基于供需关系视角下的国内外应急物流研究综述

初凌宇

（山东师范大学 山东，济南 250358）

应急物流[35]是指为应对严重的自然灾害、突发性的公共卫生事件、公共性的安全事件及军事冲突等突发重大事件而对人员、物资、资金的需求进行紧急保障的一种特殊性的物流活动。近年来，突发的公共事件，尤其是大规模重大突发事件的越来越频繁发生，不断地引起国内外学者对应急物流的关注。特别是今年年初的突发疫情，更加需要应急物流调度优化的大力保障。目前，国内外学者普遍从应急设施选址、应急物资分配、应急车辆调度和应急路径选择等几个方面进行相关应急物流优化和建设方面的研究。为了提高受灾区人们需求的满足度，加强突发事件的应急响应能力，应增强对受灾区供需关系的考虑，从而提高资源的利用率，减少救助资源的浪费。因此，在物资调度的过程中，将供需关系与应急物流相结合具有重要的现实意义，同时说明，进一步建立和完善应急物流的理论体系、分析框架及设施建设是十分必要的。

1 应急物流概念概述

关于应急物流的研究，国外的学者开始的较早。Sheu J B[1]最先给出关于应急物流的定义是：“在紧急条件下以满足受灾群众的迫切需求为目的而进行的从起点到目的地的有效救援、信息和服务的流动、计划、管理与控制过程”。国内对于应急物流的研究相对较晚，直到欧忠文[2]首次提出了“应急物流”的概念：“应急物流是指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”，同时还给出了应急物流的构成因素、保障机制、实现途径等。

2 应急物流研究现状

在应急物流中，应急物资的有效保障是决定其成败的关键因素之一[3]。尤其是今年年初突发的疫情就体现出了应急物资及时供应的重要性。同时还反应出，政府要科学、有序、及时地展开救济工作，要想减少损失就必须做到统筹兼顾，科学做出应急物资调度的决策。现有的文献中关于应急物资调度问题的研究主要包含应急设施选址、应急物资分配、应急车辆调度和应急路径选择四个方面。

2.1 应急设施选址概述

受突发事件发生地、应急设施建设费用及时间、应急救援物资的流通性以及交通的便利性等多方面问题的制约，应急设施的建立难以在短时间内完成。因此，应急设施选址建设是很有必要的。

2.1.1 应急物资储备库选址 关于应急物资储备库选址的问题，花翠[4]综合采用了AHP和多目标规划的方法，考虑到应急救援具有公平性和效率性的特点，把覆盖效率最大，总距离最小、总成本费用最低作为应急物资储备库的选址目标，构建了应急物流储备库选址模型；袁生[5]采用重心法选择应急物资储备库，并在此基础上加入了对应急时间的考虑，实现了在迅速救援的前提下运输路径和运输距离都达到最优的效果，综合实现了选址最优和运输最优的目标来建立模型；N Görmez[6]等人考虑了服务灾民的平均距离最短和新建设施的数量最少这两个目标；JAMALIAN A[7]等人采用鲁棒优化的方法，将数据的不确定性用有界闭凸的集合来描述。

2.1.2 应急物流中心选址 关于应急物流中心的选址问题，刘运昌[8]考虑到城市中的财政、土地等现实条件以及各需求点的响应时间约束和需求量应有所不同的因素，以时间窗约束各需求点的响应时间覆盖全部需求点，以总成本最小化为目标，在确保时效性与公平性的前提下构建模型；张旭敏[9]从宏观和微观的角度深入分析了应急物流中心选址所受到的约束，利用DEA/AHP方法建立了评价模型来评价各备选城市的优劣，并在此基础上建立了城市范围内确定最佳选址地点的多目标决策模型；商丽媛[10]等人考虑到了在不同的情景下应急物流的需求具有不确定性的特点，于是将不确定的需求采用区间灰数来表示，构建了在多情景下的不确定需求的应急物流配送中心选址模型，以联系数理论为基础，把区间灰数转换为联系数，使得模型由不确定性转换为确定性；孙强[11]把提高应急救援的时间满意度作为目标，建立了以救援时间满意度为基础的突发重大灾害应急物流中心选址的优化模型，可以同时既做到对应急物流中心的选址和受灾区的物资需求量进行有效计算，又能做到对不同受灾区的救援时间满意度进行求解，同时实现了应急救援成本的最小化以及救援时间满意度的最大化。

2.2 应急物资分配概述

应急物资是指在应对突发重大公共事件时应急处置过程中所必需的保障性物质，它在事件的救援过程中以及事发后的恢复中都起着至关重要的作用，既是救助物资又是保障物资。应急物资的种类众多，价格各不相同，需求量不一致，配送及调度的模式也有所差异。

