洪水災(zāi)害應(yīng)急中臨時(shí)倉庫問題的優(yōu)化模型

Optimizationmodelfortemporarydepotpeobleminflooddiasterresponse洪水災(zāi)害應(yīng)急中臨時(shí)倉庫問題的優(yōu)化模型目錄研究背景及意義本文重點(diǎn)介紹了泰國(guó)北部最大城市和清邁省省府清邁的洪水案例研究。0102管理場(chǎng)景及決策人道主義物流管理03運(yùn)籌學(xué)模型的建立基于研究，開發(fā)了混合整數(shù)線性規(guī)劃公式04研究結(jié)論和模型拓展本研究描述了特定于洪水災(zāi)害的不同要素之間的相互作用，作為從準(zhǔn)備到災(zāi)害響應(yīng)的物流模型。2023/11/83本文重點(diǎn)介紹了泰國(guó)北部最大城市和清邁省省府清邁的洪水案例研究。研究背景及意義研究背景及意義2023/11/84

據(jù)世界氣象組織官網(wǎng)消息，在過去的50年里，共報(bào)告了11000多次與天氣、氣候和水有關(guān)的災(zāi)害，造成200多萬人死亡和3.64萬億美元的經(jīng)濟(jì)損失。這意味著全球平均每天有115人死亡、經(jīng)濟(jì)損失為2.02億美元。其中，熱帶氣旋造成的經(jīng)濟(jì)損失最大，其次是洪水。

在東南亞國(guó)家，受季風(fēng)氣候影響，則更容易受到洪水災(zāi)害的威脅。2011年泰國(guó)特大水災(zāi)是2011年7月底在泰國(guó)南部地區(qū)因持續(xù)暴雨而引發(fā)的洪災(zāi)，某些地區(qū)的降雨量達(dá)120厘米（47英寸），至少400多人死亡，兩百萬人受洪水影響。

本文重點(diǎn)介紹了泰國(guó)北部最大城市和清邁省省府清邁的洪水案例研究。由于其特殊的地理環(huán)境，其更容易受到洪水災(zāi)害的影響。清邁市作為回應(yīng)，為平河實(shí)施了洪水預(yù)警系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行洪水水位預(yù)警。

而針對(duì)洪水災(zāi)害的綜合人道主義行動(dòng)管理，以及處理救援物資的設(shè)施的位置路由建立和開發(fā)一個(gè)模型是十分有必要的。2023/11/85管理場(chǎng)景及決策

基于近幾十年來氣候科學(xué)家的主張以及對(duì)于災(zāi)害發(fā)生頻率趨勢(shì)的分析，學(xué)者們開發(fā)數(shù)學(xué)模型和解決方案算法來應(yīng)對(duì)災(zāi)害的不同方面。隨著全世界災(zāi)難的頻繁發(fā)生,人們對(duì)物流在此類事件中起到的重要作用認(rèn)識(shí)的提高，人道主義物流和救援供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域越來越受關(guān)注。

人道物流的目的是救援受災(zāi)群眾,減輕災(zāi)難和有效率的使用有限的資源。而人道物流協(xié)同則是提高災(zāi)難救援效率和效益的關(guān)鍵,也是實(shí)現(xiàn)人道物流目標(biāo)的重要手段。但是,由于災(zāi)后救援環(huán)境的復(fù)雜性和人道組織間存在競(jìng)爭(zhēng)等原因,使得組織間的協(xié)同成為人道物流的一大挑戰(zhàn)。2023/11/86具體管理場(chǎng)景

2023/11/87決策對(duì)象該擬議模型已應(yīng)用于洪水案例研究，因?yàn)榇祟悶?zāi)害在自然災(zāi)害中所占比例最大(CRED2019)。與其他自然災(zāi)害不同，大洪水通常需要在DC之外的臨時(shí)站點(diǎn)位置進(jìn)行決策。此類臨時(shí)倉庫并非主要用于存儲(chǔ)。相反，它們是將救援物資從一種運(yùn)載工具類型轉(zhuǎn)移到另一種運(yùn)載工具類型的臨時(shí)中心，因此必須是可移動(dòng)的，因?yàn)樗鼈兊奈恢猛鶗?huì)隨著時(shí)間的推移而變化(Manopiniwes和Irohara20152?？紤]到這些要點(diǎn)，本研究的研究貢獻(xiàn)分為以下兩個(gè)部分:●洪水災(zāi)害特有的不同要素之間的相互作用已被很好地建立為從準(zhǔn)備到災(zāi)害響應(yīng)的物流模型。●針對(duì)第二階段洪水災(zāi)害響應(yīng)中考慮多時(shí)段、多模態(tài)方法的臨時(shí)站點(diǎn)選址問題，提出了數(shù)學(xué)模型。2023/11/88運(yùn)籌學(xué)模型的建立符號(hào)、參數(shù)以及決策變量目標(biāo)函數(shù)及約束條件

