本文是一篇物流论文，本文运用应急物流管理理论、选址及路径规划理论，基于层次分析法和模糊综合评价法等统计分析方法，利用云自适应遗传算法等运算工具，对准备阶段的应急物流设施点选址及响应阶段的救援物资配送路径规划问题进行了系统研究。
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
近年来，我国经济快速发展、整体综合实力不断增强。然而，时有发生的地震、洪水、台风等各类自然灾害，不仅给人民的生命和财物安全带来了威胁，而且对社会的和谐稳定繁荣发展产生了不利影响。此外，新冠疫情等公共卫生事件的爆发也对国内社会的正常运行带来了冲击[1]。可以预见的是，各类自然灾害、新冠疫情等突发事件依然是未来一段时间内影响国家发展的“绊脚石”。因此，为了降低各类突发事件带来的负面影响，需要及时开展有效的应急救援活动，这离不开高效的应急物流管理体系的支撑[2]。建立科学的应急物流管理系统，是保障突发事件应急处置效果的基石。
应急物流管理系统通常需要在高度不确定的环境下，承担艰巨且复杂的运输任务，保证救援物资及时、安全的运输到相应的突发事件需求点。应急物资能否及时送达是影响救援效果至关重要的环节。然而，应急物流管理系统一般是由应急管理人员、救援保障物资、装备力量、法规条例等多种因素动态约束构成的整体系统，具备突发性、弱经济性、多主体参与性等特征。经过2003年“非典”、2008年“汶川地震”、2010年“玉树地震”和2019年“新冠疫情”等突发事件，当前我国应急物流管理能力已经取得了很大进步。虽然众多学者对各类突发事件的预防和处置已有大量研究并有许多经验积累，但是研究大多是单方面讨论救援物资存储、应急物流设施点选址或车辆路径规划等问题，对于综合统一的系统化研究依然不足。此外，随着应急物流网络规模的不断扩大，其结构约束变得更加复杂。因此，对应急物流管理系统的深入研究是缓解突发事件对当前经济发展负面影响的现实需求。
1.2 国内外相关研究综述
近年来，国内外学者对基于铁路运输的应急物流管理进行了广泛的研究，特别地，选址及路径规划问题作为其中的热点和难点问题，吸引了大量的关注，并产生了诸多的科研成果[4]。针对提出的基于铁路运输的应急物流设施点选址及救援物资配送路径规划问题，接下来主要对国内外相关学者的研究进行梳理和分析，发现其中有待深入探讨的内容。
1.2.1 应急物流管理
突发事件如自然灾害、新冠疫情等发生后，紧急组织应急救援物资运输，保障受灾地区人民生命财产安全是应急管理的第一要务。应急物流管理是一种特殊的物流活动，尽可能降低事件导致的民众生活损失是其第一要务[5]。国内外众多专家学者对应急管理体系建设进行了相关研究。顾冬等（2018）从闭环供应链角度出发，进行了应急物流系统研究，根据应急供应链的理论，建立了应急物流管理系统[6]。主要流程包括：物资的准备、灾害发生后进行物资调度、物资交付后的存货管理，来实现应急救援物资调度的时间和资源优化。姜岚和张艺纯（2022）分析了我国现阶段应急物资的储备体系存在的问题，以物资的需求程度为出发点，研究了城市应急物流网络在不确定性条件下的优化问题[7]。张敏洁（2022）从物流管理的层面对应急物流的特征作出了分析，研究了重特大突发事件下城市应急物流体系建设[8]。丁蕾和杭虹利（2022）探讨了企业如何完善相关的应急物资共享机制，构建了应急物流优先的交通分配模型及算法[9]。
2 相关理论及方法
2.1 应急物流概述
2.1.1 突发事件概述
突发事件概念是比较广义的，可能发生在各个领域。突发事件的影响可能涉及社会某一局部范围，甚至是区域性或全球性的。参照《中华人民共和国突发事件应对法》的定义：突发事件指突然出现的、可能产生巨大社会危害的、必须立即采取措施进行处理的情形。
由《国家突发公共事件总体应急预案》可知，突发事件按照其严重程度等影响因素可分为一般、较大、重大和特别重大四个不同等级。突发事件是各种复杂因素交织演变的结果，当整个发展过程积累到一定的程度，系统的状态就会发生突变，从而引导产生突发事件[65]。
从不同角度出发，突发事件可以有不同的分类标准。为了便于研究，本文主要从三个层面根据突发事件的特征进行分类，相关突发事件分类结果如图2-1所示。
2.2 选址及路径规划问题概述
2.2.1 选址问题概述
选址起始于德国学者Alfred Weber在1909年提出的问题：在给定一个区域内设立一个仓库，如何满足该仓库到所有需求点的总距离最小。后来经过学者们的不断探索，研究内容逐渐从单一的选址点问题发展和丰富到复杂的多个选址点问题[71]。应急物流设施点选址问题的目的是保证能够满足需求点的需要，有效地为应急管理提供服务，尽最大可能减少损失。基于当前应急物资需求点的情况分析和所需的特定应急物资类型等相关信息，应急物流管理与救援调度中心将根据应急物流设施运营情况，分析提出各种制约性条件。此外，判断当前突发事件需求点的数量分布和需求地点的分布情况，从而对应急物资进行科学的分配，以解决应急物流设施点选址问题并最终能实现资源的合理分配[72,73]。
