重大地震后利用無人機配送動物防疫物資影響因素研究
——以四川省農村為例

張 釗，張治國

（成都信息工程大學 物流學院，四川 成都 610103）

1 引言

我國地域遼闊且地貌復雜，沼澤、凍土、高原等分布廣泛，同時部分地區位于地震帶上[1]，時有地震災害的發生。其中以四川省最為特殊，其地域內幾乎包含了我國所擁有的全部地質特點，同時處于地殼運動較為活躍的喜馬拉雅-地中海地震帶[2]，因此四川省內地震多發且難以預測。據相關數據顯示，自2000 年起四川省省內發生的有感地震超過千起，其中里氏5.0級以上具有破壞力的地震已超70起，尤以2008年發生的“512”汶川8.0級特大地震造成的破壞最大[3]。在重大地震發生后，搶險救災工作的進行可最大限度避免生命、財產的進一步損失，這些應急工作一般包括：對人員的搶救、基礎設施維護、動物防疫工作等[4]。在歷次救災工作中，對動物的防疫工作均是重點任務，其原因是地震后動物尸體難以得到無害化處理，為病菌滋生創造了有利條件；同時災后得以幸存的動物因受傷、雨淋、饑餓等造成抵抗力嚴重下降出現疾病感染，其中不乏存在人畜共患的疾病導致“大災之后必有大瘟”。因此針對災后動物防疫工作最主要的目的就是避免損失進一步擴大，保障人民群眾生命安全。

重大地震的發生除了造成人員傷亡和直接經濟損失外，其產生的地質結構變化及基建破壞等將嚴重影響災區內任何物流活動的開展。以四川農村為例，部分鄉村處于高度貧困[5]，重大地震災害將會導致其僅有的道路受損，利用傳統的汽車運輸無法將應急物資有效運往這部分農村災區；利用人力運輸存在風險大、效率低等缺點。我國農村是家禽、家畜等食用動物的主要聚集地[6]，若這些貧困鄉村因地震造成動物防疫不力形成瘟疫傳播，勢必會進一步導致人員傷亡，同時給我國脫貧攻堅工作造成極大阻力。2020年的中央“一號文件”中明確指出：“加強農村防災減災能力建設，全面排查整治農村各類安全隱患[7]。”就是要保障我國農村地區在災害發生后最大限度地減低災害所帶來的后果。因此探索出一種全新的物流方式不僅可有效滿足當地應急物資需求，同時也可為當地農村地區動物防疫工作做充足的準備。隨著科學技術的不斷發展，運用無人機進行物流活動已成為可能。在國內外數次的無人機物流實驗表明：無人機在物流活動中均展現出反應速度快、活動成本低、不用考慮地形地貌影響等優點[8]。利用無人機可以很好地解決這些地區在災后的動物防疫物資需求，同時其可為日后無人機物流成為物流常態積累寶貴經驗，也可在政府扶貧宣傳上寫下濃墨重彩的一筆。目前無人機系統的運用在各個行業中均表現良好，針對無人機物流，多方提出目前需加強人才培養、加大資金投入、完善空域管理等[9-13]以保障無人機物流工作的順利進行。

利用無人機配送動物防疫物資就目前而言屬于新興的配送方式，區別于傳統方式，其存在缺乏相關文獻、考慮內容相對片面等情況。對此，本文將從利用無人機配送動物防疫相關物資的特點入手，結合地震多發的四川省具體情形，針對四川省農村地區特征，根據多方觀點、經驗及實地情況利用解釋結構模型（ISM）及交叉影響矩陣相乘法（MICMAC）[14-15]對整個問題進行客觀系統化分析，最終從理論角度對這項運用提出相應結論，為日后類似活動的進行做一定的參考。

2 相關因素確定

在重大地震后利用無人機對災區進行動物防疫物資配送屬于災后應急工作的一部分，這種物流方式歸屬于應急物流體系內。因此在判斷影響因素時不光要從動物防疫物資自身特性、物流用無人機系統特性等方面進行深入考慮，還需考慮應急物流整個活動的特點。由于應急物流活動及其活動所需的運輸工具無人機本身較一般的物流活動及配套工具都顯示出特殊性，特此本文將結合項目實際考察、各方觀點[4-13]以及災后動物防疫物資的種類特性，針對四川省農村地區的災后特點，整合出12個有關災后利用無人機配送動物防疫物資的代表性影響因素，見表1。

表1 相關影響因素及其相關信息

這些因素間必定存在著一定的相互關系，總的來說，必須要協調好這12個因素之間的關系，結合實際情況及系統分析判斷孰輕孰重，有的放矢的提出相關建議方能有效的滿足日后該領域發展的需求。