目標(biāo)函數(shù)及約束條件

目標(biāo)函數(shù)及約束條件約束條件（10）、（11）、（12）要求每個(gè)倉庫、發(fā)送、接收和停放的最大車輛數(shù)量要小于處理這些車輛的相關(guān)能力 約束條件（13）表明，安置的臨時(shí)倉庫總數(shù)應(yīng)受所選時(shí)間段內(nèi)允許的最大設(shè)施數(shù)量的限制。本研究描述了特定于洪水災(zāi)害的不同要素之間的相互作用，作為從準(zhǔn)備到災(zāi)害響應(yīng)的物流模型。準(zhǔn)備階段包括監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)控制過程，而響應(yīng)階段專門用于管理政府和援助組織在發(fā)生災(zāi)難時(shí)應(yīng)如何反應(yīng)的過程。針對(duì)洪澇災(zāi)害響應(yīng)階段的臨時(shí)站點(diǎn)選址問題建立了數(shù)學(xué)模型。災(zāi)害周期管理的兩個(gè)主要階段分別包括災(zāi)前和災(zāi)后行動(dòng)的準(zhǔn)備和響應(yīng)階段。更具體地說，對(duì)于洪水災(zāi)害，準(zhǔn)備階段包括在災(zāi)害發(fā)生前使用的規(guī)劃系統(tǒng)，以便就救援物資及其相關(guān)設(shè)施的位置做出決策。該階段通?？紤]的方案包括庫存預(yù)置、配送中心(DC)和疏散中心(EC)的選擇，以及疏散計(jì)劃。響應(yīng)階段是在洪水災(zāi)害發(fā)生后立即執(zhí)行的后期救援分發(fā)過程。這種應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)的主要目標(biāo)是在頭三天(72小時(shí))內(nèi)快速部署資源和援助。因此，在這項(xiàng)研究中，第二階段通過關(guān)注操作層面來擴(kuò)大貢獻(xiàn)，以應(yīng)對(duì)洪水災(zāi)害的直接后果。定位-路由模型是針對(duì)此類災(zāi)害特有的臨時(shí)站點(diǎn)問題提出的。為制定此問題，提出了使用多時(shí)段方法來描述問題，并考慮了多式聯(lián)運(yùn)以更接近地模擬洪水災(zāi)害的現(xiàn)實(shí)行為。洪水的一個(gè)獨(dú)特而特殊的特征與其動(dòng)態(tài)能力有關(guān)。雖然洪水可能不像地震或其他自然災(zāi)害那樣緊急，但它們的規(guī)模不穩(wěn)定，并且具有長(zhǎng)期的潛在影響。尤其在這段英文中可以體現(xiàn)出來：研究結(jié)論Thesecondstageresultsshowthattheoptimallocationsfortemporarydepotsduringeachtimeperiodmusttakeintoconsiderationthedynamiccharacteristicsoffloodwaters.A

single-periodsolutionapproachwasalsoconductedinordertocomparethoseexperimentalresultswiththeperformanceofourproposedmulti-periodmodel.Thesolutionsobtainedshowthatthemulti-periodapproachproducesbettersolutionsthansingle-periodmodels.Ourproposedmodelcontrolstheflowofallreliefcommodities,fromthesourcesallthewaythroughthechainuntiltheyaredeliveredtothehandsoftherecipients.Thismodelprovidedthefoundationforanintegratedoperationplanthatprovedcapableofminimizingdelaysanddistributingthelimitedresourcesinawaythatoptimallysatisfiedtheoverallsystem.最后，由于該模型有許多可能的擴(kuò)展，未來的研究將探索更大、更復(fù)雜的問題。當(dāng)問題規(guī)模和復(fù)雜性增加時(shí)，算法的使用有望提供重要的改進(jìn)機(jī)會(huì)，并且可以預(yù)期這有助于找到問題過程的適當(dāng)和令人滿意的解決方案。研究結(jié)論1、災(zāi)害的管理

我們了解了有關(guān)于對(duì)災(zāi)害頻率趨勢(shì)的分析，并通過開發(fā)數(shù)學(xué)模型和解決方案算法來應(yīng)對(duì)災(zāi)害的不同方面。

從數(shù)學(xué)的角度來看，人道主義行動(dòng)管理涉及各種復(fù)雜的優(yōu)化問題。優(yōu)化領(lǐng)域在運(yùn)籌學(xué)(OR)和計(jì)算機(jī)科學(xué)(CS)之間有著廣泛而豐富的重疊。本研究旨在提出一種優(yōu)化問題形式的決策工具，旨在支持有關(guān)洪水災(zāi)害響應(yīng)的人道主義行動(dòng)管理。