2.2.1 应急物资的需求预测 针对应急物资需求预测方面的问题，国内学者的研究相对起步较晚。王晓[12]等人将神经网络，模糊集理论和多元线性回归与案例推理法相结合，从而提高了需求预测的准确率和精确度；张磊[13]针对受灾地区的人口年龄分布，对该地区的物资需求量进行分析，综合考虑了受灾群众的心理和家庭观念等主观因素，提出了基于时序变化的救灾物资需求预测模型；魏宇琪[14]等人对物资需求的不确定性和时效性进行了充分的考虑和分析，把应急物资储蓄总成本最小作为目标，构建了基于机会约束规划的线性“库库联动”模型，保证在相同的物资水平下能够较大幅度地降低储蓄的成本。

2.2.2 应急物资的调度模式 针对应急物资的调度问题，王小纯[15]考虑到了在应急物资运输的过程中可能会存在不确定的影响因素，因此引入了三角模糊数来描述灾后道路容量的不确定属性，把应急物资调度时间最短作为最终目标，建立了以可信性测度为基础的模糊机会约束规划模型；苑津莎[16]等人以最大化受灾点平均满意度和最小化运输路径长度为目标，引入需求迫切度和满意度的概念，构建了多储备点、多受灾点的多种物资的调度模型；胡晓伟[17]等人从医疗物资使用需求和库存估计可使用时间两个维度构建需求点紧急度指标，以加权的需求满足率最大化为主要目标、车辆行驶距离最小化为次要目标，构建应急医疗物资动态分配模型，使得应急医疗物资分配更加合理。

2.3 应急车辆调度概述

突发事件爆发后，对各种救援物资的需求呈现迅速增长的趋势，如何在需要的时间内选择合理的运输方式以及合理的车辆调度模式，以实现应急物资的合理运输及配送是十分重要的。

关于应急车辆调度优化的问题，安实[18]等人基于对应急车辆容量的差异性的考虑，引入了虚拟站点，构建了多时间窗、多行程、且需求可拆分的应急疏散车辆调度的多目标模型；杨继星[19]等人以受灾地区物资的需求量以及车辆运输所需的时间等不确定因素作为模糊变量，利用三角模糊数法建立了以物资的调度成本和调度时间最小为目标的非线性多目标模型；杨海强[20]等人考虑到各受灾点对应急资源的需求量不同的因素，结合实际发生灾害的地点以及预测未来可能会发生灾害的地点，以带权重的应急物资未满足量最少且响应时间成本最小为目标函数，建立相应的应急车辆调度模型；王伟[21]等人考虑到了通讯受阻以及运输网络中断等造成的物资运输延迟的因素，建立以应急物资运输总时间最短作为最终目标的救灾车辆调度优化模型，并实现重要的救援物资能够在72 h内送达灾区。

2.4 应急路径选择概述

遇到重大突发事件时，在最短的时间内使受灾区的需求满足率达到最高是首要解决的问题。而如何在事件发生之后，找到一条应急车辆行驶的最优路径，对于降低事故的危害程度起着至关重要的作用。

关于应急路径的选择问题，薛啟瑞[22]考虑到救援物资无法满足所有需求的实际情形，提出考虑服务优先级的应急物资配送路径选择问题，建立数学模型，设计近似算法进行求解；常赟杰[23]等人对蚁群算法进行了改进，基于对震后道路通行状态的动态变化未知的情况，提出采用改进后的蚁群算法来计算从救灾出发地到达受灾区的救灾车辆的最优路径；江涛[24]考虑了决策者在应急物流最优路径决策过程中非完全理性的特点，根据应急时间参考点的取值计算出应急车辆的各个路径的前景值，选择前景值最大的路径作为应急物流救灾的最优路径；朱莉[25]根据灾害波及多个不同的区域，构造相对剥夺成本来度量各受灾点处伤员遭遇痛苦的差异性，把救援响应时间最短、绝对和相对的剥夺总成本最低作为多个决策的总目标，建立一个兼顾公平和时效的、各个区域间相互协同的应急救援路径选择模型；姚佼[26]等人综合考虑了影响应急救援路径选择的多个因素，从交通的拥堵程度和路况的安全性两个方面对应急车辆的路径进行了分析和判断，并利用TOPSIS算法构建出了应急车辆的最优路径选择的多目标模型，使得应急车辆可以做到有效避开拥堵路段，减少在途时间，提高响应效率。