3 ISM模型構建

根據上述因素間可能存在的直接或間接影響，運用主觀評價分析容易造成判斷誤差，特此本文將采用ISM 對上述影響因素進行系統建模，并結合MICMAC進行深入分析以確定研究重點。

ISM 即解釋結構模型，是結構模型化的方法之一，其通過各因素間存在的相互關系進行模型的建立并利用矩陣的方法將復雜系統分解為若干簡單的子系統，之后構成多級遞階的模型總體分析和進一步研究。本文模型中，各因素間存在的相互關系是結合相關專家建議、文獻檢索及項目實際運行后的反饋得出，通過這些因素間的內在聯系建立好本文最終模型，過程如下。

3.1 各因素關系確定

根據項目實際運作情況、各方學術觀點以及實地考察結果得出各影響因素所造成的直接影響情況，如圖1 所示，其中A 表示所在列因素對所在行因素有直接影響；V表示所在行因素對所在列因素有直接影響；X 表示所在行因素與所在列因素間相互影響。

圖1 各因素間相互關系圖

3.2 建立鄰接矩陣

確定和各因素間的相互關系后，現將這些因素通過數學邏輯方式建立聯系并構建鄰接矩陣。本文中鄰接矩陣所展示的是以四川省農村為例的重大地震后利用無人機配送相關動物防疫物資系統中各因素間的相互關系，滿足公式：

根據公式建立的鄰接矩陣為：

3.3 建立可達矩陣

鄰接矩陣建立完成后需要將其轉換為可達矩陣。首先求出A 與單位矩陣I（本文為12 階）之和A+I ，基于布爾矩陣的運算性質對( )A+I 進行數次

3.4 層級分解

得到可達矩陣后，將可達矩陣中被Yi影響的因素集合，形成可達集合P=(Yi)，同時把影響Yi的因素集合為先行集合Q=(Yi)。將兩集合進行交集運算，當P=(Yi)=P(Yi)?Q(Yi)時，求出的最上級因素便是Yi，隨后將其所在的行列劃去形成新的可達矩陣，重復上述層級分解步驟劃分出最終的各個層級。經過數次分解后得出分層結果（自上而下），見表2。

表2 層級分解結果

4 ISM與MICMAC交互分析

根據各層間的因素及各因素間的相互關系繪制出重大地震后針對四川省農村的利用無人機配送動物防疫物資的影響因素多層次遞階結構圖，如圖2所示。同時基于MICMAC法可用于識別整個系統的驅動及依賴兩大因素的特點，可以將其作為ISM的延續分析，將ISM 可達矩陣中各個因素可到達因素的個數，和到達各個因素的因素個數作為驅動性（x軸）和依賴性（y軸）。將所有因素反映在坐標軸上，其坐標分布圖如圖3 所示，由于該坐標中x 軸和y 軸的極值均為12，故作x=6與y=6兩條直線將坐標分為四個獨立集群。

圖2 模型多層次遞階結構圖

結合多層次遞階圖以及坐標分布圖各因素所在的層級與坐標區域進行整體分析，處于深度因素層的專業人才、硬件設備、天氣等客觀因素、技術維護與政府政策作用在坐標軸上均處于高驅動低依賴特性的IV 區。從其在兩圖中的位置性質來看，在重大地震發生后無法迅速建設亦或是存在人為無法控制的要素，需要在災害前進行長期建設及設定好完備的提前預警機制，方可在災害發生后進行有效反應與工作。

圖3 MICMAC驅動性依賴性坐標分布圖

處于間接因素層中的物資數量、物資種類、災區嚴重程度、信息掌握程度、相關法律支持這5 項因素位于坐標圖的左側，具有低驅動性的特點。其中災情嚴重程度直接受地震破壞強度影響，位于坐標軸的III區，展示出其不可抗拒性及難以掌握性。其余4項因素依賴性趨于坐標系的中間位置，證明其擁有一定的控制性，其與災害后災區的需求成正相關，需要在滿足深層因素建設的情況下進行相關動物防疫物資配送工作安排。

直接因素層的總成本與應急效率兩大因素均擁有低驅動、高依賴的特點，這是由于其宏觀的展現所形成的。這兩項因素直接從宏觀層面決定了活動的好壞，處理好這兩項宏觀因素的關系將使得災區動物防疫物資能夠準時、保量的運送到相關災區，確保災后防疫工作的正常進行。雖說總成本一項往往在應急工作中重視程度低于效率，但合理的節約資金一方面可以使活動性價比提高，另一方面可以將節省的資金運用到更長時間的災后建設活動中去。

災后配送動物防疫物資從宏觀上來說是應急物流工作的一部分，需根據應急物流的特點，結合防疫物資的相關物理、化學性質進行綜合考慮，提出相關建議。根據上述分析，在災后利用無人機配送相關動物防疫物資的工作時，必須要重點遵循在災前對深層因素的內容進行長時間的準備建設；其次在災后迅速采集到相關需求信息，做到快速反應、及時的應急處理，以滿足預期效率；同時盡可能的降低成本，為活動節約資金并加強災后建設工作。

