一个应急条件下港口群物资优化调度模型

管理评论 ›› 2023, Vol. 35 ›› Issue (9): 252-261.

一个应急条件下港口群物资优化调度模型

刘奎^1,2, 李邓宇卉^1,3

1. 中国科学院大学经济与管理学院, 北京 100190;
2. 中国人民解放军 92228部队, 北京 102442;
3. 中国科学院大学应急管理科学与工程学院, 北京 100049

收稿日期:2021-08-12 出版日期:2023-09-28 发布日期:2023-10-31
通讯作者: 李邓宇卉(通讯作者),中国科学院大学经济与管理学院、应急管理科学与工程学院博士研究生。
作者简介:刘奎,中国科学院大学经济与管理学院博士研究生,中国人民解放军92228部队副研究员。

A Material Dispatch Optimization Model of Port Groups under Emergency Conditions

Liu Kui^1,2, Li Dengyuhui^1,3

1. School of Economics and Management, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190;
2. Unit 92228 of PLA, Beijing 102442;
3. School of Emergency Management Science and Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049

Received:2021-08-12 Online:2023-09-28 Published:2023-10-31

摘要/Abstract

摘要： 由于海域面积广阔、生存环境恶劣，单一港口供应能力有限，难以满足突发灾害事件时的大量应急物资需求。本文针对港口群应急物资协同调度问题，构建考虑运输成本和任务完成度的双目标规划模型，并设计求解该模型的NSGA-II算法，通过港口群和陆上供应点的协同调度，满足应急物资快速可靠的运送需求。基于南海海区港口数据设计数值实验，对比了受灾顺序随机和受灾顺序确定两种情境下方案的鲁棒性。本文的研究结论对突发灾害事件港口群应急管理具有一定的指导意义。

关键词: 应急物流, 物资调度, 双目标规划, 港口群, NSGA-II

Abstract: Due to the vast sea area and adverse living conditions, when a natural disaster occurs in a sea area, the demand for emergency supplies is often urgent, numerous and in excess of the capacity of a single port. To solve the emergency material dispatching problem of port groups, a bi-objective programming model considering transportation cost and task completion ratio is proposed. And a Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II (NSGA-II) is designed. A numerical experiment is provided based on the data from the South China Sea, and the robustness of solutions under stochastic and deterministic scenarios is analyzed with different performance in terms of the probability of being affected by disasters. The findings are beneficial for emergency management of port groups in case of natural disasters.

Key words: emergency logistics, material dispatch, bi-objective programming, port group, NSGA-II

刘奎, 李邓宇卉. 一个应急条件下港口群物资优化调度模型[J]. 管理评论, 2023, 35(9): 252-261.

Liu Kui, Li Dengyuhui. A Material Dispatch Optimization Model of Port Groups under Emergency Conditions[J]. Management Review, 2023, 35(9): 252-261.

