基于ＡＨＰ的應急物資車輛路徑選擇的研究

摘要：應急物流是現代物流中的新興門類，它有許多規律、特點、模式值得我們去研究。為了提高應急救援工作的響應能力，本文對應急物資車輛路徑選擇進行了研究，基于應急條件下物資運輸調度的時效性、安全性、經濟性及方便性特征，運用層次分析法對問題進行了分析，確定其決策權重，選擇最佳路線，最后進行了實例分析。

關鍵詞：應急物流；路徑選擇；層次分析法（AHP）

中圖分類號：F252文獻標識碼：A

文章編號：1002-3100(2007)09-0090-03

Abstract: Emergency logistics is the new area of logistics， its many rules， the character， the pattern are worth of researching. In order to enhance the response ability of the emergency recovery， the paper studies on the path selection of emergency material based on the AHP as to the principles of timely， security， economy and convenience， determining its weight and selecting the best path. And finally， an example is presented in the paper for demonstrative analysis.

Key words: emergency logistics; path selection; AHP

應急物流是指以提供自然災害、公共衛生事件、重大事故等突發性事件所需應急物資為目的、以追求時間效益最大化和災害損失最小化為目標，借助現代信息技術，整合應急物資的運輸、包裝、裝卸、搬運、倉儲、流通加工、配送及相關信息處理等各種功能而形成的特殊的物流活動。在我國，自然災害、事故災難、公共衛生和社會安全等突發事件時有發生。為積極應對上述各種緊急態勢，國家有關部門制定了相應的緊急救援預案，其中應急救援物資的運送是救援工作的重中之重，而應急救援物資運輸車輛的路徑選擇問題是確保這一工作順利進行的關鍵。當災害發生時，其主要任務是如何在有限的時間內，在不過度浪費成本的情況下，高效地運用不同的運輸方式將各種救災物資（食物帳篷、醫療設備等），從不同的供應端（物資儲備中心）配送到一個或多個需求端（災區），即如何在恰當的時間、恰當的地點提供恰當的物資給災區居民。因此，如何給各個路徑方案進行評價和排序，從而選出一條最佳的路徑是一項重要的與值得研究的工作。國內外對于路徑選擇的問題主要集中在普通物流上，而在應急物資配送路線的選擇上研究很少，因此本文提出應用多目標決策中一個有效、易行的方法—層次分析法（又稱AHP法）來解決應急物資路線選擇問題。

1AHP法與應急物資路徑選擇

1.1AHP方法簡介

AHP法是層次分析法（Analytical Hierarchy Process）的簡稱，它是T. L. Saaty等人在20世紀70年代提出的一種能有效地處理決策問題的實用方法。這是一種定性和定量相結合的、系統化、層次化的分析方法。其要點是：把一個復雜問題分解成組成因素，并按支配關系形成層次結構，然后應用兩兩比較法確定決策方案的重要性。這種方法具有要求的信息量很少，決策過程花費的時間短等特點。

AHP法的步驟：

（1）建立評價對象的層次結構模型，將決策問題分解為3個層次：最上層為目標層，中間層為準則層，最下層為方案層。

（2）構造各層判斷矩陣：判斷矩陣是表示針對上一層某要素而言，本曾與它有關聯的各要素之間的相對優越程度。

（3）各層次單排序和一致性檢驗：層次單排序即把本層各要素對上一層次來說排出優劣順序，即求出權重，當CR<0.1，認為判斷矩陣滿足一致性要求，否則需要調整判斷矩陣的值。

（4）層次總排序，取得決策結果：利用層次單排序的計算結果，即每一層元素對其上一層各要素的相對權重，進一步計算出層次分析模型中每一層中有所有要素相對于目標層的權重，這一步是由上而下逐層進行的。最終結果是得出最底層（方案層）元素相對于目標層的組合權重。根據權重的大小即可得到各方案的優劣，從而為選擇最優方案、使整個系統達到最優化提供依據。

