不确定需求下考虑供应商参与机制的应急资源配置鲁棒优化研究

突发事件应急资源优化配置是突发事件发生后救援工作有效开展的前提和基本保障。本文在调研国内外相关研究的基础上，以应对地震灾难为背景研究考虑供应商参与机制的应急资源保障策略，在灾前选择供应商建立政府与供应商的合作机制完成政府储备仓库的选址与资源配置，突发事件发生后依托政府储备仓库和供应商生产能力共同满足应急救援对应急资源的分时段需求，以期协调供应商与政府储备、灾前实物采购与灾后生产能力采购的比例，在保障救援效率的同时降低应急资源保障体系的成本。同时由于地震灾难发生具有需求不确定性的特点，本文引入L1范数描述需求的不确定性，建立了备灾与灾害救援两阶段决策的鲁棒优化模型，并给出了鲁棒模型对应问题的转化方法。最后通过算例仿真验证了模型和对应问题转换方法的有效性，为地震的应对提供理论指导和决策支持。     

基于场景分析的应急资源布局模型研究

突发事件越来越频繁地发生,对应急物资保障提出了更高的要求,好的资源布局方案对地区需求的保障程度至关重要。本文利用场景分析的方法,给出一个适于多点需求,多点救助的应急资源布局多目标规划模型,并根据资源的具体配置情况决定选址,以期为选址决策者提供选址的依据。求解该问题时,针对模型设计了算法,并进行了算例分析。     

基于贝叶斯网络的并发型突发事件链建模方法

现实情形中，由于致灾因子和作用对象的相似性，初始突发事件的发生易引发多个次生事件并发及耦合，致使事件的演化发展及可能造成的损失具有更大的不确定性。然而，现有的突发事件链式演化分析多运用串发型事件链，对于并发型突发事件存在适用性较低的问题。针对上述问题，本文将突发事件抽象描述为以输入、状态和输出属性为组成要素，通过属性要素间的作用关系构成的复杂系统，进而从属性层面分析事件间的关联关系；以贝叶斯网络为建模工具，识别并发型突发事件间具有的因果关系和耦合关系，给出事件贝叶斯网络关联方法，构建并发型突发事件链模型；基于历史数据获取网络节点间的先验概率信息，运用贝叶斯网络推理算法实现并发型突发事件的演化分析；最后，通过实例验证本文方法在实际应用中的科学性及可行性，并通过对比分析阐明其在提高灾害损失预测精度方面具有一定的优势。     

基于非参数时变Copula模型的美国次贷危机传染分析

金融危机传染分析是国际金融领域中的重要课题,本文对Copula变点检测方法进行推广,采用时变非参数阿基米德Copula模型检验金融危机传染的存在性及其变化趋势,以时变尾部相依系数的大小来度量危机传染程度,并结合系数的变化趋势和时间段对金融危机传染效应进行分析.最后选择全球六个主要股票市场指数和S&P500指数进行危机传染实证研究,得出次贷危机对不同国家或地区的传染效应有所差别.     

结构突变下的高维汇率资产时变投资组合预测研究

金融市场存在结构突变现象是发生金融风险传染的关键所在,而风险传染又是投资组合研究中亟需解决的难点。本文以9种国际主要货币对美元汇率为研究对象,先构建隐马尔科夫模型来对汇率资产进行结构突变预测,并基于结构突变刻画的结果,构建动态R-Vine Copula模型来预测汇率资产的风险传染关系;最后,基于结构突变与风险传染的研究结果,筛选出适合的组合汇率资产,构建时变投资组合预测模型。实证结果表明：HMM模型能够有效地刻画出汇率资产中的结构突变;动态R-Vine Copula模型能够更加有效地刻画出汇率资产间的风险传染关系;基于结构突变与风险传染关系下的动态投资组合预测模型,具有降低投资组合风险与提升投资组合预测收益的优越性,能够为金融风险管理和投资组合研究提供模型参考。     

基于事件链的知识导航模型研究

当前突发公共事件应急管理研究已经成为热点问题.本文从应急管理知识需求出发,研究突发事件对象要素属性关系特点,提出了基于事件链的知识导航模型.该模型由资源模型、知识本体模型、应急处置模型、事件对象模型及事件链模型组成.通过对不同模型间的关系研究,向用户提供方便、快捷、适时的知识导航功能,最后给出应用实例.     

