一次性消耗的應急系統資源調度問題研究

吳詩輝　楊建軍

摘要:文章研究了一次性消耗的應急資源調度問題,將參與應急的出救點數目最少和應急開始時間最短同時作為優化目標,首先給出了參與應急出救點數目取值范圍的判定定理,然后將問題轉化為出救點數一定條件下的應急開始時間最早的單目標優化問題,從而得到一組Pareto最優解。并從理論上證明了求解方法的有效性和正確性。

關鍵詞:應急系統;一次性消耗;優化

中圖分類號:O229; E926.4 文獻標識碼:A

Abstract: The two-objective material dispatch optimization problem is studied for the one-time used-up emergency response system. The smallest number of participated depots and the shortest emergency response time are the two optimization objectives. Firstly, the bounds for the number of participated depots are given by determinant theorems. Next, on the condition of a specified number of participated depots, the shortest emergency response time is solved as a single-objective optimization problem. And the algorithm for this model is proved to be effective and correct theoretically.

Key words: emergency response system; one-time used up; optimization

0引言

應急資源調度問題是在緊急事件發生后,如何調度各種資源以滿足緊急需求的問題。縱觀以往文獻,典型應急資源調度問題分為兩類:連續消耗型和一次消耗型,前者假定消耗速率為定值,要求在一段連續的時間內能夠滿足需求(即消耗);后者要求在某一個時間節點前能將所需應急物資運送到應急地點。一般的應急調度問題都可從屬于以上兩種類型之一,但是對于類似戰爭動員、災難應急等復雜問題,兩種調度問題是同時存在的。

文獻[1]對連續消耗應急系統的多出救點選擇問題進行了研究,得出了確定最早應急開始時間的方法,考慮的重點是保證應急供應的連續性。文獻[2]對一次性消耗的應急系統多出救點選擇問題進行了研究,提出了在限制期內完成應急調度任務的方法。由于參與應急的出救點數目直接影響方案可靠性,同時會產生額外費用[3],因而考慮參與應急的出救點數目和應急開始時間同等重要[4]。筆者將參與應急的出救點數目最少和應急開始時間最短同時作為優化目標,研究了一次性消耗的應急資源調度問題,并給出了最優方案的求解方法。不同于以往文獻,本文不是給出一個最優解,而是給出了一組Pareto最優解。

1問題的描述

4結論

本文將出救點數目和應急開始時間作為雙目標優化,考慮到出救點數目的可數性,結合問題的特點,確定了出救點數目的取值范圍(即定理3、4),對于出救點數目一定條件下的最早應急開始時間問題,利用0-1規劃進行求解,并驗證了解的有效性(即定理1)。本文不是給出一個最優解,而是給出了一組Pareto最優解集,決策者可依據任務的緊迫程度,選擇適當的方案執行,這也給了決策者更大的選擇空間,能夠為決策者提供更有效的幫助。

參考文獻:

[1] 劉春林,盛昭瀚,何建敏. 基于連續消耗應急系統的多出救點選擇問題[J]. 管理工程學報,1999,13(3):13-16.

[2] 何建敏,劉春林. 限制期條件下應急車輛調度問題的模糊優化方法[J]. 控制與決策,2001,16(3):318-321.

[3]Michael O Ball, Feng L Lin. A reliability model applied to emergency service vehicle location[J]. Operations Research, 1993,41(1):18-23.

[4]Murray E. Jennex. Modeling emergency response systems[C] // Proceedings of the 40th Hawaii International Conference on System Sciences, 2007:1-8.