应急物流系统快速响应机制的多属性决策模型及算法

刘高常，谭吉玉

应急物流系统快速响应机制的多属性决策模型及算法

刘高常1，谭吉玉2

（1.江西理工大学经济管理学院，江西赣州341000；2.南昌大学理学院，南昌330031）

基于应急物流的突发性、需求不稳定性、供给事后选择性等特点，从物流活动的各个环节入手，选择存储、运输、配载、包装、信息处理、保障机制等组建决策方案，根据决策理论和实践经验，选取信息处理速度、机制转换速度、方案执行速度、方案执行成本、配载能力、存储能力、预警能力七个属性构建属性集，采用UEWAA算子集结属性信息，利用组合偏差最大化确定属性权重，通过比较方案与正理想点的偏差大小进行决策方案排序和选优。结果表明，基于理想点的多属性决策方法运用在应急物流的快速响应机制评价和选优中，计算快捷、结果直观、可靠性较高。

应急物流；快速响应；多属性决策方法

一、引 言

应急物流活动具有突发性、需求不稳定性、供给事后选择性、流量不均衡等特点，这些特点决定了应急物流系统应对突发事件的能力取决于它的快速响应机制和对复杂多变条件下的环境适应[1]。当应急物流系统受到突发事件的触发时，指挥中心需在最短时间内评估危害后果、调取应急预案、准确估计需求方的应急物资品种和数量，并做出科学的决策方案。因此，应急物流系统快速响应机制的设计和评价是一项复杂的系统工程，构成了典型的多属性决策问题。

近年来，各地区的应急物流系统已经初步形成，应急物流系统的快速响应已经引起国内外学者的关注。Venkatesh和Menish（2003）提出：一个国家最需要的是一条完备的应急管理机制，尤其是它应对突发事件的反应能力。王旭平（2005）提出：构建应急物流系统的关键目标之一就是提高系统的快速响应能力。赵艳（2008）认为应急物流的目标就是在最短时间内以最小成本获取应急物资，并运送到目的地。李建国（2007），李志伟、余德建等（2008）利用数学模型对应急物流的保障能力、方案选择、风险评估等方面进行了相应的定量研究。Douglas Moon（1999）通过保留最少应急点个数来提高系统的响应速度。该方法限制了需求网络为树形，缺乏普遍适应性。S.M.Hong-Minh等(2000)运用系统仿真方法对供应链中的突发性物流进行优化，以期提高响应速度。刘春林（1999）通过引入连续可行方案，以应急最早开始时间为目标构建了模型，并求解算法。HeumgSuk Hwang和Hinojosa(2000)、方磊（2006），张裕华、陈明华、李迎秋等（2009）从应急物流选址、服务设施方面构建模型，并求解算法来提高反应速度。Linet(2004)，缪成、许维胜等（2006）从配送路线优化、运输方式选择方面改善应急物流系统，提高反应能力。Sheu(2007)提出灾难快速响应应急物流配送的混合模糊聚类优化模型。王绍仁，马祖军(2011)从LRP角度研究地震过程中应急物流系统的快速响应。许勤（2007）提出通过推动电子商务的发展，减少物流环节，简化作业过程来提升系统的响应速度。周钟秀（2008）提出建立隐性应急物流网络来实现系统的即时响应。徐东（2008）提出建立虚拟配送中心提高系统响应速度。龙永图（2008）提出：只有政府、企业、个人三者综合协调，系统才能做到真正快速响应[2-6]。

在多属性决策方面，徐泽水（2006）对属性取值为语言变量，属性权重信息完全未知、属性权重不完全信息、属性权重不完全且对方案有偏好的多属性决策问题和多属性群决策问题，给出了一种决定属性权重的优化模型和决策方法，最后通过LWAA等算子集结属性信息[7]。卫贵武等（2007）针对权重和属性值都不确定的多属性决策问题，提出使用ULWA算子和互补矩阵选择决策方案[8]。

上述学者探索了提升应急物流系统响应速度的方法和途径,初步确定了学科研究范围及解决问题的设想。但现有文献主要是关注设施选址、路径优化、信息共享等方法论的问题，很少涉及通过物流运作体系和方案评价来提高即时响应能力的问题。在多属性决策理论方面，已经取得了不少成果，但很少应用到应急物流领域。本文从物流活动的各个环节入手，选择存储、运输、配载、包装、信息处理、保障机制等组合方案，通过多属性决策和评价，探讨影响应急物流系统快速响应能力的源泉和提高途径。

二、多属性决策模型与算法

（一）属性选择

备选方案的属性选择是构建多属性决策模型的关键。因此，建立属性集必须满足科学性、完整性、不重复性、可运算性、相对稳定性等条件。[7-9]通常，高效的应急物流系统既要确保有物可流，即合理的储备，也要保障绿色通道畅通，架通“储备”和“通道”的桥梁就是信息技术和平台。因此，应急物流系统快速响应的属性选择要体现以下三个方面：一是系统易调整和转换，具有很强的适应力；二是有完备的物流信息系统支持，快速、平稳地实现各物流环节的无缝连接；三是有完整的保障机制，如法律法规、行政制度和公共政策等。以便确保应急物资的采购、征用与发放，应急资金的筹集与使用，应急人员的组织与调度，明确政府、企业和公民的责权利范围。令属性集u={u1,u2,…,un}，n为属性个数。

