軍地一體化物流模式下應急物資需求研究

李玉蘭，郭愛東，柴樹峰

(軍事交通學院 軍事物流系，天津300161 )

我國當前采用的軍隊和地方條塊分割的應急物流管理模式，在應對系統性突發事件時，容易出現協調困難、決策緩慢、資源分散及信息不暢等問題。因此，實現軍地一體化應急物流管理是當前需要切實解決的問題［1-2］，做好應急物資供應、物資調度以及救助人員分配等問題的研究工作，成為保障人們生命安全的重中之重。國內外許多學者從不同角度對救援物資的需求預測問題進行了分析［3-7］，但針對軍地一體化應急物流管理中應急物資需求預測的研究，目前還處于探索階段，需要在理論研究方面做進一步的深入研究。

1 物流場理論

物流場定義為物流中心對周圍的用戶具有非接觸性提供物流時空價值服務的能力，從場理論出發，包括了流速、流程等時空關系的總和，同時用戶對物流中心所提供的物流服務具有依賴關系。王志國［8］提出了在一定區域內，按照某種有序方法連接若干個規模不等點的物流運動，就構成一個物流場;王宗喜［9］初步構建了物流場理論體系;高麗英、湯銀英和姜麗莉等［10-12］對這一理論進行了深入研究和完善。

在物流場中，可定義物流中心或應急物資供應中心類似于電磁場中的點電荷電場，對外部輻射能量為所需要的物資或各處可提供的物資矢量(如圖1 所示)。

物流動量p 等于流動的物資質量m與流速V的乘積，其方向與流速方向相同，反映了物資供應中心的服務能力，即

物流場強E與場勢Ψ 的關系為

式中:l為應急物資供應中心到應急物資需求區域的路徑(電力線);S為該路徑的長度;K為阻尼系數，是影響運輸速度的相關因子，0 ＜K＜1。

2 雙中心連續應急物資需求的動態分析模型

在軍地一體化物流模式下，應急管理不能一蹴而就。根據我國社會、軍隊的發展狀況，軍地一體化應急管理需要實行三步走戰略，即需要經過物資管理的一體化階段、人員物資管理的一體化階段和全面一體化管理階段［13］。目前需要深化的是軍地一體化應急管理變革中的第一步，本文主要研究雙鏈交織協同的軍地一體化應急物流管理問題，即在應急物資供應方面，從軍地一體化管理模式出發，結合物流場理論及連續性方程理論，根據相關劃分的應急救援區域，深入分析應急區域內外物資供需情況和物流量的動態變化情況。

2.1 雙中心連續性應急物資需求模型

為反映應急倉庫的倉儲及服務能力，把點電荷擴展為帶電荷的核心，電荷數量的多少表明了應急倉庫的服務能力，通常包括倉儲物資的數量和及時調度運送物資的能力。電荷數量多說明服務能力和覆蓋能力大，電荷數量少則說明服務能力有限。在軍地一體化應急管理初級階段中，通常存在地方及軍隊2 個應急物資儲備倉庫。當存在2 個物流中心或應急物資供應中心時，相當于2個帶正電荷核心，構成復合電場情況如圖2 所示。

雙正電荷物流場情況類似軍地一體雙鏈物流分布，其中一個是地方應急物流中心，另一個是軍隊應急物流中心，這樣就形成了雙鏈覆蓋情況。與電磁學中正電荷電場相排斥不同的是，它們是相互增強覆蓋的。

當發生應急事件時，應急事件發生地區將大量吸收物流，類似于電磁學的負電荷電場。從而可以把正電荷電場看作物資覆蓋區域，負電荷電場為需要外界物資救援的應急需求區域，正電荷及負電荷本身分別為應急物資儲備倉庫和應急事件發生核心地區。擴展后的軍地一體化應急物流的物流場表達式為

式中:Ψ1和Ψ2分別為地方、軍隊應急物流中心的可供物流量;Ψ0為應急事件發生區域的原有物流量;i= 1，2，…，n，表示有n條路徑(電力線)可到達應急事件發生區域，各條路徑的場強隨之不同，形成合力構成總應急物資服務量。

2.2 非均勻連續性應急物資需求的動態模型

一般地區在平時的生產生活中，通常與外界有物資的交換，同時存在區域內部的物資生產及消耗。在物資調運過程中，為體現物資的動態變化分析特性，可以把物資量的總體變化通過區域內、外的生產消耗及交換進行分析，如可以分解為區域內發生的及和其他地區交換2 種狀況(如圖3所示)。

圖1 物流場理論中的物流中心

圖2 應急管理中的復合電場

這時物資總變化量模型的表現形式為

式中:Ψ 為物流量;tΨ為物資消耗的時間;x為外界物資進入應急區域后消耗的距離，δx為取其中微小距離來分析極限情況，從而得到物流量的動態變化。等號右邊第1 項表示外界物資與本地區之間的物流量變化，第2 項表示應急區內部物流量的變化。

