新體制下聯(lián)勤保障應(yīng)急物資配送車輛調(diào)度決策的探索

文/肖驊 韓明 王銳淇 汪貽生

新體制下聯(lián)勤保障應(yīng)急物資配送車輛調(diào)度決策的探索

文/肖驊 韓明 王銳淇 汪貽生

中央軍委聯(lián)勤保障部隊(duì)的組建標(biāo)志著新體制下聯(lián)勤保障體制的正式建立。在新體制下聯(lián)勤保障力量能否勝任應(yīng)急物資配送保障工作關(guān)系到聯(lián)勤保障力量職能的發(fā)揮，本文對(duì)新體制下聯(lián)勤保障力量的應(yīng)急物資配送中車輛調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了研究和探索，針對(duì)性地建立了車輛配送路徑模型，并給出了算法。為新體制下聯(lián)勤保障力量如何快速、高效地開(kāi)展應(yīng)急配送工作提供決策參考。

聯(lián)勤保障；應(yīng)急物資；調(diào)度決策

1.引言

2016年9月13日，中央軍委主席習(xí)近平向軍委聯(lián)勤保障部隊(duì)授予軍旗，宣布了中央軍委聯(lián)勤保障部隊(duì)的組建，這標(biāo)志著中國(guó)軍隊(duì)新體制下聯(lián)勤保障體制的正式建立。聯(lián)勤保障部隊(duì)是實(shí)施聯(lián)勤保障和戰(zhàn)略戰(zhàn)役支援保障的主體力量，主要包括武漢聯(lián)勤保障基地和無(wú)錫、桂林、西寧、沈陽(yáng)、鄭州5個(gè)聯(lián)勤保障中心，其組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。聯(lián)勤保障部隊(duì)按照聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障的要求進(jìn)行建設(shè)，整體上緊密圍繞著強(qiáng)軍目標(biāo)的大布局、是推進(jìn)后勤建設(shè)和改革的重要舉措，對(duì)把中國(guó)軍隊(duì)建設(shè)成為世界一流軍隊(duì)、打贏現(xiàn)代化局部戰(zhàn)爭(zhēng)具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

因此，新體制下如何建立一支能應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急保障力量是一項(xiàng)函待解決的問(wèn)題，本文就應(yīng)急物資配送決策問(wèn)題進(jìn)行了研究。因此在每一個(gè)聯(lián)勤保障中心下轄范圍內(nèi)，應(yīng)建立完善的應(yīng)急物資配送決策體系，充分利用聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障所帶來(lái)的信息和管理優(yōu)勢(shì)，為部隊(duì)提供精準(zhǔn)、高效的物資保障。

圖1 新體制下聯(lián)勤保障力量組織結(jié)構(gòu)

1.1 應(yīng)急物資配送決策構(gòu)建的基本思路

針對(duì)聯(lián)勤保障部隊(duì)建設(shè)的情況，我們對(duì)其所面臨的應(yīng)急保障工作構(gòu)建了決策基本思路。聯(lián)勤保障部隊(duì)?wèi)?yīng)急物資配送決策涉及多個(gè)要素，主要包括決策支撐、決策主體和決策實(shí)施三大模塊，如圖2所示。

圖2 應(yīng)急物資配送決策框架結(jié)構(gòu)圖

其中，決策支撐是基礎(chǔ)，決策主體是關(guān)鍵，決策實(shí)施是重點(diǎn)，三者相互聯(lián)系，密不可分。

應(yīng)急信息管理系統(tǒng)是應(yīng)急物資配送的決策支撐。信息管理系統(tǒng)主要包括物資管理系統(tǒng)、交通信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和氣象信息系統(tǒng)。信息管理系統(tǒng)為指揮機(jī)構(gòu)提供物資的籌集、儲(chǔ)存和配送信息、交通道路信息、需求點(diǎn)物資品種和數(shù)量的需求信息及其緊急程度等。同時(shí)，根據(jù)環(huán)境的發(fā)展變化以及物資配送決策的實(shí)施情況，信息管理系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)信息應(yīng)實(shí)時(shí)更新，為指揮機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)決策提供可靠并完整的數(shù)據(jù)支撐。

應(yīng)急物流調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)是應(yīng)急物資配送的決策主體。當(dāng)部隊(duì)需求提出后，物流調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)根據(jù)任務(wù)需求和信息管理系統(tǒng)提供的決策信息，進(jìn)行物資配送決策，主要包括規(guī)劃急配送區(qū)域，選擇配送運(yùn)輸方式，確定應(yīng)送路線等。由于環(huán)境的不斷發(fā)展變化以及決策初期決策信息的不完全、不及時(shí)和不準(zhǔn)確，物流調(diào)度指揮機(jī)構(gòu)還要依據(jù)實(shí)時(shí)獲取的信息，通過(guò)態(tài)勢(shì)評(píng)估，對(duì)是否調(diào)整決策作出判斷，進(jìn)而付諸實(shí)施。

