军地一体化物流模式下应急物资需求研究

李玉兰，郭爱东，柴树峰

(军事交通学院 军事物流系，天津300161 )

我国当前采用的军队和地方条块分割的应急物流管理模式，在应对系统性突发事件时，容易出现协调困难、决策缓慢、资源分散及信息不畅等问题。因此，实现军地一体化应急物流管理是当前需要切实解决的问题［1-2］，做好应急物资供应、物资调度以及救助人员分配等问题的研究工作，成为保障人们生命安全的重中之重。国内外许多学者从不同角度对救援物资的需求预测问题进行了分析［3-7］，但针对军地一体化应急物流管理中应急物资需求预测的研究，目前还处于探索阶段，需要在理论研究方面做进一步的深入研究。

1 物流场理论

物流场定义为物流中心对周围的用户具有非接触性提供物流时空价值服务的能力，从场理论出发，包括了流速、流程等时空关系的总和，同时用户对物流中心所提供的物流服务具有依赖关系。王志国［8］提出了在一定区域内，按照某种有序方法连接若干个规模不等点的物流运动，就构成一个物流场;王宗喜［9］初步构建了物流场理论体系;高丽英、汤银英和姜丽莉等［10-12］对这一理论进行了深入研究和完善。

在物流场中，可定义物流中心或应急物资供应中心类似于电磁场中的点电荷电场，对外部辐射能量为所需要的物资或各处可提供的物资矢量(如图1 所示)。

物流动量p 等于流动的物资质量m与流速V的乘积，其方向与流速方向相同，反映了物资供应中心的服务能力，即

物流场强E与场势Ψ 的关系为

式中:l为应急物资供应中心到应急物资需求区域的路径(电力线);S为该路径的长度;K为阻尼系数，是影响运输速度的相关因子，0 ＜K＜1。

2 双中心连续应急物资需求的动态分析模型

在军地一体化物流模式下，应急管理不能一蹴而就。根据我国社会、军队的发展状况，军地一体化应急管理需要实行三步走战略，即需要经过物资管理的一体化阶段、人员物资管理的一体化阶段和全面一体化管理阶段［13］。目前需要深化的是军地一体化应急管理变革中的第一步，本文主要研究双链交织协同的军地一体化应急物流管理问题，即在应急物资供应方面，从军地一体化管理模式出发，结合物流场理论及连续性方程理论，根据相关划分的应急救援区域，深入分析应急区域内外物资供需情况和物流量的动态变化情况。

2.1 双中心连续性应急物资需求模型

为反映应急仓库的仓储及服务能力，把点电荷扩展为带电荷的核心，电荷数量的多少表明了应急仓库的服务能力，通常包括仓储物资的数量和及时调度运送物资的能力。电荷数量多说明服务能力和覆盖能力大，电荷数量少则说明服务能力有限。在军地一体化应急管理初级阶段中，通常存在地方及军队2 个应急物资储备仓库。当存在2 个物流中心或应急物资供应中心时，相当于2个带正电荷核心，构成复合电场情况如图2 所示。

双正电荷物流场情况类似军地一体双链物流分布，其中一个是地方应急物流中心，另一个是军队应急物流中心，这样就形成了双链覆盖情况。与电磁学中正电荷电场相排斥不同的是，它们是相互增强覆盖的。

当发生应急事件时，应急事件发生地区将大量吸收物流，类似于电磁学的负电荷电场。从而可以把正电荷电场看作物资覆盖区域，负电荷电场为需要外界物资救援的应急需求区域，正电荷及负电荷本身分别为应急物资储备仓库和应急事件发生核心地区。扩展后的军地一体化应急物流的物流场表达式为

式中:Ψ1和Ψ2分别为地方、军队应急物流中心的可供物流量;Ψ0为应急事件发生区域的原有物流量;i= 1，2，…，n，表示有n条路径(电力线)可到达应急事件发生区域，各条路径的场强随之不同，形成合力构成总应急物资服务量。

2.2 非均匀连续性应急物资需求的动态模型

一般地区在平时的生产生活中，通常与外界有物资的交换，同时存在区域内部的物资生产及消耗。在物资调运过程中，为体现物资的动态变化分析特性，可以把物资量的总体变化通过区域内、外的生产消耗及交换进行分析，如可以分解为区域内发生的及和其他地区交换2 种状况(如图3所示)。

图1 物流场理论中的物流中心

图2 应急管理中的复合电场

这时物资总变化量模型的表现形式为

式中:Ψ 为物流量;tΨ为物资消耗的时间;x为外界物资进入应急区域后消耗的距离，δx为取其中微小距离来分析极限情况，从而得到物流量的动态变化。等号右边第1 项表示外界物资与本地区之间的物流量变化，第2 项表示应急区内部物流量的变化。