根据应急物流设施点选址问题分析可给出如下描述：在出现突发事件前，根据经济社会发展与相关历史经验，结合专家论证，确定应急物流设施备选点，从中选取合适数目及合适位置的应急物流设施点。通常是基于仓库到需求点之间距离最短或成本支出最小的角度进行考量。应急物流设施点选址问题结构示意图如图2-5所示。
3 基于铁路运输的应急物流选址及路径规划问题模型要素分析 ...... 25
3.1 模型要素确定 ................................ 25
3.2 基于层次分析法的要素权重分析 .......................... 26
3.3 基于模糊综合评价法的要素优先级排序 .................. 30
4 基于铁路运输的应急物流选址及路径规划问题模型构建与求解算法设计 ..................... 36
4.1 问题描述 ................................. 36
4.2 模型假设与符号说明 ............................. 37
4.3 两阶段多目标选址及路径规划模型构建 ................... 39
5 广铁集团实例求解与分析 ................................. 52
5.1 实例介绍 ................................... 52
5.2 模型第一阶段实例求解与结果分析 ................................ 54
5.3 模型第二阶段实例求解与结果分析 ......................... 61
5 广铁集团实例求解与分析
5.1 实例介绍
5.1.1 广铁集团概述
广铁集团全称为中国铁路广州局集团有限公司，总部位于中国广州。广铁集团管辖范围主要为中国的中南地区，包括广东、湖南、海南等地。广铁集团共有直属单位33个，直接管辖运输站段52个，运输辅助单位5个。广铁集团是我国铁路运输行业实力雄厚的一家企业集团，广铁集团管辖的中南地区范围内，京广线、京九线是我国两条铁路运输交通大动脉，粤海铁路线链接了大陆和海南岛，广茂、广梅汕两条铁路线链接了我国西南、东南沿海地区，湘黔、焦柳和石长三条铁路线链接了我国的西南地区[99]。
广铁集团管辖范围包含的地区大部分为亚热带季风气候，该气候特点为气温高、雨水多、台风多，因此，防高温、防洪灾、防台风是本地区的应急管理重点应对的工作。近年来，随着气候变化加剧，广东、湖南两省降雨量增多，突发灾害性的暴雨频率显著增加。此外，相关区域新冠疫情等突发事件此起彼伏，同样给广铁集团应急物流管理提出了新的要求。广铁集团管辖范围内的西南地区即广茂线、广梅汕线路网范围内，存在应急物流设施不足、应急管理效率低等问题，洪灾频发，该地区人民常年受洪灾困扰[100]。
6 研究结论与展望
6.1 研究结论
近年来，我国铁路建设快速发展，铁路综合交通运输网络不断拓展，这为基于铁路运输的应急救援物资配送提供了坚实基础。应急物资的提前储备与合理布局是高效救援的前提，救援物资配送路径的畅通是减少灾后损失的重要保证。从基于铁路运输的应急物流管理实际需求出发，本文运用应急物流管理理论、选址及路径规划理论，基于层次分析法和模糊综合评价法等统计分析方法，利用云自适应遗传算法等运算工具，对准备阶段的应急物流设施点选址及响应阶段的救援物资配送路径规划问题进行了系统研究。论文的主要研究内容和成果有以下几个方面：
（1）通过搜集梳理大量关于应急管理、应急物流设施点选址以及救援物资配送路径规划等相关中英文文献，研究分析了应急管理、应急物流体系的现状及特征，梳理了基于铁路运输的应急物流管理需要关注的内容。全面分析了基于铁路运输的应急物流选址及路径规划问题模型构建的影响要素，分别利用层次分析法和模糊综合评价法从不同角度进行优先级分析，并得出了相应的结论，即：时间因素和成本因素优先级最高。据此确定了应急管理流程不同阶段模型构建的侧重点，根据不同阶段的特点分别以成本和时间作为优化目标，同时以物资、环境、风险、政策等其他因素作为约束条件。
（2）面向应急管理准备阶段和响应阶段的主要问题，构建了基于铁路运输的两阶段多目标模型。针对基于铁路运输的应急物流设施备选点已知但需建数目未定的选址问题，在前文影响因素优先级的基础上，结合应急管理准备阶段的特点，从实际出发以建设成本、经营成本、运输成本和应急损失成本等综合总成本最低作为目标，构建了应急物流设施点选址模型。然后，在选址结果基础上，考虑突发事件需求点优先级差异，结合应急管理响应阶段的特点，以物资准备时间、配送时间和超时惩罚时间等综合消耗时间最短作为优化目标，构建了救援物资配送路径规划模型。从整体综合分析两个阶段的模型，通过一致性参数对目标函数量纲进行统一，构建了基于铁路运输的应急物流管理两阶段多目标模选址及路径规划模型。通过引入云自适应遗传算法，弥补经典遗传算法收敛速度慢、容易局部收敛等问题，设计了本文模型的算法求解策略。通过算例分析，验证了本文构建的两阶段多目标选址及路径规划模型的合理性及本文设计的基于云自适应遗传算法的模型求解策略的有效性。
参考文献（略）