應(yīng)急配送網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)急物資配送的決策實(shí)施，實(shí)現(xiàn)物資的時(shí)間轉(zhuǎn)移、空間轉(zhuǎn)移和形質(zhì)轉(zhuǎn)移。配送網(wǎng)絡(luò)主要由節(jié)點(diǎn)和節(jié)線組成，節(jié)點(diǎn)即實(shí)現(xiàn)軍用物資中轉(zhuǎn)集運(yùn)、換裝、分揀、庫(kù)存、包裝等操作的物流設(shè)施，節(jié)線即節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間不同配送運(yùn)輸方式下的配送路線。當(dāng)前采用的配送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為物資倉(cāng)庫(kù)到中轉(zhuǎn)站再到需求點(diǎn)，也可直接由物資倉(cāng)庫(kù)直接到需求點(diǎn)。

1.2 應(yīng)急物資配送決策過(guò)程（見(jiàn)表3）

應(yīng)急物流決策過(guò)程的基本活動(dòng)包括情報(bào)活動(dòng)、設(shè)計(jì)活動(dòng)、選擇活動(dòng)和實(shí)施活動(dòng)，設(shè)計(jì)活動(dòng)又分為目標(biāo)設(shè)計(jì)和具體方案設(shè)計(jì)。據(jù)此，應(yīng)急物資配送決策過(guò)程包括5個(gè)階段：收集、處理相關(guān)需求信息，確定應(yīng)急物資配送目標(biāo)，設(shè)計(jì)應(yīng)急物資配送方案，選擇應(yīng)急物資配送方案和執(zhí)行應(yīng)急物資配送決策，收集、處理相關(guān)信息。配送任務(wù)下達(dá)后，要快速查找需求點(diǎn)的周邊環(huán)境以及需求點(diǎn)到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的自然狀況，同時(shí)查找可用于供應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)和籌集點(diǎn)。迅速收集相關(guān)信息，包括物資儲(chǔ)備、物資需求和交通道路等信息，對(duì)信息進(jìn)行科學(xué)的處理，為物資調(diào)度的順利展開(kāi)奠定基礎(chǔ)。

確定應(yīng)急物資配送目標(biāo)。應(yīng)急物資配送目標(biāo)是指揮機(jī)構(gòu)通過(guò)實(shí)施配送活動(dòng)所要達(dá)到的目的。應(yīng)急物資配送決策目標(biāo)層次性明顯，追求時(shí)間最短，通過(guò)效率實(shí)現(xiàn)效益，但隨著環(huán)境的改變，指揮機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修訂。

設(shè)計(jì)應(yīng)急物資配送方案。應(yīng)急物資配送方案主要包括3個(gè)內(nèi)容，劃分配送區(qū)域，選擇配送運(yùn)輸方式和確定配送路線。指揮機(jī)構(gòu)根據(jù)需求的規(guī)模、物資的籌備情況和道路通行情況設(shè)計(jì)多個(gè)物資配送方案。同時(shí)，指揮機(jī)構(gòu)還要根據(jù)事件發(fā)展變化以及實(shí)時(shí)決策信息，對(duì)選定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)修訂。

選擇應(yīng)急物資配送方案。指揮機(jī)構(gòu)依照物資配送決策目標(biāo)，對(duì)設(shè)計(jì)的物資配送方案進(jìn)行全面、詳盡地評(píng)價(jià)。由于對(duì)象的特殊性，應(yīng)急物資配送決策采取滿意決策準(zhǔn)則，即不是選擇最優(yōu)方案，而是選擇滿意方案。

圖3 應(yīng)急物資配送決策過(guò)程圖

表1 模型相關(guān)參數(shù)及變量定義

執(zhí)行應(yīng)急物資配送決策。應(yīng)急物資配送決策一旦形成，指揮機(jī)構(gòu)應(yīng)迅速通過(guò)聯(lián)合指揮系統(tǒng)調(diào)集必要的人力、物力、財(cái)力，依托應(yīng)急物資配送網(wǎng)絡(luò)，確保決策方案的落實(shí)和執(zhí)行。在應(yīng)急物資配送決策實(shí)施的過(guò)程中，指揮機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)實(shí)時(shí)收集的決策信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整應(yīng)急物資配送決策，提高軍用物資保障效率。

