一次性消耗的应急系统资源调度问题研究

吴诗辉　杨建军

摘要:文章研究了一次性消耗的应急资源调度问题,将参与应急的出救点数目最少和应急开始时间最短同时作为优化目标,首先给出了参与应急出救点数目取值范围的判定定理,然后将问题转化为出救点数一定条件下的应急开始时间最早的单目标优化问题,从而得到一组Pareto最优解。并从理论上证明了求解方法的有效性和正确性。

关键词:应急系统;一次性消耗;优化

中图分类号:O229; E926.4 文献标识码: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

应急资源调度问题是在紧急事件发生后,如何调度各种资源以满足紧急需求的问题。纵观以往文献,典型应急资源调度问题分为两类:连续消耗型和一次消耗型,前者假定消耗速率为定值,要求在一段连续的时间内能够满足需求(即消耗);后者要求在某一个时间节点前能将所需应急物资运送到应急地点。一般的应急调度问题都可从属于以上两种类型之一,但是对于类似战争动员、灾难应急等复杂问题,两种调度问题是同时存在的。

文献[1]对连续消耗应急系统的多出救点选择问题进行了研究,得出了确定最早应急开始时间的方法,考虑的重点是保证应急供应的连续性。文献[2]对一次性消耗的应急系统多出救点选择问题进行了研究,提出了在限制期内完成应急调度任务的方法。由于参与应急的出救点数目直接影响方案可靠性,同时会产生额外费用[3],因而考虑参与应急的出救点数目和应急开始时间同等重要[4]。笔者将参与应急的出救点数目最少和应急开始时间最短同时作为优化目标,研究了一次性消耗的应急资源调度问题,并给出了最优方案的求解方法。不同于以往文献,本文不是给出一个最优解,而是给出了一组Pareto最优解。

1问题的描述

4结论

本文将出救点数目和应急开始时间作为双目标优化,考虑到出救点数目的可数性,结合问题的特点,确定了出救点数目的取值范围(即定理3、4),对于出救点数目一定条件下的最早应急开始时间问题,利用0-1规划进行求解,并验证了解的有效性(即定理1)。本文不是给出一个最优解,而是给出了一组Pareto最优解集,决策者可依据任务的紧迫程度,选择适当的方案执行,这也给了决策者更大的选择空间,能够为决策者提供更有效的帮助。

参考文献:

[1] 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.

[2] 何建敏,刘春林. 限制期条件下应急车辆调度问题的模糊优化方法[J]. 控制与决策,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.