铁路防洪应急物资优化布局及调配研究

论文摘要

随着《中长期铁路网规划》的实施和高速铁路的快速发展,未来我国铁路路网规模更大、行车度速更快、路网运输能力更强,这就对铁路突发事件的风险防范和应急管理提出了更高的要求。在铁路突发事件中,铁路水害一直是困扰我国铁路运输的难题之一,每年都给铁路运输带来巨大损失。由于对铁路突发事件应急物资管理研究的缺乏,当前我国铁路运输单位主要按经验进行防洪应急物资储备和调配,存在储备点布局、物资的数量结构不合理、不经济等问题,物资调配过程缺乏科学的理论和方法指导,严重影响了救援工作的开展和应急管理效率的提高。因此,针对铁路防洪应急物资优化布局及调配等问题进行研究成为了一个紧迫而重要的课题。本文从铁路水害突发事件应急管理需求出发,结合铁路水害应急管理的独特性,运用应急管理理论、设施选址理论、物资管理理论及SPSS统计分析方法、MATLAB运算工具,对铁路防洪应急物资储备网络选址优化、应急物资储备方式及存贮模型、应急物资调配优化进行了系统的研究,实现了研究视角及研究内容的创新。针对铁路防洪应急物资储备网络选址优化研究,论文在深入分析铁路防洪应急物资的储备模式和应急响应模式的基础上,结合铁路应急储备网络点覆盖线的独特性,首先构建了分别考虑物资供应段和工务段物资储备点选址的二阶选址模型。模型综合考虑了集合覆盖、尽量利用已有物资储备点,以使费用最少、风险防备最大化以及物资供应段储备点距离工务物资储备点的最大距离最小化等因素,符合铁路防洪实际需求。其次,论文将物资供应段储备点、其所负责供应的工务应急物资储备点以及应急点之间的日常及应急物资流看作一个多层的物资流系统,基于P—中值模型建立了考虑平战结合的铁路防洪应急物资储备网络选址模型。铁路防洪应急物资储备研究方面,建立了基于综合重要性的铁路防洪应急物资分类评价指标体系,创建了基于模糊理论及聚类分析的应急物资分类方法,进而根据不同的物资类别,明确给出合理的储备方式选择策略。针对工务及物资段应急物资存贮问题,建立了基于改进(s,S)策略的工务防洪应急物资存贮模型、存贮系统随机存贮模型(将物资供应段及其所负责供应的工务应急物资储备点视为一个存贮系统,以整个存贮系统最优为目标)以及基于EOQ思想的物资供应段应急物资随机存贮模型。在应急物资调配研究方面,提出利用案例推理技术与情景分析相结合进行应急物资需求预测的方法和步骤。建立了单物资、多物资公铁联合调配多目标规划模型。对于单物资调配问题,建立了满足应急时间最短(应急限制期)的前提下,如何选择出救点、出救物资数量及运输方式,以使出救点数目及运输费用最小的单物资公铁联合调配多目标模型；在多物资调配方面,考虑了满足重要性程度不同物资的应急需求,如何选择出救点、出救物资数量及运输方式,以使出救点最少、总调配成本最小的多物资公铁联合调配多目标模型,设计了求解算法。最后,论文以某铁路局为例进行实证分析,验证了研究结果的有效性,为铁路局防洪应急物资优化布局及科学调配提供理论依据。研究成果将推进铁路应急管理理论研究,对提高铁路运输企业应急物资科学化管理和决策水平,进而提升我国铁路运输企业应对水害乃至各类突发事件的能力和效率具有参考和借鉴价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 选址问题研究现状
• 1.2.2 应急物资储备与筹措研究现状
• 1.2.3 应急物资调配研究现状
• 1.3 研究方法与技术路线
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 理论基础及方法
• 2.1 应急管理理论
• 2.1.1 突发事件的概念及特点
• 2.1.2 应急管理的概念
• 2.1.3 应急管理的阶段
• 2.2 设施选址理论
• 2.2.1 绝对中心点问题
• 2.2.2 P—中值问题
• 2.2.3 集合覆盖问题
• 2.2.4 最大覆盖问题
• 2.3 库存管理理论
• 2.3.1 经济订购批量模型
• 2.3.2 （s,S）随机存贮模型
• 2.3.3 报童模型
• 2.3.4 供应商管理库存模型
• 2.4 应急物资调配模型
• 2.4.1 单物资调配模型
• 2.4.2 多物资调配模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 铁路防洪应急物资储备网络选址优化
• 3.1 铁路防洪应急物资储备网络选址优化的目标与特点
• 3.1.1 铁路防洪应急物资储备网络选址优化的目标
• 3.1.2 铁路防洪应急物资储备网络选址的特点
• 3.2 问题分析及模型假设
• 3.2.1 问题分析
• 3.2.2 模型假设
• 3.3 基于储备点层次的铁路防洪应急物资储备网络二阶选址模型
• 3.3.1 模型建立
• 3.3.2 模型求解算法
• 3.4 基于平战结合的铁路防洪应急物资储备网络选址模型
• 3.4.1 模型建立
• 3.4.2 模型求解算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 铁路防洪应急物资储备
• 4.1 概述
• 4.1.1 应急物资的特点
• 4.1.2 应急物资的储备模式
• 4.1.3 铁路防洪应急物资的分类及特点
• 4.2 基于综合分类的铁路防洪应急物资储备方式
• 4.2.1 基于储备管理需求的铁路防洪应急物资综合分类
• 4.2.2 铁路防洪应急物资储备方式选择策略
• 4.3 铁路防洪应急物资存贮模型
• 4.3.1 基于改进（s,S）策略的工务防洪应急物资随机存贮模型
• 4.3.2 基于存贮系统的工务防洪应急物资随机存贮模型
• 4.3.3 基于EOQ思想的物资供应段应急物资随机存贮模型
• 4.4 本章小结
• 第五章 铁路防洪应急物资调配
• 5.1 概述
• 5.1.1 铁路防洪应急物资调配的特点
• 5.1.2 铁路防洪应急物资调配的方式
• 5.1.3 铁路防洪应急物资调配的过程
• 5.2 突发事件下铁路防洪应急物资需求预测
• 5.2.1 情景分析法简介
• 5.2.2 案例推理技术简介
• 5.2.3 基于案例推理与情景分析的铁路防洪应急物资需求预测
• 5.3 铁路防洪应急物资调配
• 5.3.1 单物资公铁联合多目标调配模型及算法
• 5.3.2 多物资公铁联合多目标调配模型及算法
• 5.4 本章小结
• 第六章 实证分析
• 6.1 概述
• 6.1.1 铁路局概况
• 6.1.2 防洪应急响应机制
• 6.1.3 防洪物资管理程序
• 6.2 防洪应急物资储备网络布局及优化
• 6.2.1 防洪应急物资储备网络布局
• 6.2.2 防洪应急物资储备网络优化
• 6.3 防洪应急物资储备
• 6.3.1 防洪应急物资储备方式
• 6.3.2 防洪应急物资储备种类及数量
• 6.4 防洪应急物资调配
• 6.4.1 防洪应急物资调配程序
• 6.4.2 防洪应急物资优化调配
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要研究内容及创新性成果
• 7.2 研究展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间的主要科研成果