k表示第k种应急物资的单位重量；

V_k表示第k种应急物资的单位体积；

CW_h表示第h运输方式的单位最大装载重量；

CV_h表示第h运输方式的单位最大装载体积；

J_ih表示第i个物资供应点第h种运输方式所有的运输工具数量；

e_k表示第k种物资的满足率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的基于应急时间最短构造目标函数，包括：

应急时间＝运输时间+出库时间+装卸时间；

所述运输时间是供应点到受灾点的距离与运输工具速度的比值，所述出库时间按照每件标准化应急物资出库所需要的单位时间乘以出库应急物资的数量，所述装卸时间按照每件标准化应急物资装卸所需要的单位时间乘以装卸应急物资的数量；

基于应急时间最短构成的目标函数为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的利用属地一阶段集中众储物资分配模型进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作，包括：

构建所述属地一阶段集中众储物资分配模型的约束条件，该约束条件包括：

供应量的限制：供应点对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点最大存储量；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量；

流量限制：从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：每个供应点分配应急物资的体积不能超过每个供应点运输工具的最大容量；

运输工具重量的限制：每个供应点供应应急物资的重量不能超过运输工具的最大重量；

最低保障的限制：各个供应点运抵灾区的应急物资不能低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束，即所有的分配量均是正数；

X_ijk≥0；

基于所述属地一阶段集中众储物资分配模型的各种约束条件，进行第一阶段集中众储点应急物资的分配操作，利用所述基于应急时间最短构成的目标函数计算分配操作方案所对应的应急时间，将最短的应急时间对应的分配操作方案确定为最佳的第一阶段集中众储点应急物资的分配操作方案。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述的第二阶段分散众储点应急物资的分配操作综合考虑分散众储点汇集后的供应量、受灾点最新需求量、汇集后运输工具种类和数量、运输工具重量和体积、变化后的运输路线和道路容量以及受灾点最新满足率因素作为约束条件；

所述第二阶段分散众储点应急物资的分配操作的变量说明如下：

S′_ik表示集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点剩余的第k种应急物资；

A_ifk表示第i个应急物资集中众储点从第f个分散众储点汇集的第k种应急物资的数量；

S″_ik表示第i个供应点汇集后当前的k种物资的数量，即集中众储点第一阶段分配物资后，第i个供应点剩余的k种物资量与从第f个分散众储点汇集的第k种物资量之和；

C表示应急物资分散众储点的集合，f∈C，f＝1，2，c；

GP表示公平分配系数；

SS表示损失系数；

HJ_fi从分散众储点f到集中众储点i汇集的时间；

P′_f表示集中众储点物资分配后，第i个分散众储点是否可以正常汇集应急物资的情况，当P′_f＝1时，表示分散众储点能正常汇集应急物资；当P′_f＝0时，表示供应点受到损坏，不能正常汇集应急物资；

U′_ij表示集中众储点物资分配后，在同一时间内第i个供应点到第j个受灾点允许的最大流量；

X’_ijk表示第二阶段第i个应急物资供应点分配到第j个受灾点第k种应急物资的数量；

Dis’_ijh表示第i个应急物资供应点到第j个受灾点的第h种运输工具行驶的距离；

D′_jk表示经过集中众储点应急物资分配后，通过收集到的灾区信息预测第j个受灾点对第k种应急物资的需求量，该需求量根据应急物资需求预测得到；

D″_jk表示经过集中众储点应急物资分配后第j个受灾点对第k种应急物资的需求量；

当D″_jk≤0时，灾区的物资需求已经得到满足，不再给灾区分配应急物资；

当D″_jk＞0时，灾区的物资需求未得到满足，需要进行应急物资分配；

LT′_j表示第二阶段综合众储物资分配时，第j个受灾点应急物资需求的极限时间；

B_ih表示第i个供应点汇集周边分散众储点第h种运输工具的数量；

J′_ih表示第一阶段已经分配物资使用的运输工具；

J″_ih表示第二阶段可以使用的运输工具，即第二阶段由分散点汇集的运输工具与第一阶段分配后剩余的运输工具之和；

J"_ih＝J_ih-J'_ih+B_ih；

ek'表示集中众储点应急物资分配后，分散众储点汇集后应急物资分配时，第k种应急物资的满足率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的基于众储物资分配公平性和损失最小构造目标函数，包括：

所述的众储物资分配公平性包括：受灾点需求量与所有供应点的总供应量的比值与各受灾点分配的物资总量与受灾点需求量比值之间的方差最小；

公平分配

所述损失包括受灾点对应急物资的需求量和分配给灾点的物资量之间的差值；

基于众储物资分配损失最小构造的目标函数为：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的利用属地二阶段分散众储物资分配模型进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作，包括：

构建所述属地二阶段分散众储物资分配模型的约束条件，该约束条件包括：

供应量的限制：供应点对受灾点应急物资分配的总量不能超过供应点现有的物资量；

需求量的限制：灾后应急物资的供应量不能超过受灾点对应急物资的最大需求量；

流量限制：从供应点到受灾点各运输路径的救灾物资运输总量不超过道路的最大流量限制；

极限时间的限制：灾后运抵受灾点的物资需要满足极限时间的限制；

运输工具容量的限制：供应点到受灾点使用运输工具的总容量不能超过供应点现有运输工具的总容量；

运输工具重量的限制：供应点到受灾点使用运输工具的总装载重量不能超过现有运输工具的总重量；

最低保障的限制：各个受灾点运抵灾区的物资不低于事先规定的物资最低保障，最低保障是指灾区对第k种物资的需求与该种物资最低保障率的乘积；

非负约束即所有的分配量均是正数；

X′_ijk≥0

基于所述属地二阶段分散众储物资分配模型的各种约束条件，进行第二阶段分散众储点应急物资的分配操作，利用所述基于众储物资分配公平性和损失最小构造的目标函数，计算出每次分配操作方案所对应的目标函数，将最小的目标函数对应的分配操作方案确定为最佳的第二阶段分散众储点应急物资的分配操作方案。