災(zāi)害周期管理的兩個(gè)主要階段分別包括災(zāi)前和災(zāi)后行動(dòng)的準(zhǔn)備和響應(yīng)階段。準(zhǔn)備階段包括監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)控制過程，而響應(yīng)階段則專門用于管理政府和援助組織在發(fā)生災(zāi)難時(shí)應(yīng)如何反應(yīng)的過程。更具體地說，準(zhǔn)備階段包括在災(zāi)難發(fā)生之前使用的規(guī)劃系統(tǒng)，以便就救援物資及其相關(guān)設(shè)施的位置做出決策。該階段通常考慮的方案包括庫存預(yù)置、配送中心(DC)和疏散中心(EC)的選擇以及疏散計(jì)劃。

響應(yīng)階段是災(zāi)難發(fā)生后立即執(zhí)行的后期救援分發(fā)過程。這種應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)的主要目的是在頭三天(72小時(shí))內(nèi)快速部署資源和援助。通常，正如本研究中檢查的洪水災(zāi)害測(cè)試案例一樣，在這個(gè)特定的救援鏈中有兩種類型的需求目的地:受影響地區(qū)的EC和居民，因此對(duì)稱為臨時(shí)倉庫(TD)的設(shè)施的需求至關(guān)重要這個(gè)階段。作為理想應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)的主要推動(dòng)力的一部分，必須考慮臨時(shí)倉庫位置的具體問題框架，以及在最初72小時(shí)內(nèi)快速部署資源和援助。學(xué)習(xí)啟示2、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要經(jīng)過多個(gè)步驟，從定義實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、確定實(shí)驗(yàn)變量、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成功與否取決于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者應(yīng)該掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理，并熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的各個(gè)步驟，以便更好地完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

本研究給出了說明性示例，以演示如何使用所提出的模型來優(yōu)化每個(gè)時(shí)間段的臨時(shí)站點(diǎn)位置。時(shí)間尺度的考慮很重要，因?yàn)樗鼈儗?duì)網(wǎng)絡(luò)性能有重大影響。例如，由于規(guī)劃范圍內(nèi)時(shí)間尺度的數(shù)量，問題的大小可能會(huì)隨著較短的時(shí)間步長(zhǎng)而顯著增加，而較長(zhǎng)的時(shí)間步長(zhǎng)可以使問題保持在合理的大小。在這項(xiàng)研究中，在描述洪水響應(yīng)階段所需的那些活動(dòng)時(shí)，小時(shí)比分鐘更合適。本研究的結(jié)果表明，在人道主義物流背景下應(yīng)用優(yōu)化模型可以為制定應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的管理決策提供有價(jià)值的工具。然而，在泰國(guó)，與世界上大多數(shù)國(guó)家一樣，應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的決策大多是根據(jù)專家或從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)來執(zhí)行的，數(shù)學(xué)OM/OR模型由于風(fēng)險(xiǎn)因素的復(fù)雜性而很少應(yīng)用于實(shí)踐。眼前的情況、模型本身及其應(yīng)用。學(xué)習(xí)啟示3、模型的建立

在為人道主義物流開發(fā)數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)考慮某些方面，以促進(jìn)其應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作條件。為此，根據(jù)對(duì)泰王國(guó)政府內(nèi)政部防災(zāi)減災(zāi)司(DDPM)人道主義從業(yè)者的采訪，對(duì)模型的以下方面進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)功能的建議關(guān)于以下建議的模型。戰(zhàn)略和運(yùn)營(yíng)規(guī)劃由于擬議的框架構(gòu)建為兩階段模型方法，包括準(zhǔn)備和初始響應(yīng)階段以及災(zāi)難響應(yīng)階段，因此這種模型的調(diào)查和制定有可能做出顯著貢獻(xiàn)。該模型的一個(gè)有趣變體涉及考慮戰(zhàn)略或預(yù)測(cè)方法，而第二個(gè)響應(yīng)模型提供了一個(gè)操作或反應(yīng)模型，可以在發(fā)生變化后進(jìn)行調(diào)整。預(yù)算分配DDPM需要預(yù)算資金來為國(guó)家提供人道主義災(zāi)難管理，但每當(dāng)自然災(zāi)害襲來時(shí)，政府的反應(yīng)總是受到批評(píng)。大多數(shù)此類批評(píng)包括對(duì)管理不善的指責(zé)以及對(duì)救援工作及其善后工作缺乏準(zhǔn)備的指責(zé)。然而，政府每年撥給災(zāi)難規(guī)劃和實(shí)施的資金數(shù)額一直是公眾關(guān)心的重要問題。為了盡量減少此類