非常規(guī)突發(fā)事件是一種極端不確定性事件,具有了歷史罕見性、突然爆發(fā)性、致災因素復雜性、極度破壞性、時效緊迫性等特征。這些特征使得非常規(guī)突發(fā)事件在持續(xù)演化的復雜過程中,存在大量的次生、衍生及耦合等非線性動力學關系。因此,其常常會誘發(fā)出一系列危害極其嚴重的次生災害事件。原生和次生災害相互耦合導致災情惡化,形成災害鏈。
所謂災害鏈,主要是指原生災害及其引起的一種或多種次生災害所形成的災害系列(周靖等,2008)。所謂原生災害主要是指由動力活動或環(huán)境異常變化直接形成的災害;而次生災害是由原生災害引起的“連帶性”或“延續(xù)性”災害,對同一時段的次生災害,既可以是同一地點的不同災害,也可以是不同地點的同一災害(《地球科學大辭典》,2005)。
災害鏈是非常規(guī)突發(fā)事件的典型表現(xiàn)形式,由于災害的負面后果被成倍放大,從而形成災害鏈條式擴散的“級聯(lián)失效效應(cascading failure effect)”,加大了非常規(guī)突發(fā)事件應急資源調度和配置的難度。
在第2章的文獻綜述中可以看到,現(xiàn)階段針對突發(fā)事件災害鏈及其應急資源調度和配置研究相對較少,代表性的成果如韓傳峰等(2006)在洪水災害領域,以黃河中下游為研究對象,用系統(tǒng)動力學方法研究了自然災害的鏈式反應機制。季學偉等(2009)在確定事件鏈的初始事件,分析可能出現(xiàn)的次生事件基礎上,運用概率函數(shù)、層次分析和綜合評判等方法對突發(fā)事件鏈場景發(fā)生概率和后果進行了定量風險分析。李藐(2010)提出了事件鏈的概率模型。李進等(2011)針對災害鏈多資源應急調度問題,以資源調度總時間最短為目標函數(shù),構建了多出救點、多受災點、多資源、雙層分配網(wǎng)絡的應急資源調度混合整數(shù)規(guī)劃模型。然而,現(xiàn)有模型還存在以下一些不足。
①只考慮了單一運輸方式下的應急資源調配方案。非常規(guī)突發(fā)事件發(fā)生后對資源大量并且緊迫的需求,采用單一運輸方式將無法滿足應急資源調度的需求,而采用航空運輸、公路運輸和鐵路運輸?shù)榷喾N方式聯(lián)合更為符合災后應急救援的實際需要。
②現(xiàn)有基于災害鏈的模型,多數(shù)只考慮了應急資源調度總時間最短為單一目標函數(shù)。盡管非常規(guī)突發(fā)事件爆發(fā)后,應急資源調度和分配的社會公益性(弱經(jīng)濟性)和效率成為政府關注的首要問題,但是實際資源分配過程中,適當?shù)乜紤]較為經(jīng)濟地使用資源,在以應急時間最短為主要目標函數(shù)基礎上,增加運輸費用最小的考慮也是較為現(xiàn)實的要求。
③沒有考慮非常規(guī)突發(fā)事件應急資源調配系統(tǒng)中存在應急限制期約束問題。非常規(guī)突發(fā)事件的應急限制期約束主要是指,當事件爆發(fā)時,各災害點在應急相應時間上除了希望盡早接收應急資源以開展應急救援活動之外,還存在一個最晚接收應急資源展開應急救援活動的時間限制(time of deadline)要求。
針對上述不足,根據(jù)本書的3.3中圖3-10的雙層復雜應急資源分配網(wǎng)絡拓撲結構,本章將關注應急資源分配網(wǎng)絡優(yōu)化調配建模中以下兩方面問題。
①由于次生災害被誘發(fā)概率較大,在調配過程中不僅需要考慮原生災害需求,還需要考慮次生災害需求。針對多個原生、次生災害需求點的大量、緊迫應急資源需求,資源分配網(wǎng)絡中需要有多個出救點應急響應。
②在時間極度緊迫背景下,各受災點應急資源需求較大,因此對應急救援中超過單車容量的應急資源需求,不能采用充分利用緊缺運輸工具的巡回配送或者轉運和共同配送方式,而應采用分割直接配送方法,直接由應急出救點配送至災害突發(fā)點。
基于上述兩方面問題,本章擬解決運用點對點的直接配送方式,在滿足一定應急限制期要求和競爭性節(jié)點(原生和次生災害受災點)應急資源需求的時間要求基礎上,衡量不同運輸方式(公路、航空、鐵路等)的運輸成本,確定出應急狀態(tài)下從多個應急出救點到多個原生、次生災害受災點的應急資源分配網(wǎng)絡調度和配置的優(yōu)化策略。
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