应急物流配送车辆路网路径实时生成方法研究
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第一章 绪论

第一节 研究背景及意义

一 研究背景

进入21世纪以来,随着科学技术的进步和经济全球化进程的加快,世界经济进入高速发展期,人类物质文明和精神文明发展到前所未有的高度。但与此同时,各种重大灾害的阴影像悬在人类头顶的“达摩克利斯之剑”,始终威胁着文明的发展,地震、海啸、台风等自然灾害,还有各种人为灾难频频爆发,给社会带来巨大的损失。

我国是世界上自然灾害发生最多的国家之一,灾害形势严峻。近些年来,我国各种自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等领域的非常规突发事件频频发生,且危害程度越来越大,根据统计资料,中国每年因突发事件造成的非正常死亡人数超过20万,伤残超过300万人,经济损失达数千亿元,占GDP总量的5%~6%(方廷勇、章涛林,2008)。尤其是最近几年发生的重大突发公共事件,给国人带来了沉痛的记忆。

(一)2003年SARS暴发

SARS又称传染性非典型肺炎,是一种因感染SARS冠状病毒引起的新的呼吸系统传染性疾病。该病于2002年11月出现在广东佛山、顺德等地,并迅速形成流行态势。由于SARS的高传播性,该病在世界范围内的蔓延速度远远超出了人们的预料。2002年11月~2003年8月5日,29个国家共报告临床诊断SARS病例8422例,死亡916例。SARS成了很多人灾难和痛苦的记忆(孙建平,2004)。

(二)2005年松花江化工厂爆炸,水污染影响中俄两国

2005年11月13日下午3时左右,中国吉林省吉林市中石油所属的吉林石化公司101双苯厂一个化工车间发生连续爆炸,造成5人死亡、1人失踪、2人重伤、21人轻伤,数万居民紧急疏散。更为严重的是,本次爆炸使约100吨化学物质流入松花江,导致松花江江面上产生一条长达80千米的污染带。污染物主要由苯和硝基苯组成,苯为致癌物质,过多接触或吸入会造成人体白细胞过少,甚至会造成白血病。而经检测,污染带中的苯含量一度超标108倍。该污染带先通过了吉林省的多个市县,之后进入黑龙江省境内,导致省会哈尔滨市停水长达5天。不仅如此,污染带流经黑龙江省的多个市县,并在松花江口注入黑龙江,继续向东流动,进入俄罗斯的犹太自治州,然后进入哈巴罗夫斯克边疆区,并且流经哈巴罗夫斯克(伯力)、共青城、尼古拉耶夫斯克(庙街)等城市,最后注入太平洋。整个过程给中俄两国的相应地区都造成了严重的污染(石忠信,2006)。

(三)2008年南方冰雪灾害

我国南方的大部分地区从2008年1月10日开始,受到持续性的低温、暴雪、冻雨的袭击。在此次冰雪灾害中,南方电网设施损毁严重,铁路设施受到严重破坏。此外,由于低温雨雪造成了公路路面和机场跑道大面积结冰,许多公路停运,机场停飞,运输严重受阻,煤电供应告急,同时,农业部专家组调查评估后指出种植业经济损失巨大,可以说这次雪灾对整个社会的生产和生活活动造成了巨大的影响和损失(王宏伟,2008)。

(四)三聚氰胺奶粉事件

2008年3月,南京儿童医院把10例婴幼儿泌尿结石样本送至该市鼓楼医院泌尿外科进行检验,三鹿问题奶粉事件浮出水面。随后,陕西、宁夏、湖南、湖北、山东、安徽、江西等地也有类似案例发生。专家认定,受三聚氰胺污染的婴幼儿配方奶粉能够导致婴幼儿泌尿系统结石。三聚氰胺是一种本来不该出现在奶粉中的化学物质,但是不法分子为了经济利益在原奶收购过程中违规添加,导致三聚氰胺大量存在于奶粉中。2008年7月24日,河北省出入境检验检疫局检验检疫技术中心对三鹿集团所产的16批次婴幼儿系列奶粉进行检测,结果有15个批次检出三聚氰胺。另外,国内20余家牛奶企业也先后卷入三聚氰胺事件中,中国牛奶行业的信任危机全面爆发。2008年9月12日~18日,我国相关部门正式处理三鹿事件。三鹿原董事长田文华被拘,石家庄市委副书记、副市长和三名局长被免职。9月13日,党中央、国务院启动国家重大食品安全事故I级响应,并成立应急处置领导小组。卫生部发出通知,要求各医疗机构对患儿实行免费医疗。9月18日,国家质检总局发布公告,决定废止《产品免于质量监督检查管理办法》,同时撤销蒙牛等企业“中国名牌产品”称号,并发出通知,宣布不再直接办理与企业和产品有关的名牌评选活动。2008年9月22日,国家质量监督检验检疫总局局长李长江因“毒奶粉”事件引咎辞职。10月8日,卫生部等五部门公布了乳及乳制品当中三聚氰胺的临时限量标准。10月9日,温家宝签署国务院令,公布了《乳品质量安全监督管理条例》,中国乳品行业开始了前所未有的大整顿(中国网,2010)。

