复杂灾害场景下多救援主体物资分级应急选址研究.pdf

摘要

应急救援资源布局，尤其是复杂灾害场景下的联合储备，对应急救援活动的服务

质量、可靠性和效率至关重要。然而，不同灾害之间的相互作用和物资分类通常缺乏

考虑，这对应急救援至关重要。本文为复杂灾害场景下的应急救援可靠策略提供了一

个新颖实用的框架。为实现复杂灾害场景下不同救援多目标物资选址问题，本文从以

下三方面梳理和解决应急物资在灾前储备物资选址问题：

本文首先使用基于场景的方法来表示复杂的灾害情况，包括地震、洪涝、泥石流

以及它们之间的相互作用,对复杂灾害的内涵、特点、耦合和演变规律分别进行介绍，

其次对应急救援多救援主体的概念和特点进行概述。其次在优化应急资源布局方面，

本文考虑了在现有救援点基础上，增加其储备量及新建政府供应商和协议供应商共同

提供应急救援物资。为了确定复杂灾害场景下联合供应商的选择和相应的最佳物资数

量，本文提出了一个将成本、公平性、应急效率和需求不确定性集成到应急设施选址

问题中的多目标模型。最后，利用NSGA-II算法在基于集成学习的极端梯度提升

（XGBOOST）进行建模，提出NSGA-II-XGB算法在灾害多发省份求解算例，验证了

模型的可行性和有效性。结果表明，本文提出的方法可以大大降低应急成本、救援时

间和需求与供应之间的差异，同时最大化救援资源的覆盖范围。更重要的是，它可以

通过优化联合供应商提供的物资的位置和数量来优化资源规模，以同时应对不同类型

的灾害。这项研究向紧急救援工作的配置决策迈出了有希望的一步。

本文的主要创新点有四个方面：首先，考虑了复杂灾害场景的耦合相互作用。既

往研究仅考虑了单一灾种或次生灾害的选址问题，本文确定了多个复杂灾种相互影响

关系对应急救援选址的影响，提高了救援库的利用率。其次，本文在现有救援响应点

的基础上，提出了多救援主体的协同响应，考虑了现有救援响应点的改造及物资供给

情况，降低了救援成本。基于此，针对多物资在复杂灾害场景下，本文考虑了通用类

物资和具体灾害场景下物资的折算与替代情况，进行物资需求预测，提高物资的使用

效率。最后，在大规模实例下给出帕累托解的分布和目标的偏好，提出了一系列可供

决定的选项。

关键词：应急救援；多种类物资；复杂灾害情景；多救援主体；多目标优化;

NSGA-II-XGB算法

Abstract

Thelayoutofemergencyrescueresources,especiallythejointreserveincomplexdisaster

scenarios,iscrucialfortheservicequality,reliability,andefficiencyofemergencyrescue

activities.However,theinteractionandmaterialclassificationbetweendifferentdisastersare

oftenlackingconsideration,whichiscrucialforemergencyrescue.Thisarticleprovidesanovel

andpracticalframeworkforreliableemergencyrescuestrategiesincomplexdisasterscenarios.

Inordertoaddresstheproblemofselectingdifferentrescuemulti-objectivematerialsin

complexdisasterscenarios,thisarticlesummarizesandsolvestheproblemofselecting

emergencymaterialsforpredisasterreservematerialsfromthefollowingthreeaspects:

Thisarticlefirstusesscenariobase