基于知识元的突发事件风险分析

科学地分析突发事件的风险,有利于应急管理部门正确制定应对方案,降低事件损失。突发事件风险分析中受到多因素高维数据和小样本数据信息不完备的约束,无法全面识别突发事件的风险。本文从突发事件系统观点出发,以知识元模型、投影寻踪方法和信息扩散理论为基础,提出了基于知识元的突发事件风险分析方法。该方法采用知识元模型描述了突发事件已认知的共性本体特征,通过探寻事件风险等级标准数据的最佳投影方向降低了输入元素观测数据的维数,将输入元素观测样本所包含的风险信息扩散到输出属性的风险指标论域的控制点上,从而确定了突发事件发生的风险概率。实例分析中,根据国家《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》划分水污染风险等级,利用某湖泊8个监测点实时检测数据,分析该湖泊突发水污染事件的风险性。研究结果表明基于知识元的突发事件风险分析方法能够根据研究区域突发事件风险等级标准和观测点的样本数据,动态定量的分析和评估突发事件潜在风险,为突发事件的应急管理提供科学依据。本文提出的突发事件风险方法对于已经建立实时监测系统的危险区域分析突发事件的风险性具有一定的借鉴意义。     

西北民族地区群体性突发事件应急处置机制的优化

转型期,我国西北民族地区的群体性事件不断呈增长态势。西北民族地区群体性事件的产生有其深层根源和自身特点,对地区社会稳定及发展造成了极大的危害。对此,我们必须大力推进地区群体性突发事件预警组织构建,切实有效进行预警机制管理系统的改革,建立健全处置群体性突发事件的预警制度,完善群体性突发事件预警机制保障体系。只有建立完备的群体性突发事件的预警管理系统和预防机制,才能彻底将群体性突发事件扼杀在萌芽状态,从而减少此类事件对地区社会经济发展及公共安全秩序的危害。     

基于SVR-ARMA组合模型的日旅游需求预测

短期微观旅游需求具有强非线性特征,单一的模型很难做出准确预测.针对此问题,本文分析了著名风景区黄山2010年旅游旺季(4-10月)相关日数据的特征,在此基础上建立SVR-ARMA组合模型,用SVR模型先对原始非线性数据预测,再对SVR模型预测所产生的线性残差用ARMA模型预测,将两部分预测值几何相加得最终的预测值.最后分莉与单一的SVR和ARMA模型对比,结果表明该组合模型有更高更稳健的预测精度,很适合短期微观旅游需求.     

次贷危机中的传染机制研究和策略分析

本文在次贷危机的背景下，对造成违约蔓延的传染机制进行了深入的分析。对于传染机制的解释，一种是源于因果效应：即一个公司的违约导致其他有业务关系公司的财务困境；另一类解释源于信息效应：即当投资者得知某个违约时会产生对其它债务人信用的修正，从而导致一个传染风险溢价。本文在不同的传染机制下，提出了一个统计上非常有用的违约传染模型，此传染模型中的参数可以定量研究公司违约的传染效应，通过模型说明控制好违约的传染率可以有效的控制金融危机的爆发，并且能够定量地给出控制策略。     

基于GERT网络的应急抢险过程资源优化配置模型研究

针对应急抢险过程中资源需求与供应不匹配的问题,通过定义应急抢险过程GERT网络的基本单元,建立了一种综合考虑灾害自身演化过程及外界作用相互关系的应急抢险过程GERT网络,设计了求解不同资源配置情况下突发事件状态转移概率的极大熵模型;研究了应急抢险过程GERT网络的简化性质,给出了基于GERT网络的应急抢险过程资源最优配置的求解算法。为应急资源配置提供了定性与定量结合的分析框架与工具,为灾害发展态势的预测及其资源配置提供了新的研究方法和研究思路。     

平战结合下的公路养护多资源布局问题研究

平战结合是突发事件应急管理的重要原则之一.以公路养护中的平时资源和应急资源的布局问题为研究对象,考虑到日常养护点的选址和资源配置要满足工作的便利性和不同养护点之间工作量的均衡性,把应急资源放置在日常养护点上,既节省管理成本又能满足及时调度的要求,建立一个多目标的混合整数规划模型同时对日常和应急2种资源进行布局,并设计了算法,最后给出了算例.     

设施失灵风险下不确定需求应急定位-路径鲁棒优化研究

为抵御突发灾害对路网造成的破坏性和设施失灵风险,降低系统成本,并快速完成应急救援任务,本文考虑到受灾点物资需求量的不确定和风险对救援系统的影响,采用直升机进行物资运送以规避路径风险。建立了最小化应急物流系统总成本和物资到达需求点总救援时间为双目标的应急物流定位-路径鲁棒优化模型,基于相对鲁棒优化方法处理需求不确定,采用偏差鲁棒优化思想描述设施失灵风险损失,采用遗传算法进行求解。通过对三个算例进行数据仿真实验,证明了相对鲁棒优化方法在处理需求不确定和偏差鲁棒优化方法在处理设施失灵风险方面的有效性,进而为解决应急设施点的开设和救援物资的安全及时准确配送,增强应急物流系统的风险应对能力提供了有效的方法。     