（二）决策方案

由于应急物流活动的突发性、复杂性等特点，当专家的意识受到主、客观因素制约时，对快速响应机制的评价值给出的信息往往是优、良、差等定性语言信息，因此，属性值的表现形式为语言变量或不确定语言变量。为了解决属性值为不确定语言的多属性决策问题，设X=（rij）m×n为不确定语言决策矩阵，m为决策方案的数量，n为决策方案的属性个数，rij为第i方案第j属性的评价值。

（三）算法设计

对于不确定语言的多属性决策问题，设xi=（ri1, ri2,…,rim）为决策方案，对属性ui∈u进行测度，得到属性评价集rij∈R，且

决策者进行定性测度时，需要适当的语言评估标度。定义S={Si|i=-t，…，t}，u=[Sa，Sb]和v=[Sc，Sd]为不确定语言变量，其中c不小于a，d不小于b。

利用UEWAA算子对决策矩阵R=（rij）m×n的属性值进行集结，得到u和v偏差及方案xi和方案正理想点之间的偏差：

其中：ω=（ω1，ω2，…，ωi）为属性权重，ωi∈[0,1]，Σωi=1。

最后利用D（x+，xi）i∈N对方案进行排序和择优。D（x+，xi)越小，说明决策方案xi离正理想点越贴近，因此方案xi越优。

三、算 例

从物流活动的各个环节入手，选择存储、运输、配载、包装、信息处理、保障机制建立应急物流方案。设方案集X=（x1i，x2j，…，x6m)，其中i，j，m∈N，见图1。

图1 应急物流方案

根据属性选择的要求，应急物流系统的快速响应需达到三个理想目标：时间最短、成本最小、能力最强。其中时间最短主要体现在两个方面：一是信息处理和转换速度快、时间短；二是方案的制定和实施速度快、时间短。成本最小主要是方案执行成本小，并能使突发事件造成的危害后果降到最低。能力最强是指预警能力强，在特殊条件下的应急物资存储能力最强，以及应急物资的配载能力最强。只有三个目标共同实现、相互协调，应急物流系统的快速响应机制才是科学的、高效的。不同的具体方案，其目标的实现和协调程度是不同的。

综上所述，选取评价应急物流系统快速响应的主要属性为：u1—信息处理速度；u2—机制转换速度；u3—方案执行速度；u4—方案执行成本；u5—配载能力；u6—存储能力；u7—预警能力。

按照上述7个属性，运用测度问题的相关知识量化属性变量，将语言标度定义在-5～5之间，即S=（s-5,…,s5），S=（极差，很差，差，较差，稍差，一般，稍好，较好，好，很好，极好）。从方案集X中任意选取三个方案来评估其快速响应程度。评价值见表1。

表1 决策矩阵R

根据式（1）求得方案理想点为

根据式（2），得到方案xi和方案正理想点x+之间的偏差分量，如表2所示：

表2 偏差分量D

根据式（4），令a=b=c=d=0.25，求得属性权重向量ω=（0.20,0.16,0.15,0.08,0.12,0.11,0.18）。

根据式（3），计算方案xi和方案正理想点x+之间的偏差

利用准则体系排序，D（x+,xi）越小，相应决策方案xi的响应速度越快，可得

所以方案xi2响应机制最优。

四、结束语

本文利用了基于理想点的多属性决策方法，对应急物流的快速响应机制进行了评价和选优，该方法计算快捷、结果直观，可靠性较高，对于数据不全的方案适应性强。应急物流系统具有很强的不确定性，如何通过改善属性值，在最短时间内做出响应，是今后需继续研究的方向。

[1]王旭坪，傅克俊.应急物流系统及其快速反应机制研究[J].中国软科学，2005(6):127-130.

[2]黄运夏，吴广谋.基于holon的应急物流系统控制模型[J].物流科技，2009(3):42-44.

[3]刘春林，施建军.模糊应急系统组合优化方案选择问题的研究[J].管理工程学报，2012(2):25-27.

[4]徐霄红，王自勤.物流活性：应急物流系统即时响应能力的评价[J].中国流通经济，2009(9):24-26.

[5]王绍仁，马祖军.震害紧急响应阶段应急物流系统中的LRP[J].系统工程理论与实践，2011(8):1498-1503.

[6]张 颖.多属性决策理论在矿山开采规模中的应用[J].江西理工大学学报，2011(2):86-89.

[7]徐泽水著.不确定多属性决策方法及应用[M].北京：清华大学出版社，2004.

[8]卫贵武.不确定语言多属性决策的组合方法[J].模糊系统与数学，2008(4):107-110.

[9]Faming Zhang,A new method of information aggregation for Multi-type evaluation subjects-involving teachers’performance basedonTDWoperator[J].AppliedMathematics&InformationSciences, 2012:901-905.

[10]郑 斌，马祖军.应急物流系统中的模糊多目标定位-路径问题[J].系统工程，2009(8):21-24.

F25

：A

2095-3046（2013）04-0063-04

2013-02-17

江西省社会科学“十二五”规划课题（编号：11GL39）；江西理工大学2012校级自选课题（编号：jxxj12065）

刘高常（1976- ），男，讲师，主要从事物流工程方面的研究，E-mail:lgcmax2@yahoo.com.