3 应急物流与供需关系

在应急物流方面，国内外的相关研究已取得诸多进展。但对于突发重大事故时，紧急供给受灾区人们的物资是否与之需求相匹配的问题还在研究摸索的道路上。今年年初的疫情就体现出了供需关系的重要性，防控成功的关键是供需匹配。只有结合供需关系的应急物流，不仅可以大大提高我国的应急物流响应程度，缩短应急响应时间，提高物资利用率以及物资调度的效率，还可以帮助我们实现有效的面向应急问题的决策知识供给，减少资源的浪费。目前国内外基于供需关系的应急物流调度优化问题的研究主要包括应急物资分配、应急车辆路径优化、动态决策优化、应急物资储备库的建立等。

3.1 研究现状及概述

国内针对供需匹配的应急物流研究相对较少，起步较晚。戚孝娣[27]等人以三级应急物资调配响应系统为基础，在供需不平衡的条件下，建立区域应急物资调度模型，同时以调配系统的损失最小化为目标，结合线性规划的理论，用PSONIW算法对调度模型进行求解，不仅实现了应急物资在供应点和受灾点之间高效率调配的目标，同时还解决了应急物资供应资源不足、供应点分散和调配时间受到制约的问题；王海军[28]等人则考虑的是当供给和需求不确定且是模糊变量时，围绕大规模突发事件具有破坏性强、受灾面积广、经济损失大的特点，在供应点、集配中心以及需求点的三级供应系统网络的基础上，研究当供求关系不确定的条件下的多模式联合调配的应急物资动态调度问题，考虑供不应求和供大于求两种供求不平衡的关系，以需求满足率最大化为基础，建立目标为总运输需求时间和应急供应成本最小的带序关系的多目标非线性规划模型；王飞飞[29]等人从供需的角度对应急物资储备库的布局进行了研究，引入交通满意度和道路风险系数两个因素，围绕应急物资储备库的物资供应能力有一定限制且应急救援工作是一个非静态过程的特点，从供需关系和时间维度两个角度出发，建立了城镇应急物资储备库动态多重覆盖模型；徐东洋[30]等人综合考虑了多个车场规模、多个车辆类型、多个货物品质、客户间供需未匹配以及取送货需求可任意拆分等多个因素，以运输成本最小化作为优化的目标，建立了混合整数优化模型，同时研究取送货车辆路径的选择问题以优化多个生产企业间原料调拨系统；Ming Yang[31]等人考虑到灾难发生后高度不确定性以及仅有的有限分发信息的情况，提出必须在灾难发生之前做出预先定位的决定，研究出一种灾前静态和灾后动态的多期动态应急物资预定位分配稳健优化模型；Sha-lei[32]等人采用了一种新的决策框架，将传统的救灾物流行动替换为包括需求点定位和分配在内的周期性、顺序性行动，建立动态优化模型以解决供需不协调的现象。

4 疫情供需关系下的应急物流

今年年初突发的疫情，引起了人们对于应急物流中供需匹配的重视，处理好供需矛盾是全社会面临的共性问题。为实现应急物资在供应点和受灾点之间的高效率调配，优化现阶段供需不匹配的现象，提高应急响应能力，使得应急物资调配系统的损失最小化，学者们也提出了相应的建议及发展对策。

刘明和李颖祖[33]等人创新性的定义了一个应急服务水 平的函数，刻画了决策者在面对疫区应急物资需求满足度和应急救援总成本控制之间的侧重点，融入现实因素后建立了基于服务水平的疫情应急物流网络优化模型；刘明和连靖萱[34]通过建立SEIRD 系统动力学模型对疫情的变化趋势进行刻画，进而预测出相应的应急物资需求，提出并设计以应急时效性为目标的动态多周期应急物流网络优化模型并运用遗传算法进行求解，从而确定每个周期内最优的应急设施选址，以解决应急救援过程中对医院医护人员与患者的食物配送问题。

5 研究总结与展望

综上所述，国内外学者对应急物流的研究在不断地发展和补充，研究的方法在不断创新，研究涉及的内容在不断丰富，研究方向得到进一步的深入。但国内外的研究学者在取得一定研究成果的同时，也存在一些局限性。一是对于应急物流的研究大多是在需求已知且稳定的假设下进行，忽略了应急物流是各方相互影响的动态过程，对供需关系的考虑不足。应注重对应急物流供需匹配方面的研究，不断优化定量的和可操作性强的研究方法，提高其现实推广和应用价值；二是研究缺少成熟的理论体系和完整的分析框架，以及缺少与实际需要的联系。学者们的研究大多从单一方面或几方面的优化入手，对于应急物流新面临的问题的研究较少。应从整体出发，结合目前疫情的需要，将应急物流的供需关系与疫情相结合，系统性的解决实际需要以及面临的实际问题，从而建立完善的理论体系和分析框架。

总之，应急物流的研究是一个循序渐进的过程，应该在解决实际问题的同时拓宽研究思路，以构建完整的应急物流体系。