1.2應用AHP法進行路徑選擇

配送路徑的選擇是否合理，對加快配送速度、提高服務質量、降低配送成本及增加經濟效益都有較大的影響。普通物流配送的路徑選擇以追求成本最小化、利潤最大化為目標進行選擇路徑，而應急物流中的物資配送與其卻不完全相同。它最大的一個特點就是“急”字，一般是以時間效益最大化和災害損失最小化為目標來選擇配送路徑。由于災害發生后，許多道路可能有被阻斷的風險，結合交通負荷對于交通堵塞的影響，本文主要結合時間、安全、費用和方便四個因素來對應急物資配送路線進行決策。

1.2.1應急物資車輛路徑選擇的影響因素

（1）時間。應急救援條件下時間是最寶貴的資源之一，爭取時間能夠搶得主動，拯救生命和爭取勝利，時間是任何緊急態勢下不可忽視的決策屬性。

（2）安全。由于運輸行程中各個路段的道路環境、地形地貌差異及事態嚴重程度不同，各路段的危險程度是不同的，通常用安全通過概率來描述車輛安全通過某路段的可能性大小，并作為運輸調度的安全性決策屬性。

（3）費用。應急物流也是物流的一種，其經濟效益也是要追求的目標。因此合理運輸調度方案能夠減少運輸周轉量，降低運輸費用，而且緊急態勢下，由于運量大和運輸時間集中等原因，常常會發生運力緊張狀況，追求運輸調度的經濟性目標，能夠有效緩解運力不足的矛盾。

（4）方便。由于好多物資是從省外運來的，所以道路選擇的方便性，能使救災物資準確地送達災區。

1.2.2AHP法進行路徑選擇過程

對應急物資車輛路徑的選擇工作進行分析，可以將預案選擇看作一個決策。決策的目標為：選擇最合適的路徑。影響決策的因素有四個：時間、安全、費用及方便。這樣的選擇便是一個多目標決策問題，于是可以應用解決多目標決策問題的典型方法—AHP法（層次分析法）來完成路徑選擇工作。

（1）建立層次結構模型

由上述分析可以建立層次結構如圖1。

（2）構造判斷矩陣

利用判斷尺度對同一層次的元素進行兩兩比較，構造比較判斷矩陣。需要指出的是，各項指標的評分標準，不能單純地考慮常規下的歷史數據和經驗。就運輸供給而言，災害發生后，道路系統的交通功能是否能適當發揮，將直接影響到救災的成效。 例如地震發生時，在路徑選擇時，必須考慮地震造成建筑物破壞倒塌阻斷道路或其他因地震而破壞道路的情況。兩兩比較須有決策者根據突發事件發生后，一些交通信息和路網的結構等進行比較。目前在層次分析法的應用中，大多數人都是用的1—9尺度，如表1所示。

（3）層次單排序及一致性檢驗

（4）層次總排序及其一致性檢驗

2舉例

假定某地區發生突發地震，一批救援物資需要從配送中心運往救災物資需求點，現有3條備選路徑，但每條路徑花費的時間、安全、距離及方便性都是不一樣的。要求從這3條路徑中確定一個最佳行駛路線。根據以上各要素和指標給各方案打分。有關數據如表2。

第一步建立層次結構模型。備選路徑為3條的時候，其層次結構圖如圖1中n=3所示。

第二步經決策部門認定，構造成對比較矩陣A，進行層次單排序及一致性檢驗。

第三步層次總排序及其一致性檢驗

對于路徑1，它的組合權重應為：0.628×0.633+0.154×0.600

+0.154×0.090+0.064×0.106=0.511

同理路徑2和路徑3的組合權向量分別為：0.209和0.282。結果表明，路徑1的權重大于路徑2和路徑3，應作為優選方案。

3結論

應急救援物資車輛路徑的選擇問題，本質上屬于多屬性決策問題，應急條件下的物資調度人員進行決策時，需要根據災害發生時的具體環境及運輸任務的性質，在運輸時效性、安全性、經濟性和方便性目標之間權衡選擇。本文采用AHP對應急路線進行分析研究，方法簡單、易行、實用，但實際情況可能比這復雜的多，有可能結合更多的準則去進行分析。

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