应急物流网络优化研究综述

时间:2023-10-01 10:00:14 来源:网友投稿

文/季铭慧

由于近年来世界各地频繁发生各类突发事件,应急物流在救援过程中发挥重要作用,因此研究应急物流具有重要意义。文章首先选取国内外核心期刊论文阐述国内外研究的关键词与论文发表趋势。其次,聚焦应急物流网络优化问题,并对研究现状进行梳理,以模型的不同类型进行分类,总结出国内外研究的热点以及国内外研究之间存在的相同点与不同点。最后,从研究对象、研究视角、研究内容三方面进行展望。

近年来,世界各地火山喷发、地震、洪水等自然灾害、公共卫生事件、军事袭击事件频发,这类突发性公共事件具有极强的破坏性,给人民的生命健康和财产安全带来威胁,影响社会稳定。此类紧急事件突发性较强,要求反应处理及时,否则将会造成更严重的社会恐慌,威胁国家安全。因此,应急物流在突发事件中承担重要职责,是保障受灾人民得到救援的强力支撑。对于应急物流的定义,欧忠文等[1]认为应急物流是以提供突发性自然灾害、突发性公共卫生事件等突发性事件所需应急物资为目的,以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标的特种物流活动。Tofighi等[2]认为应急物流主要特征包括需求在时间、地点、类型和规模方面的不可预测性,以及由于通信网络和其他基础设施受损而导致的复杂协调,正是这些特征区分了应急物流与普通的商业物流。目前国内外学者对应急物流所包含的应急物流设施选址问题、物资配送问题等方面进行了大量研究,通过理论分析、构建模型、算法求解获得不少建设性成果。但是检索发现,目前关于应急物流网络优化方面综述的文章较少。因此,本文收集了2012~2021年间核心期刊上应急物流相关文献,对文献进行分类,总结现有研究情况,对未来研究提出展望。

在万方数据中检索应急物流,研究关键词为应急物流网络体系优化、应急物资配送、物资分配、选址等。CNKI在2012-2022年间应急物流发表文献数量如图1所示。在Web of Science中以emergency logistics&system&optimization为主题搜索文献,国外的研究关键词集中于数学、工程、计算机科学等,说明定量优化模型的研究较多。从图1可以看出,从2012-2019年国内发文量急剧增加之后,研究热度稍有减退,进入了一个相对平稳的时期。2020-2021年以来由于新冠疫情的发生,国内外学术界对应急物流的研究均有增长。

图1 2012-2022年国内外核心期刊文献发表数量统计图

本文将对应急物流网络优化主题进行讨论,应急物流网络体系会对应急物流进行整体规划安排,将应急物流中的各个环节进行梳理与整合,更需要从整体的角度进行考虑。国内对于应急物流网络优化的理论研究较多,尤其是近年来基于新冠疫情等突发公共事件的理论框架研究较为丰富。有些学者提出将新技术,如区块链、物联网等应用到应急物流各个环节,构建“智慧塔”模型[3-6]。姜旭等[7]提出构建业务持续管理应急供应链体系。国内对应急网络优化集中于理论分析研究、网络概念模型的搭建,将新型智能技术应用于应急网络体系,提高效率,以便在突发的情况下能够迅速反应,这也标志着我国应急物流未来向着更智慧、更高效迈进。Nathan和Stefan[8]认为在灾后恢复阶段,需全面考虑当地环境,由此提出了一个可持续的人道主义供应链管理框架,为灾后恢复实现可持续绩效提供帮助。这就体现了国内外研究的思路不同,国内的研究少有涉及可持续性问题,多数都针对具体问题提出框架模型,先解决眼前的突发事件,对受灾地区未来可持续发展及重建问题关注较少。部分国外的学者考虑了利用社交媒体为决策提供信息,建立公众对政府方法的信心和信誉[9]。Dubey等[10]研究了快速信任作为实现供应链协调的中介变量的作用。在突发事件中,往往存在恐慌心理,从而会滋生谣言,引起更多动乱,在国外学者的研究中,人的心理因素常常会被重视,而国内的研究往往很少考虑到信任心理这一点。除了理论分析研究,在定量研究中,应急物流网络设计优化模型多分为确定性(静态)模型和基于情景的随机模型,建立的模型也逐渐从单目标转变为多目标。学者在建立单目标优化体系模型时,大多会以成本最小化作为目标函数。Ekici等[11]以成本最小为目标建立单目标函数,基于疫情扩散模型,对应急物资需求进行预测,建立了应急设施选址、食物配送组合优化确定性模型。Danya等[12]提出了一个以成本最小作为目标的网络流随机模型,用于动态选择临时分配设施。在研究不断发展过程中,由于要兼顾物资分配的公平性与及时性,多目标优化模型慢慢增加。学者们大多考虑需求和配送路线的随机性,以及预测精准度的问题,会选择成本最小、时间最短、满足需求等作为优化目标建立应急物流网络设计模型。也有学者考虑受灾人自己领取救济物资,提出了考虑受益人选择和相关支持中心的多目标选址-路径模型。大多数学者会采用算法来求解模型,如采用二维免疫算法、遗传算法等,但需减少计算时间,提高计算效率。因此,有必要对算法创新进行更多的研究。

首先,研究对象还具有较大发展空间:不同的突发事件具有不同的特点,例如突发公共卫生事件具有广泛传播的特性,将会使得应急物流环节更加复杂,须更细分研究对象,对各个区域的不确定因素、物资分类、人的心理、受灾地区未来的可持续性发展可能成为未来研究对象。其次,从研究视角上来说,多目标优化和模型预测精度依旧是未来研究的重点:模型的实际应用仍要进一步拓展,要针对更贴近实际的场景,将人本身的因素考虑进去,可以考虑建立相应的信任机制,考虑更多不确定性因素,使得模型更加完善。对于模型的求解,在现有算法基础上进行改进或是在现有单个算法基础上可以进行相应的融合形成创新的混合算法,单个算法在求解过程中存在易陷入局部最优解、收敛慢等缺点,因此,将算法进行融合和改进对求解模型具有重要意义。最后,在研究内容上,信息技术可能会极大影响突发事件下的应急物流发展:5G技术、互联网+、区块链技术在应急物流上的应用,有助于更高效的实现运输工具调度、物流信息实时传播,提高应急物流需求预测精度,实现更精准的供需匹配。不同区域有不同特点,与之相对应的就会有一套特殊的应急物流体系,未来仍需要结合具体区域和事件进行个性化研究。

在应急物流网络设计方面,国内研究者主要针对体系框架的搭建、智慧技术的应用与融合,从较为宏观的方面对我国应急物流体系的发展提出建议与对策,以及对整体的服务水平优化进行研究。国外的研究者会考虑到人本身的心理因素,在突发事件下考虑建立信任机制,并且关注未来的可持续发展。从国内外整体来看,定量模型的发展由单目标模型发展为多目标模型由此兼顾突发事件中的公平与效率问题,与此同时,算法的不断改进与结合能过够更快得到更优解,推动整体应急物流网络优化的发展。但是,国内外对于应急物流网络整体绩效评估的研究文献较少,未来可以在此方面进行更多研究。

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