2.應(yīng)急物資配送決策的問(wèn)題描述及假設(shè)

2.1 問(wèn)題描述

模型研究了在一個(gè)聯(lián)勤保障中心的轄區(qū)范圍內(nèi)，聯(lián)勤保障部隊(duì)決策機(jī)關(guān)如何進(jìn)行應(yīng)急物資配送的線路規(guī)劃問(wèn)題。模型假設(shè)n臺(tái)運(yùn)輸車輛將應(yīng)急物資從物資倉(cāng)庫(kù)或是就近的籌集點(diǎn)運(yùn)送到m個(gè)應(yīng)急需求點(diǎn)，最后返回到車輛路徑問(wèn)題，并以所花費(fèi)的總時(shí)間最短且各輛車花費(fèi)時(shí)間盡可能均衡為目標(biāo)建立了模型，給出了改進(jìn)的“最近搜索法”，并用算例驗(yàn)證了模型的有效性。

2.2 模型假設(shè)

基于實(shí)際情況和理論分析的需要，在模型構(gòu)建之前需要作出如下必要假設(shè)：

假設(shè)1：不考慮車輛在每個(gè)需求點(diǎn)的卸貨時(shí)間；

假設(shè)2：不考慮倉(cāng)庫(kù)或是籌集點(diǎn)籌集物資的時(shí)間；

假設(shè)3：各車輛以勻速行駛；

假設(shè)4：各車輛容載量不小于其經(jīng)過(guò)路線的應(yīng)急需求總量；

假設(shè)5：每個(gè)應(yīng)急需求點(diǎn)對(duì)應(yīng)急物資需求緊迫程度相同。

2.3 參數(shù)及變量定義

為了便于模型建立，需要對(duì)一些重要參變量進(jìn)行定義，見(jiàn)表1。

3.模型構(gòu)建與分析

3.1 聯(lián)勤保障應(yīng)急物資配送決策路徑規(guī)劃模型

根據(jù)提出的問(wèn)題，可建立如下雙目標(biāo)模型：

目標(biāo)（1）表示n輛車所花費(fèi)的總時(shí)間最少，（2）表示花費(fèi)時(shí)間最多路徑與花費(fèi)時(shí)間最少路徑上的差最小，從而均衡各車輛花費(fèi)的時(shí)間。約束條件（3）表示每個(gè)出發(fā)點(diǎn)i上的車輛有且只有一輛車，條件（4）表示每個(gè)需求點(diǎn)i有且只有一輛車到達(dá)。但目標(biāo)（1）與目標(biāo)（2）是相互矛盾的，不可能同時(shí)達(dá)到最小。因此具體求解時(shí)，應(yīng)兩者兼顧，一種較簡(jiǎn)單且合理的方法是轉(zhuǎn)換成單目標(biāo)函數(shù)，即

目標(biāo)函數(shù)（5）表示最小化車輛路徑時(shí)間的最大值，這樣使得求解較容易，而且與上面雙目標(biāo)函數(shù)較接近。

3.2 模型的算法

此類問(wèn)題類似于多旅行商問(wèn)題，屬于NP完全類，沒(méi)有多項(xiàng)式時(shí)間算法，只能采用啟發(fā)式算法。本文對(duì)解決單旅行商中常用的“最近搜索算法”進(jìn)行改進(jìn)，以用于本文模型的求解，模型的算法如下：

（1）以物資倉(cāng)庫(kù)或是就近的籌集點(diǎn)0為出發(fā)點(diǎn)，從m個(gè)應(yīng)急需求點(diǎn)中找出到0花費(fèi)時(shí)間最少的n個(gè)應(yīng)急需求點(diǎn)（n＜m），按照花費(fèi)時(shí)間從小到大將這n個(gè)應(yīng)急需求點(diǎn)排列為：N 1，N2，…，Nn；

表2 籌集點(diǎn)與需求點(diǎn)之間、各個(gè)需求點(diǎn)之間的距離（單位：km）

表3 車輛到各需求點(diǎn)、從需求點(diǎn)到其它需求點(diǎn)所需要的時(shí)間（單位min）

（2）對(duì)每輛運(yùn)輸車輛進(jìn)行編號(hào)，號(hào)碼為1，2，…，n。讓車輛1到達(dá)應(yīng)急需求點(diǎn)N1，車輛2到達(dá)應(yīng)急需求點(diǎn)N2，依此類推，車輛n到達(dá)需求點(diǎn)Nn；

