[发明专利]属地应急众储物资的综合分配方法

权利要求书

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；

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：

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：

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；

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种应急物资供应量，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；

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；

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。