[發明專利]基于非線性規劃的分級應急物資分配方法及系統

有效

• 申請號: 202110722037.5
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113537735B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 宋曙光;程恩浩;熊淑賢
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26;G06Q50/30;G06N3/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種基于非線性規劃的分級應急物資分配方法及系統，將應急物資按適用范圍進行分類，對各個受災點一天對應急物資的需求進行量化分析；以人為第一位的基本原則將物資分為緊急級物資和一般級物資，從而最小化救援時間，減少災區人員傷亡；對緊急級物資和一般級物資制定不同的分配方案；其中，對于緊急級物資，將運輸成本最小、懲罰成本最小、運輸時間最小作為目標函數；對于一般級物資，將最小化運輸和懲罰成本作為目標函數，分別建立多目標非線性規劃模型，公平合理地進行應急物資優化配置，最大化救援物資的效用，最小化救援時間，從而減少了災民的災后傷亡。

技術領域

本公開涉及物資智能分配技術領域，特別涉及一種基于非線性規劃的分級應急物資分配方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

各種突發災害頻頻爆發，極大地影響了人們正常的生產生活。大規模突發災害經常導致大量人員傷亡和設施損毀，造成大量的經濟損失。突發災害發生后，受災地區會在極短時間內產生大量的應急物資需求，然而災后初期可供調用的應急物資是很有限的。因此，如何確定物資運輸策略，科學分配有限的物資并及時地進行運送，對保障災區生命安全以及減少災區損失具有非常重要的作用。

通常會依據受災點的人口數、傷員數和災害等級強度，向受災嚴重、物資需求量大的地區運輸應急救援物資，一般首先依據受災點的人口數量、傷員數量對物資需求進行預估，然后依據成本、公平性等因素來確定物資運輸策略，從不同的應急儲備庫運送應急救援物資到不同受災點。

發明人發現，現有的應急物資分配模型，大多沒有考慮應急物資需求的緊迫程度，降低了應急物資的調配和運輸效率，增大了災民的心理壓力。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種基于非線性規劃的分級應急物資分配方法及系統，對于緊急級物資，以運輸成本最小、懲罰成本最小和運輸時間最小作為目標函數；對于一般級物資，以最小化運輸和懲罰成本作為目標函數，分別建立多目標非線性規劃模型，公平合理地進行應急物資優化配置，最大化救援物資的效用，最小化救援時間，減少了災民的災后傷亡。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種基于非線性規劃的分級應急物資分配方法。

一種基于非線性規劃的分級應急物資分配方法，包括以下過程：

對當前應急物資按適用范圍進行分類；

根據應急物資的類別，將受災點預設時間段內的物資需求進行量化；

根據量化結果和應急物資的使用緊急程度，將應急物資分為緊急級物資和一般級物資；

根據得到的緊急級物資，結合以運輸成本最小、懲罰成本最小以及運輸時間最短為目標構建的第一多目標非線性規劃模型，得到緊急級物資分配方案；

根據得到的一般級物資，結合以運輸成本最小和懲罰成本最小為目標構建的第二多目標非線性規劃模型，得到一般級物資分配方案。

進一步的，根據受災點的人數、受災點的受傷者人數和受災點的無家可歸的人數，將受災點預設時間段內的物資需求進行量化。

進一步的，第一多目標非線性規劃模型和第二多目標非線性規劃模型中，運輸成本最小，包括：

其中，t_ij表示從儲備庫j到受災點i的運輸時間，y_ij表示儲備庫j是否為受災點i分配應急物資的二進制矩陣，C表示應急物資運輸成本矩陣，m為受災點的數量，n為儲備庫的數量。

進一步的，第一多目標非線性規劃模型中，運輸時間最短，包括：