（3）從車輛n開(kāi)始，找出與需求點(diǎn)Nn花費(fèi)時(shí)間最短的需求點(diǎn)Nn+1（需求點(diǎn)N1，N2，…，Nn除外），使它成為車輛n到達(dá)的下一個(gè)需求點(diǎn)，接著找出車輛（n～1）要到達(dá)的下一個(gè)需求點(diǎn)（需求點(diǎn)N1N2，……NnNn+1除外），…，依次找出車輛n～2，n～3，…，的下一個(gè)目的地；

4.算例分析

本文將模擬在同一時(shí)間，需將一批物資從應(yīng)急籌集點(diǎn)利用8臺(tái)車運(yùn)往16個(gè)需求點(diǎn)的情況，假設(shè)每輛車都以40km/h的速度行駛，八個(gè)需求點(diǎn)分別為N1～N8，應(yīng)急籌集點(diǎn)為0，籌集點(diǎn)與需求點(diǎn)之間，各個(gè)需求點(diǎn)之間的距離如表2所示。

通過(guò)模型求解，給出各車輛的運(yùn)行路徑，使得車輛花費(fèi)的總時(shí)間最少并且各車輛花費(fèi)的時(shí)間均衡。

根據(jù)車輛40km/h的速度，可計(jì)算出車輛到各需求點(diǎn)，從需求點(diǎn)到其它需求點(diǎn)所需要的時(shí)間，見(jiàn)表3。

根據(jù)3節(jié)中的算法，可以得到各車輛的路徑分別為：

車輛1：0～2～16～0，花費(fèi)時(shí)間為47.76min；

車輛2：0～5～14～0，花費(fèi)時(shí)間為50.85min；

車輛3：0～4～15～0，花費(fèi)時(shí)間為50.73min；

車輛4：0～1～11～0，花費(fèi)時(shí)間為47.5min；

車輛5：0～10～12～0，花費(fèi)時(shí)間為50.56min；

車輛6：0～3～13～0，花費(fèi)時(shí)間為42.68min；

車輛7：0～7～6～0，花費(fèi)時(shí)間為45.24min；

車輛8：0～8～9～0，花費(fèi)時(shí)間為39.65min。

花費(fèi)的總時(shí)間為373.97min，花費(fèi)時(shí)間最多的車輛2比花費(fèi)時(shí)間最少的車輛8的時(shí)間多11.2min。

5.結(jié)論

本文針對(duì)新形勢(shì)下聯(lián)勤保障部隊(duì)如何充分利用聯(lián)合作戰(zhàn)體系為我軍大規(guī)模應(yīng)急軍事物流提供了決策參考，針對(duì)我國(guó)發(fā)生的大規(guī)模突發(fā)事件，研究了大規(guī)模突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，應(yīng)急物資從應(yīng)急物資籌措點(diǎn)通過(guò)聯(lián)勤保障力量運(yùn)往事件發(fā)生地應(yīng)急需求點(diǎn)，使得所有應(yīng)急車輛花費(fèi)的總時(shí)間最少且各車輛花費(fèi)的時(shí)間均衡的封閉式車輛路徑問(wèn)題。建立了車輛路徑模型，給出了算法。為我軍聯(lián)勤保障體制的改革提供了一些參考，也為我軍如何利用聯(lián)合作戰(zhàn)、聯(lián)合訓(xùn)練、聯(lián)合保障所帶來(lái)的信息和管理優(yōu)勢(shì)，快速，高效的為部隊(duì)提供精準(zhǔn)、高效的物資保障做出決策參考。

[1]郭瑞鵬.物資調(diào)運(yùn)時(shí)間為區(qū)間數(shù)的最短路問(wèn)題研究[J]，背景理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2006，（6）：29～30.

[2]車穎濤.時(shí)間約束下的應(yīng)急物資調(diào)度模型及算法研究[D]，鄭州：河南大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文，2007.

[3]朱建明，韓繼業(yè)，劉得剛.突發(fā)事件應(yīng)急醫(yī)療物資調(diào)度中的車輛路徑問(wèn)題[C]，第二屆應(yīng)急管理國(guó)際研討會(huì)會(huì)議文集，2007.

[4]戴玉思.區(qū)域物流體系的研究[D].南昌：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)，2013.

[5]鄧旭東，孫浩靜.公路物流運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)輸成本的優(yōu)化[J].交通企業(yè)管理，2014，（11）.

[6]張紅.關(guān)于如何降低物流運(yùn)輸成本的思考[J].現(xiàn)代商業(yè)，2011，（18）

中國(guó)物流學(xué)會(huì)、中國(guó)物流與采購(gòu)聯(lián)合會(huì)課題項(xiàng)目（2016CS1KT3-252）

（

后勤工程學(xué)院）