应对公共卫生事件救援的江苏邮政应急物资配送路径规划研究Research on the Distribution Route Planning of Emergency Materials for Jiangsu Post in Response to Public Health Incidents

韦慧　曹翔　徐迅　陈瀚济

摘  要：为了在发生突发公共卫生事件时提高江苏邮政寄递系统的应急救援效率，在分析邮政系统物资配送和公共卫生事件救援特点基础上，提出由拥挤程度、经停的邮政支局所数量、行驶时间、卡口数量、行驶距离和应急物资需求紧迫度等影响因素构成的路径评价指标体系。然后利用层次分析法和灰色系统理论构建了路径选择的灰色评价模型。最后通过对算例的计算求解进一步验证模型效果。

关键词：公共卫生事件；应急物资配送路径规划；层次分析法；灰色系统理论

中图分类号：F252.14    文献标志码：A    DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.13.002

Abstract： In order to improve the emergency rescue efficiency of Jiangsu post delivery system in the event of public health emergencies， based on the analysis of the characteristics of material distribution and public health event rescue in the postal system， a path evaluation index system is proposed， which is composed of factors such as the degree of congestion， the number of stopped postal branch offices， driving time， the number of checkpoints， driving distance and the urgency of emergency material demand. Then the grey evaluation model of path selection is constructed by using the analytic hierarchy process and the grey system theory. Finally， the effect of the model is further verified through the calculation of an example.

Key words： public health events; emergency materials distribution path planning; analytic hierarchy process; grey system theory

0  引  言

始于2019年12月底的一场新冠肺炎疫情席卷全球，截止2022年10月底，根据官方公布数据显示，全国累计新冠确诊病例达800万以上。这场重大的突发公共卫生事件对全国人民的生命安全和生活质量造成了极大的危害。作为国家应急保障体系重要组成部分的行业“国家队”，中国邮政集团有限公司江苏省分公司（下文简称江苏邮政）在应急保障、助力复工复产方面发挥着重要的作用，具体表现在特殊时期全省防疫物资的运输保障及寄递服务、江苏省下辖13个地市内普通百姓的日常用邮及金融服务、农产品等保障民生的生活物资进城服务、中小学教材的寄递保障服务等[1]。但是疫情的侵袭也暴露出了江苏邮政寄递系统在应对突发公共卫生事件中存在的诸多不足，比如配送速度得不到保障的问题。因此，如何选择合理的配送路径，及时地将救援物资送至需求点成为特殊时期推动江苏邮政寄递系统应急救援能力的关键。

1  文献综述

近年来，突发事件应急物资配送问题受到了国内外学者的广泛关注。如Ozdamar等建立了将物资从应急救援中心配送到多个需求节点的基于时空网络的网络流模型[2]。Burcu等以配送成本最小化為目标建立了应急救援中最后一公里物资配送模型[3]。Berkoune等以总配送时间最小化为目标，构建单周期应急物资配送模型[4]。曾正洋等以多应急配送中心、多需求点为研究对象，建立了需求点等待总时长最小化的车辆路径模型[5]。王宏斌利用模糊层次分析法对道路通行状况进行评价，构建最大化需求点满意程度优化模型[6]。何婷等对新冠肺炎疫情下生鲜配送车辆的路径问题进行研究[7]。

综上现状，尽管目前学术界关于应急物资配送的研究已取得了一些成果，但缺乏对某些突发情形下特定领域的应用研究。尤其是关于邮政系统应急配送方面的研究几乎没有。因此，本文研究面向公共卫生事件救援的邮政应急物资配送路径选择问题，一定程度上可以丰富现有的应急物资配送理论，同时有利于江苏邮政寄递系统应急救援能力的提升。

2  路径选择的灰色评价模型

2.1  指标体系

应急物资配送路径选择的优劣将直接影响救援的效率和效果。综合考虑江苏邮政系统物资配送流程和公共卫生事件救援的特点。本文选择拥挤程度、经停的邮政支局所数量、行驶时间、卡口数量、行驶距离和应急物资需求紧迫度作为决策最优路径的评价指标，如图1所示。拥挤程度指考虑了所选路线途径道路的基本条件以及突发公共卫生事件下对道路采取临时管控措施后的道路通行能力，通行能力越大，则所选路径越不拥挤。经停的邮政支局所数量指所选路径内单趟可以配送覆盖到的邮政支局所的数量。经停的邮政支局所数量越多，则认为单趟配送的价值越高。行驶时间为从江苏邮政应急物资储备库出发到配送完途径路线上所有邮政支局所的全程运输时间。行驶时间越短，则应急救援的速度越快。卡口数量指所选路线内覆盖的疫情防控交通卡口点的数量。卡口数量越少，则在扫码、测温、登记、检查等有关防控措施中耗费的时间越少，救援速度越快。行驶距离指从江苏邮政应急物资储备库到途径路线上所有邮政支局所的总运输里程。行驶距离越短，则应急救援速度越快。应急物资需求紧迫度是指邮政支局所对于应急物资需求的紧急程度。紧迫度越高，则配送的时效性要求就越高。