参考文献

[1] 交通运输部. 国务院联防联控机制就提升国际货运通道能力工作情况举行发布会文字实录[EB/OL]. https://www.mot.gov.cn/2020wangshangzhibo/yqfk14/202004/t20200420_3333534. html, 2020-04-18
[2] 交通运输部. 2020年我国港口货物吞吐量增长4.3%[EB/OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-01/29/content_5583428.htm, 2021-01-29
[3] 新华社. 全国人大常务委员会关于修改《中华人民共和国港口法》等七部法律的决定[EB/OL]. http://www.gov.cn/xinwen/2015-04/25/content_2852895.htm, 2015-04-25
[4] 刘春林,盛昭瀚,何建敏. 基于连续消耗应急系统的多出救点选择问题[J]. 管理工程学报, 1999,13(3):13-16
[5] 刘春林,何建敏.盛昭瀚. 多出救点应急系统最优方案的选取[J]. 管理工程学报, 2000,14(1):13-15
[6] 刘春林,施建军,李春雨. 模糊应急系统组合优化方案选择问题的研究[J]. 管理工程学报, 2002,26(2):25-28
[7] 潘芳,卞艺杰,潘郁. 多资源多出救点组合应急调度模型[J]. 统计与决策, 2010,(20):25-27
[8] 宋晓宇,刘春会,常春光. 面向应急物资调度的一种灰色规划模型[J]. 计算机应用研究, 2010,27(4):1259-1262
[9] 潘伟,郭影,刘汕,等. 我国随机事故发生时间的机场应急物资储备——基于单个应急准备阶段的医疗物资应急库存决策[J]. 管理评论, 2015,27(10):195-203
[10] 周伟,王强强. 战备与战争期军事物资运输有效性测度及流量分配[J]. 管理评论, 2017,29(4):226-238
[11] 周露,陈曦,陈宏,等. 应急状态下救灾物资供给特点研究——以汶川地震食品供给为例[J]. 管理评论, 2008,20(12):25-29
[12] 李双琳,郑斌. 震后路网抢修排程与应急物资配送集成动态优化研究[J]. 管理评论, 2019,31(2):238-251
[13] Ren X., Zhu J., Huang J. Multi-period Dynamic Model for Emergency Resource Dispatching Problem in Uncertain Traffic Network[J]. Systems Engineering Procedia, 2012,5:37-42
[14] Jiang J., Li Q., Wu L., et al. Multi-Objective Emergency Material Vehicle Dispatching and Routing under Dynamic Constraints in an Earthquake Disaster Environment[J]. ISPRS International Journal of Geo-Information, 2017,6(5):142
[15] 马祖军,郑斌,李双琳. 应急物资配送中带中转设施的选址-联运问题[J]. 管理评论, 2013,25(10):166-176
[16] 毕娅,李文锋. 集装箱港口集群下多港口多泊位联合调度方法[J]. 计算机应用, 2012,32(2):448-451
[17] 王军,王美蓉,王怡洋,等. 基于贪婪算法的水上漂移目标救助物资协同调度方法[J]. 运筹与管理, 2014,23(2):116-123
[18] 田茂金,孟燕萍,张亚琦,等. 考虑客户满意度的灾后多港口泊位联合应急调度模型[J]. 计算机应用与软件, 2017,34(7):237-243
[19] 朱雪斌,吕靖. 基于双阶段的海上应急物资协同调度模型[J]. 水运管理, 2020,42(5):38-42
[20] Li S., Grifoll M., Estrada M., et al. Optimization on Emergency Materials Dispatching Considering the Characteristics of Integrated Emergency Response for Large-Scale Marine Oil Spills[J]. Journal of Marine Science and Engineering, 2019,7(7):214
[21] Zhang L., Lu J., Yang Z. Dynamic Optimization of Emergency Resource Scheduling in a Large-scale Maritime Oil Spill Accident[J]. Computers & Industrial Engineering, 2020,152(1):107028
[22] 程序芳. 基于需求分级的两次应急资源运输研究[J]. 科学技术与工程, 2010,10(10):2556-2559
[23] Dan B., Zhu W., Li H., et al. Dynamic Optimization Model and Algorithm Design for Emergency Materials Dispatch[J/OL]. Mathematical Problems in Engineering, 2013. https://doi.org/10.1155/2013/841458
[24] 柴秀荣,王儒敬. 多出救点、多物资应急调度算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2010,46(6):224-226
[25] Wang H., Xu R., Zijie X., et al. Research on the Optimized Dispatch and Transportation Scheme for Emergency Logistics[J]. Procedia Computer Science, 2018,129:208-214
[26] Srinivas N., Deb K. Muiltiobjective Optimization Using Nondominated Sorting in Genetic Algorithms[J]. Evolutionary Computation, 1994,2(3):221-248
[27] Zhou A., Qu B. Y., Li H., et al. Multiobjective Evolutionary Algorithms:A Survey of the State of the Art[J]. Swarm & Evolutionary Computation, 2011,1(1):32-49
[28] Deb K., Pratap A., Agarwal S., et al. A Fast and Elitist Multi-objective Genetic Algorithm:NSGAII[J]. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2002,6(2):182-197
[29] 崔志华,张茂清,常宇,等. 基于平均距离聚类的NSGA-Ⅱ[J]. 自动化学报, 2021,47(5):1171-1182