對式(4)進一步細化，隨時間變化本地區整個物流量的分布為

式中:DΨ為某類物資由該地區向外界的輸出系數，與本地區生產數量及外界對該類物資需求量有關，也與運輸方式有關，可用擴散理論進行系統分析;E為物流場的場強大小，影響外界物資的調入速度;G為本地區該類物資的生產及儲備數量;tΨ為物資消耗的時間，由于為動態變化，時間量較小。

式(5)中，等號左邊表示整個區域一般情況下物流量隨時間的變化情況。等號右邊第1 項表示向外界輸出的物流量變化，由于這種配送是向外輸出，從距離上是從核心到邊緣，形成由多到少的物流量變化;第2 項表示外界輸入物資的物流量變化，這種需求可用物流場概念表達，場強大則需要的物流量也應越大。這2 項之和就代表了式(4)等號右邊第1 項，即外界區域與本區域的輸出及輸入之間的物流量的變化關系，以及距離上的物流量分布。等號右邊第3 項表示本區域內部能夠生產及儲備的物資量，第4 項表示本區域的消耗量，這2 項表示了本區域內部的生產及消耗的平衡情況。在未發生應急事件時，本區域與外界的物流量交換以及本地的生產和消耗總量相對來說是平衡的。對于同一種物資來說，當本地內部的物資生產速度低于物資消耗速度時，即式(5)右邊第3 項小于第4 項和第1 項之和時需要外界的援助。當需要外界援助時，外界輸入物資的物流量與本地區的物資配送物流量要盡可能相同，否則如果有大量的外界物資進入，卻沒有得力的內部運輸配送支援，就會產生物資的堆放管理成本和過量輸入的損失成本，此外還有受助人員的損失成本。這樣就構成了2 個平衡:一是總消耗和物資總量的平衡;二是外部輸入物流和內部配送的平衡。

當發生應急事件時，本地的生產生活會受到很大的沖擊，平衡遭到破壞，此時通常沒有生產，只能依靠之前極少數的儲量物資生存。但由于人口數量眾多，設施或道路破壞嚴重，一些儲備或儲存物資無法取出，消耗與平時相比將有急劇的提高，因此需要外界大量物資的支援，從而物流變化量為

式(6)表示整個應急事件中物流量的變化情況。右邊第1 項為應急事件發生地對外界物資的總需求;第2 項為應急發生地內部能夠生產及儲備的少數物資;右邊第3 項為應急發生地的物資消耗量。盡管物流通常以離散形式表現出來，但可以采用宏觀方法處理，也可采用通常連續形式展開。

3 仿真算例

某一地區原有5 萬人口，每天生產能力為800單位，每天平均消耗物資為200 單位/萬人，對外輸出系數為220，物流場強為80。計算當前物流量分布?，F該地區發生某類應急災害，其生產能力受到嚴重影響。當地軍隊應急倉庫和地方儲備倉庫均可覆蓋該區域，2 個倉庫分布在不同地域。軍隊應急倉庫提供能力為100 單位，地方應急儲備倉庫提供能力為120 單位。當地用于應急的物資量儲備為800 單位，每天消耗量為1 250 單位。2 個倉庫與應急發生地的路線距離、運輸速度及運力相關參數見表1。要求分析整個應急發生地區的物流量變化情況，進而對交通管制進行全方位處理，保證應急物資的有效供應。

圖3 某一地區平時情況下的物資動態變化情況

表1 軍地倉儲物流量運力分布

在應急事件發生之前，通常是穩定狀態情況，保持了物流量的平衡，需要有輸入輸出交換平衡，以及內部循環的平衡，可得方程:

已知生產力為G=800，消耗量為ΔΨ =200 ×5 =1 000，DΨ=220，E=80，代入式(7)可得

可得本地區在通常情況下的物流量分布(一維情況)通解為

式中c1、c2為常數。

當發生應急事件時，生產及對外輸出能力通常已經基本沒有了，只考慮原有部分可用儲備物資。此時由于無法啟用平民所儲物資，因而需求有急劇的增加，即物流場強E增加，可假設E=320，物流量的分布為

將數據代入式(8)得到

可得應急時的物流量分布通解為

式中c為常數。

實際的邊界條件需要根據應急發生地區的大量相關數據得出，這里不再作深入解析。

4 結 語

為高效地綜合管理大規模應急事件下的物流作業處理，在72 h 黃金時間內完成人民生命救助及國家保衛，形成全民動員、全民參與的有效管理，需要實現軍地一體化應急物流全面建設，從而達到人員素質更專業、物流調配更快捷、物資管理更統一。由于大規模突發事件發生的地域廣、危害大，需要外界在最短時間內高效可靠地提供大量的救援物資。本文在軍地一體化應急物流管理模式下，結合物流場及連續性方程理論，系統分析了應急區域內外物資供需、內部的分配問題以及區域中物流量動態變化狀態，對應急物資需求進行科學合理的預測分析，以更好地完成應急物資供應工作。

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