2.2  建模方法

2.2.1  层次分析法

层次分析法，是由美国匹兹堡大学教授T. LSatty于20世纪70年代提出的一种多目标决策分析方法论[8]。其原理是将与决策有关的因素分解成目标层、准则层、方案层等若干层次，通过对各因素的计算和比较，得出不同因素的权重，为决策者选择最优方案提供参考依据[9]。

2.2.2  灰色系统理论

灰色系统理论是从信息的非完备性出发研究和处理复杂系统的理论，它是通过对系统某一层次的观测资料加以数学处理，达到在更高层次上了解系统内部变化趋势、相互关系等机制。它的数学方法是非统计方法，在系统数据较少和条件不满足统计要求的情况下，更具有实用性[10]。

公共卫生事件突然爆发时，物资配送网络呈现出高度的不确定性，比如应急物资配送的时间、道路拥挤程度、防疫手续等都可能存在强烈的波动性，也就是说应急物资配送路径的选择是一个复杂的系统问题。但由于应急救援时间紧急，做出配送路径决策时，能够收集到的信息往往是不完全的，是灰色信息，因此本文提出了基于层次分析法和灰色系统理论的邮政应急物资配送路径规划模型。

2.3  建模过程

2.3.1  符号说明

模型中的参数说明如表1所示。

2.3.2  求评价信息矩阵

（1）根据指标的评价标准不同，可以将其分为极大型指标和极小型指标，其中极小型指标需要进行正向化处理，公式为：

（2）由于指标的计量单位不同，为了消去不同指标量纲的影响，正向化处理后的指标需要进一步进行标准化处理，公式为：

2.3.3  确定评价灰类

确定评价灰类就是确定评价灰类的等级、灰数及白化权函数，结合本文研究的路径选择问题实际情况，将评价灰类分为优、良、中、差四类，如表2所示。

2.3.4  计算灰色评价权向量及权矩阵

2.3.5  确定指标权重

2.3.6  计算综合评价值并排序

3  算例分析

3.1  确定信息评价矩阵

现从江苏邮政某一应急物资储备库出发，到提出物资需求的邮政支局所之间有6条路径可供选择，在收集相关数据的基础上，利用公式（1）、公式（2）对数据进行正向化和标准化处理，建立路径的信息矩阵如表4所示。

3.2  计算灰色评价权向量及权矩阵

3.3  确定权重

3.4  计算综合评价值并排序

4  结束语

（1）本文利用层次分析法和灰色系统理論提出了一种可用于邮政系统应急物资配送路径选择的方法。该方法具有以下特点：

①突发公共卫生事件时，邮政系统运输调度部门选择应急物资配送路径的偏好模拟决策的行为特征；

②根据路径选择偏好的不同，对可行路径进行排序，给出最优路径的决策参考；

③邮政系统运输调度部门可以随时根据路况、物资需求紧迫度以及政策等因素的变化来调整可行路径评价指标权重。

（2）文中定义的白化函数和灰类的权系数，可在实践应用中根据需要作灵活修改。

（3）该方法原理简单，易于实现，方便进一步编制成计算机程序，安装在邮政车辆的车载系统模块中，接收运输调度部门的实时指挥。

参考文献：

[1] 李妙诘. 快递行业寄递渠道突发事件应急管理研究[D]. 海口：海南大学，2017.

[2]  OZDAMAR L， EKINCI E， K？譈？覶？譈KYAZICI B. Emergency logistics planning in natural disasters[J]. Annals of Operations Research， 2004，129（14）：217-245.

[3]  BURCU B， BENITA M B， KAREN S. Last mile distribution in humanitarian relief journal of intelligent transportation systems： Technology[J]. Planning， and Operations， 2008，12（2）：51-63.

[4]  BERKOUNE D， RENAUD J， REKIK M， et al. Transportation in disaster response operations[J]. Socio-economic Planning Sciences， 2012，46（1）：23-32.

[5] 曾正洋，许维胜，徐志宇，等. 应急物流中的累计时间式多车场车辆路径问题[J]. 控制与决策，2014（12）：2183-2188.

[6] 王宏斌. 地震灾害下应急物资配送路径优化问题的研究[D]. 兰州：兰州交通大学，2018.

[7] 何婷，侯汉平，杨建亮. 疫情背景下生鲜电商企业车辆路径优化研究[J]. 中国安全生产科学技术，2020，16（7）：183-188.

[8] 马乐鸣. 层次分析法在航空产品设计质量管理中的应用[J]. 航空标准化与质量，2009（16）：4-9.

[9] 严朝宁. 层次分析法在模具产品质量监控中的应用研究[J]. 机械设计与制造工程，2018（6）：119-121.

[10] 邓聚龙. 灰色预测与决策[M]. 武汉：华中工学院出版社，1986.