(五)5·12汶川地震

2008年5月12日,8.0级特大地震突袭汶川,巨震释放的能量沿着龙门山断裂带这一长约300千米的狭长地带迅速传播,顷刻间,山崩地裂、道路阻隔、房屋摧折、哀鸿遍野,69227名同胞遇难、374643人受伤、17923人失踪,需要紧急转移安置受灾群众1510万人;重灾区房屋大量坍塌损坏,基础设施大面积损毁,工农业生产遭受重大损失,直接经济损失逾8451亿元。据财政部报告,截至2008年8月25日,各级政府共投入抗震救灾资金670.34亿元,其中中央财政投入598.02亿元,含应急抢险救灾资金274.82亿元,灾后重建资金323.2亿元。地方财政投入72.32亿元(腾讯新闻,2016)。

(六)青海玉树地震

2010年4月14日7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震,此后余震不断,地震造成大量人员伤亡和房屋倒塌。截至2010年4月25日17时,玉树地震已造成2220人遇难,70人失踪,上万人在地震中受伤(张连忠,2011)。

(七)8·7甘肃舟曲特大泥石流

2010年8月7日22时左右,甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大暴雨,降雨量达97毫米,持续40多分钟,引发三眼峪、罗家峪等四条沟系特大山洪地质灾害,泥石流长约5千米,平均宽度300米,平均厚度5米,总体积约750万立方米,流经区域被夷为平地。截至2010年9月7日,舟曲8·7特大泥石流灾害造成1481人遇难,284人失踪,累计2315人进行了门诊治疗(中国新闻网,2015)。

国际上这样的重大突发事件同样层出不穷,刚进入21世纪,2001年在美国发生的“9·11”事件就让恐怖主义的阴影笼罩全球,2752人在事件中死亡或失踪,经济损失达数千亿美元;2004年12月26日,印度洋发生里氏9.3级地震,地震引发的巨大海啸席卷了印度洋沿岸地区。事发地点位于旅游热点附近,加上正值圣诞节这一旅游旺季,受灾地区聚集了大量的本地居民和旅游者,很多旅客成了这次灾难的受害者。地震和海啸导致超过29.2万人遇难,当中1/3是儿童;2005年8月,5级飓风卡特里娜袭击美国南部,给路易斯安那州、密西西比州及亚拉巴马州造成灾难性的破坏,新奥尔良市八成地区遭洪水淹没,导致至少1836人丧生,50多万人流离失所(徐海富,2008); 2011年3月11日,日本东北部海域发生里氏9.0级地震,并引发20米高的特大海啸,在18个都道县内共计有10102人遇难,17053人失踪,2777人受伤,并导致日本福岛第一核电站1~4号机组发生核泄漏(新华网,2014)。

以上分析表明,非常规突发事件已经成为对人类社会发展不可忽略的威胁,其爆发的频率已经使得政府公共部门需要认真地将对其的处理列为日常工作的重要议程。如何在平日做好有效的预防规划和应急预案,在突发事件爆发时快速调用有限的应急资源高效应对,是政府需要解决的难题。尤其是我国正处于社会转型的“社会风险”高发期之际,各种矛盾隐患凸显,对突发事件的应急管理,关系到政府形象,关系到社会的和谐稳定,已经成为考验政府执政能力的一道重大考题。面对这样严峻的形势,我国已经把政府公共部门的应急管理作为构建和谐社会的重要任务。

应急物流是整个应急管理中的核心环节,是政府公共部门应对灾害的主要措施。当突发事件发生时,受灾人员急切需要外界的医疗援助和物质保障支援,高效的应急物流能在突发事件发生后的最短时间内将受灾点所需物资运送到位,有效降低灾害所带来的损失,特别是在紧急搜救期内,科学合理地调运和配置紧急救援资源并展开迅速及时的救援行动,可以大大减少突发事件给人民生命财产带来的损失。从近年来发生的各种灾害事件来看,应急物流在突发事件发生后的抢险救援、群众安置、卫生防疫乃至生产恢复和灾后重建中日益显现出其重要性和实用性,受到各级政府和有关部门的高度重视。