对式(4)进一步细化，随时间变化本地区整个物流量的分布为

式中:DΨ为某类物资由该地区向外界的输出系数，与本地区生产数量及外界对该类物资需求量有关，也与运输方式有关，可用扩散理论进行系统分析;E为物流场的场强大小，影响外界物资的调入速度;G为本地区该类物资的生产及储备数量;tΨ为物资消耗的时间，由于为动态变化，时间量较小。

式(5)中，等号左边表示整个区域一般情况下物流量随时间的变化情况。等号右边第1 项表示向外界输出的物流量变化，由于这种配送是向外输出，从距离上是从核心到边缘，形成由多到少的物流量变化;第2 项表示外界输入物资的物流量变化，这种需求可用物流场概念表达，场强大则需要的物流量也应越大。这2 项之和就代表了式(4)等号右边第1 项，即外界区域与本区域的输出及输入之间的物流量的变化关系，以及距离上的物流量分布。等号右边第3 项表示本区域内部能够生产及储备的物资量，第4 项表示本区域的消耗量，这2 项表示了本区域内部的生产及消耗的平衡情况。在未发生应急事件时，本区域与外界的物流量交换以及本地的生产和消耗总量相对来说是平衡的。对于同一种物资来说，当本地内部的物资生产速度低于物资消耗速度时，即式(5)右边第3 项小于第4 项和第1 项之和时需要外界的援助。当需要外界援助时，外界输入物资的物流量与本地区的物资配送物流量要尽可能相同，否则如果有大量的外界物资进入，却没有得力的内部运输配送支援，就会产生物资的堆放管理成本和过量输入的损失成本，此外还有受助人员的损失成本。这样就构成了2 个平衡:一是总消耗和物资总量的平衡;二是外部输入物流和内部配送的平衡。

当发生应急事件时，本地的生产生活会受到很大的冲击，平衡遭到破坏，此时通常没有生产，只能依靠之前极少数的储量物资生存。但由于人口数量众多，设施或道路破坏严重，一些储备或储存物资无法取出，消耗与平时相比将有急剧的提高，因此需要外界大量物资的支援，从而物流变化量为

式(6)表示整个应急事件中物流量的变化情况。右边第1 项为应急事件发生地对外界物资的总需求;第2 项为应急发生地内部能够生产及储备的少数物资;右边第3 项为应急发生地的物资消耗量。尽管物流通常以离散形式表现出来，但可以采用宏观方法处理，也可采用通常连续形式展开。

3 仿真算例

某一地区原有5 万人口，每天生产能力为800单位，每天平均消耗物资为200 单位/万人，对外输出系数为220，物流场强为80。计算当前物流量分布。现该地区发生某类应急灾害，其生产能力受到严重影响。当地军队应急仓库和地方储备仓库均可覆盖该区域，2 个仓库分布在不同地域。军队应急仓库提供能力为100 单位，地方应急储备仓库提供能力为120 单位。当地用于应急的物资量储备为800 单位，每天消耗量为1 250 单位。2 个仓库与应急发生地的路线距离、运输速度及运力相关参数见表1。要求分析整个应急发生地区的物流量变化情况，进而对交通管制进行全方位处理，保证应急物资的有效供应。

图3 某一地区平时情况下的物资动态变化情况

表1 军地仓储物流量运力分布

在应急事件发生之前，通常是稳定状态情况，保持了物流量的平衡，需要有输入输出交换平衡，以及内部循环的平衡，可得方程:

已知生产力为G=800，消耗量为ΔΨ =200 ×5 =1 000，DΨ=220，E=80，代入式(7)可得

可得本地区在通常情况下的物流量分布(一维情况)通解为

式中c1、c2为常数。

当发生应急事件时，生产及对外输出能力通常已经基本没有了，只考虑原有部分可用储备物资。此时由于无法启用平民所储物资，因而需求有急剧的增加，即物流场强E增加，可假设E=320，物流量的分布为

将数据代入式(8)得到

可得应急时的物流量分布通解为

式中c为常数。

实际的边界条件需要根据应急发生地区的大量相关数据得出，这里不再作深入解析。

4 结 语

为高效地综合管理大规模应急事件下的物流作业处理，在72 h 黄金时间内完成人民生命救助及国家保卫，形成全民动员、全民参与的有效管理，需要实现军地一体化应急物流全面建设，从而达到人员素质更专业、物流调配更快捷、物资管理更统一。由于大规模突发事件发生的地域广、危害大，需要外界在最短时间内高效可靠地提供大量的救援物资。本文在军地一体化应急物流管理模式下，结合物流场及连续性方程理论，系统分析了应急区域内外物资供需、内部的分配问题以及区域中物流量动态变化状态，对应急物资需求进行科学合理的预测分析，以更好地完成应急物资供应工作。

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