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疫情下基于博弈论的物资保障仓库选址-路径研究
| 论文题名： | 疫情下基于博弈论的物资保障仓库选址-路径研究 |
| 关键词： | 新冠肺炎疫情;物资保障仓库;选址-路径问题;完全信息动态博弈;人口流动 |
| 摘要： | 新冠肺炎疫情（CoronaVirusDisease2019,COVID-19）对全球经济发展和公众生命健康造成了巨大危害。疫情初期武汉曾出现大规模的物资短缺现象，随着国内疫情进入常态化阶段，物资短缺仍时有发生，反映出我国部分地区的物资保障体系仍存在短板。建立物资保障仓库是加强储备、解决物资短缺问题的有效手段，面对疫情发展的时空不平衡性，研究疫情下的物资保障仓库选址-路径问题具有重要的现实与理论意义。 本文基于疫情传播动力学进行物资需求预测，分析物资短缺风险控制的选址博弈过程，对物资保障仓库的选址-路径问题进行研究。首先，考虑新冠肺炎的传播特点与追踪隔离等防控措施，结合现有研究与2021年12月西安市疫情数据进行参数修正，在SEIR+AQH传播动力学模型的基础上引入人口流动因素构建复合群体模型，预测不同疫情扩散情景下的物资需求。其次，分析以最大损失控制为目标的物资保障仓库选址博弈过程，基于物资需求量与补充时间定义物资短缺风险损失函数，建立选址-路径问题的双层规划博弈模型。再次，设计K-means++算法求解备选集合，并针对双层规划模型，设计了一种双层算法进行求解，其中，外层为带有回火功能的改进模拟退火算法，用于求解上层选址问题，内层则是模拟退火与遗传算法的集成算法，用于求解下层路径问题。最后，通过爬取华中地区实际人口流动数据与路由数据设计算例实验，应用MATLAB实现算法求解，进行有效性分析与灵敏度分析。研究结果表明：相较于其他选址方案，博弈均衡解的最大损失最小，能够避免较大的风险隐患；改进算法的平均偏差率相对较低，对比传统算法，计算结果的稳定性明显提高；适当增加物资保障仓库数量、加大人口流动控制力度、增加运力资源以及本地固有物资量可以减小物资短缺风险。 本文将博弈论引入疫情物资保障仓库选址问题，对传统选址-路径问题与双层规划模型进行拓展，进一步丰富了应急物资储备理论体系；为疫情下物资储备决策提供新的解决思路，同时对其他致因类型的应急物资储备决策亦具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 刘富鑫 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 胡卉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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