所谓应急物流,是指为满足自然灾害防范应对工作对应急物资的紧急需求,借助现代信息技术,涵盖应急物资的筹集、运输、装卸、仓储、流通加工、配送及相关信息处理等各个环节和各种功能的一种特殊的物流活动。与常态物流活动相比,应急物流更凸显了非预见性、弱经济性、需求急迫性、需求多样性和政府与市场共同参与性等特征。

我国专家学者对应急物流的系统研究主要始于2003年“非典”之后,当年,应急物流的提出被评为“2003中国物流与采购行业十件大事”之一。在此后的十几年中,对应急物流的研究工作日益深入和广泛,应急物流在各类突发事件的防范应对过程中也发挥了越来越重要的作用。但相对于发达国家来说,我国对应急物流的系统研究起步比较晚,总的来看,目前我国应急物流的系统研究尚处于起步阶段,特别是对灾害条件下的运输规划调配等方面的研究还有待于进一步深入,既有研究与各类自然灾害复杂多样、多发频发的现实情况存在诸多的不适应。主要表现在:灾害条件下应急配送组织方式相对落后,受自然灾害影响和恶劣天气干扰较为严重,特别是在突发灾害导致道路严重毁损、次生衍生灾害频发状况下如何科学地选择可靠的运输路线,以实现最短时间内运送最多物资这一问题上,缺乏科学的分析和合理的规划。上述问题一定程度上制约和影响了我国应急物流的长远发展和应急救援作用的发挥。

二 研究意义

从前面的分析可以看出,非常规突发事件对应急管理提出了很高的要求,如何以最安全的方式挽救更多人的生命,如何以最快的方法保障应急物资运送到每一个灾民和救援者手上,如何以最有效的方式避免更多的灾害损失等,都是灾害应急管理中的重要问题。

近年来我国对应急管理的研究主要集中在“非典”、禽流感等非自然灾害上,这些突发公共事件的应急救援都是在各种物流通道比较畅通的情况下实现的,因而学者们很少将应急物流管理作为一个系统工程来关注和研究。2008年两次重大自然灾害的救灾实践显示,由于物流通道被灾害严重毁损,应急物流的开展障碍重重,传统的物流配送调度方法难以奏效,高效合理运行的应急物流管理系统严重缺位,因此需要研究新环境下应急物流配送的新工具来支持决策。

针对非常规突发事件中外部运输配送路网呈现的高度动态性和不确定性,本书提出了应急物流配送车辆路网路径实时生成方法。当突发事件发生时,应急决策者就能根据灾区反馈的灾害、路况信息预测灾害发展对应急物流配送的影响,生成最快速可靠的配送方案,同时应急中心为应急物流配送车辆提供最新的路网信息支持,从而保证应急物资能及时可靠地配送到受灾群众的手中,减少时间延误,降低突发事件对灾区人民的影响和人员伤亡。

从理论上讲,我国针对非常规突发事件下应急物流配送的研究总体上还属于研究初期。目前,大多数研究都是直接针对非常规突发事件建立应急物流配送模型和算法,而研究作为应急物流配送基础的外部运输配送路网的文献比较少见。本书尝试运用系统科学、地理信息科学、运筹学等学科的理论和方法,主要从配送路网的角度研究非常规突发事件尤其是灾害链对应急物流配送的影响,提出应急物流配送车辆路网路径实时生成方法。本书将有助于解决动态、不确定路网条件下的应急物流配送车辆调度和导航问题,有助于丰富和发展应急管理理论。

从方法上看,本书综合运用系统科学、地理信息科学、运筹学等学科的理论和方法,分别从配送车辆的微观角度和应急决策者的全局角度研究配送路径方案的实时生成以及配送车辆导航地图的动态更新,综合二者之长以应对灾害发生时外部运输配送路网的剧烈变化和由灾害发展造成的道路路况的不确定性。从研究方法上具有一定的创新性,为应急物流决策指明了方向和重点,为应急决策者提供了科学的决策方法和工具。

从实际应用价值来看,本书的成果可以帮助应急决策者在突发事件爆发后路况剧烈变化和灾害发展的情况下制定快速可靠的应急资源配送方案,并为配送车辆提供最新的路网导航信息,为应急资源的高效调度提供坚实的保障。