5 總結與建議

重大地震的發生不存在地域性和時間性，本文僅針對四川省地震多發的特點，以四川省為研究主體進行研究工作。我國其余省份也均有發生重大地震的可能。由于目前我國其他省份的農村地區可能在基建上均強于四川省，同時山地等惡劣地形并無四川省復雜，因此將無人機配送相關動物防疫物資的技術運用在其他省份中操作難度將降低，相關的管理、建設建議均能受用。據上述模型分析結果，特提出以下五點管理和建設建議以供日后相關活動參考。

5.1 加強物流與無人機技術領域的復合型人才培養

目前，物流與無人機操作兩領域各自的人才培養均處于上升階段，國內多家高校開設有物流相關專業或無人機應用及操作類相關專業，但針對無人機物流領域而言，缺乏物流與無人機操作兩者理論技術兼備的復合型人才。由于兩領域學科交叉不明顯，兩領域人員分工工作可能會導致出現工作效率低下的情況：物流相關人才不了解無人機性能從而胡亂設置運量，導致工作無法順利進行；無人機技術相關人才不清楚物流管理的實質內容導致無法清楚理解應急物流工作的重要性而盲目工作。因此發展兩領域交叉的復合型人才是發展無人機物流的必經之路，其需要大量時間進行培養工作。由于目前運用無人機進行物流活動處于實驗、試運行階段，給未來復合型人才的培育工作留下了一定的緩沖期，高校可利用這段時間進行長期專業的復合型人才培養工作，為未來這一領域儲備人才。對于目前短期而言，建議物流專業領域相關人才進行AOPA無人機執照培訓，取得無人機飛行執照的同時對無人機性能進行初步程度了解，即可在管理協調方面有一定程度的提高。

5.2 做好災區動物防疫物資相關管理工作

這部分建設包括對動物防疫物資種類及數量的日常維護。定期檢查，加強采購更新換代的工作，從物資準備上對重大地震的發生做好保險工作。相關部門可根據歷年來防災、減災相關工作經驗，同時與地震局等部門做好溝通聯系，確定每年動物防疫物資的準備數量；加強倉庫內物資的定期檢查工作，滿足災后使用的相關動物防疫藥品、工具等保質保量。另外結合物資的各項特性加強倉庫、配送工具的升級換代，滿足動物防疫物資不因管理或技術因素造成質變或泄露等不必要損失。

5.3 加強重大突發事件風險評估能力及信息管理能力

當前對風險的評估及應急信息的管理仍是我國應急工作的弱項。從今年新型冠狀病毒爆發后一個月內，全國各地醫用應急物資告急就可以反映出這一問題，四川省部分農村貧困山區在發生重大地震后獲取相關動物防疫物資的信息難度較大，但必須要快速解決。結合四川地區地質災害高發的特性，當地的地質與大氣研究部門需加強災害研究工作，對可能發生的風險及時上報，同時加強村民應急意識，避免重大突發事件后產生恐慌。另外需建立高效的應急信息管理平臺，加強大數據、區塊鏈等相關領域的建設，保障綜合信息的暢通，確保配送的時效性與準確性。

5.4 強化硬件設備管理，提高保障能力及運輸安全

建議采用目前新興的垂直起降無人機，其具有高速度、低耗能、無需跑道、運量大等特點，其飛行姿態較為穩定，在配送動物防疫物資時能夠保證其不會因飛行問題而造成變性或損壞，是利用無人機配送動物獸藥，防疫物資的首選機型。另外無人機與汽車等傳統交通工具相比，需要經常對電機等設備進行維護工作，建議任務時間每40 小時進行一次全方位的檢查工作，對有安全隱患的部件及時更換，保障飛行安全，避免防疫物資損失及人員傷亡。同時加強專業物流無人機的研發工作，將專業的設備投入到各種專業物資的物流活動中。

5.5 政府部門加強立法及監管力度

政府應加強空域管理，保障無人機的配送工作在融合空域或隔離空域內順利進行，同時針對應急工作加強協調力度，讓部分工作及人員給應急工作讓步，保障動物防疫物資以最快速度足量的配送到災區。另外，對無人機應急物流相關活動進行立法工作，嚴厲打擊對無人機等設備進行故意破壞，阻礙應急工作展開的企業及人員。相關部門還需加強村民的教育工作，不要因好奇心對無人機進行圍觀阻礙工作的進行及造成人身傷害，同時不要因發生重大地震造成群眾恐慌。另外政府還需出臺相關政策保障新型應急專用無人機的研發以及其他各項高新技術的研發。