模糊信息下多种类应急物资多周期分配优化模型

考虑灾害的突发性、信息获取的不完全性以及应急救援的紧迫性，引入区间数描述应急物资供给与需求的模糊不确定性，引入三角模糊数刻画路网容量受限情况下每周期的最大物资运输总量，综合考虑灾害、灾区、灾民以及物资等多重因素，引入延迟系数，以应急物资分配的总延迟时间最小化和总系统损失最小化为目标，构建模糊信息条件下考虑多需求点、多配送中心、多物资、多周期、多目标的应急物资动态分配优化决策模型，分析了区间目标函数、区间模糊与三角模糊约束条件的清晰化方法，采用基于二维欧式距离客观赋权模糊算法求解模型，并以青海玉树地震为例对所提出模型的有效性和可行性进行验证。结果表明：所提出的模型能够最大程度地权衡延迟时间与系统损失，形成多周期最优的物资分配方案；现实多周期应急物资分配，时间并不是唯一考虑的因素，需要综合考虑不同应急周期的灾情、灾区、灾民和物资等多种因素对系统总损失造成的影响；重视时间偏好系数，可能使系统总损失增大，表明单一考虑时间偏好系数和损失偏好系数均具有片面性，应该把握选择"度"，发挥二者结合的相互促进作用；物资分配方案基于决策者偏好，并考虑每周期不同需求点的易损性、重要性、需求紧急性以及各类应急物资的重要性与时效性差异参数，有利于提高多周期决策的柔性和现实适用性。     

Bi-objective multi-resource scheduling problem for emergency relief operations

Abstract

Resource scheduling for emergency relief operations is complex as it has many constraints. However, an effective allocation and sequencing of resources are crucial for the minimization of the completion times in emergency relief operations. Despite the importance of such decisions, only a few mathematical models of emergency relief operations have been studied. This article presents a bi-objective mixed integer programming (MIP) that helps to minimize both the total weighted time of completion of the demand points and the makespan of the total emergency relief operation. A two-phase method is developed to solve the bi-objective MIP problem. Additionally, a case study of hospital network in the Melbourne metropolitan area is used to evaluate the model. The results indicate that the model can successfully support the decisions required in the optimal resource scheduling of emergency relief operations.     

灾后不确定需求下应急医疗移动医院鲁棒选址问题研究

我国灾害医学救援主要采用"现场救治"模式，应急医疗移动医院的选址是否合理直接影响救援效率，但各受灾点伤员数量的不确定性增加了决策的困难。本文引入多面体不确定集合刻画伤员数量的不确定性，同时考虑伤员分类及移动医院分型，构建一个以伤员总生存概率最大化为目标的鲁棒选址模型。利用鲁棒优化理论，将模型转化为等价的混合整数规划问题，通过GAMS软件编程并调用CPLEX求解器求解。最后，以四川芦山地震应急医疗救援为例，验证模型和求解方法的可行性和鲁棒性。结果表明，扰动比例和不确定水平对移动医院的选址和伤员的分配方案有显著影响，决策者可根据自己对不确定性风险的偏好程度选择最佳的扰动比例和不确定水平组合，以获得最优的选址分配方案。     

重大传染病疫情演化情境下应急物资配置决策建模分析:以新冠肺炎疫情为例

基于对新冠肺炎疫情时空分布的分析,从时段、关键事件、传播动力学、空间分布、感染规模、信息特征、医疗资源等7个维度构建了重大传染病疫情演化的5种情境,提出了各种情境下需要解决的5个关键应急物资配置决策问题。综合考虑应急物资配置的空间、信息、物资、供应、需求和网络等特性,分析了每一个决策问题进行建模优化的关键因素。基于这些关键因素构建了一个多周期贝叶斯序贯决策模型,给出了求解步骤和解析解,并结合武汉疫情进行了算例分析,验证了模型的有效性。在重大传染病疫情演化情境下,综合考虑这些关键因素,应用贝叶斯决策分析进行应急物资配置决策建模有利于建立更加符合实际的决策模型,减少决策损失。     

Measuring and Achieving Equity in Multiperiod Emergency Material Allocation

Emergency material allocation is an important part of postdisaster emergency logistics that is significant for improving rescue effectiveness and reducing disaster losses. However, the traditional single‐period allocation model often causes local surpluses or shortages and high cost, and prevents the system from achieving an equitable or optimal multiperiod allocation. To achieve equitable allocation of emergency materials in the case of serious shortages relative to the demand by victims, this article introduces a multiperiod model for allocation of emergency materials to multiple affected locations (using an exponential utility function to reflect the disutility loss due to material shortfalls), and illustrates the relationship between equity of allocations and the cost of emergency response. Finally, numerical examples are presented to demonstrate both the feasibility and the usefulness of the proposed model for achieving multiperiod equitable allocation of emergency material among multiple disaster locations. The results indicate that the introduction of a nonlinear utility function to reflect the disutility of large shortfalls can make the material allocation fairer, and minimize large losses due to shortfalls. We found that achieving equity has a significant but not unreasonable impact on emergency costs. We also illustrate that using differing utility functions for different types of materials adds an important dimension of flexibility.