军事应急物流中多目标路径优化的研究

摘 要： 本文从军事应急物流的定义和特点出发建立 了多目标的路径优化模型， 并基于遗传算法总结归纳了解决多 目 ￣ ｔ － Ｊ问 ４ ｃ Ｌ４
题 的三种 方 法。
关键 词 ： 军事应 急物 流 ； 目标路 径优 化 ； 传算 法 多 遗
军事 应急 物流 是 相对 于一 般应 急物 流 和 ０＜ ， ｌ （ 少 ，已将 比较 重要 的 时间 目标转 化成 了约 束 ９ ） 传统 军事 物 流而 言 的 ，是指 由军队后 勤 部 门 条件 来处 理 ，那 么 同样 的道 理为 了降低 求解 Ｍ ～１ 作 为保 障主体 的 ，以提 供 突发性 公 共安 全事 ｆ ０ 的难 度 ，将 第二 重要 的安全 性 目标也转 化成 １１ ｓｎ ） ｎ ｉ（ ＝ ｇＲ 件 、 恐行 动 、 急 作 战 等所 需 应急 物 资 、 反 应 人 约束 条件 。 即将安全 性 系数限 制在某 个范 同 ， 员 、 金为 目的 ， 资 以追求 军 事 效益 最 大 化 ｌ 】 １ 和 ｓ ｎＲ ＝１ ｉ （） ｇ （１ 目标 函数转 化成 约束 条件如 下 ： １） 灾 害损失 最小化 为 目标 的非常 态物 流活动 。 ２＜ ＜ Ｓ （２ １） 为 了 满 足 军 事 应 急 物 流 对 时 间 实 时 性 的要 求 ，在 军事 应急 物流 巾必 须对 路 径进 行合 理 其 中 ，１ 、２ （ ）（ ）分别 为 目标 函数 Ｆ 和 Ｆ 。 ： 的规 划 ，即要 解 决这 种特 殊 物流 路径 优化 的 的定 义 式 ， Ｆ 是使 得 路 径 中 的安 全性 指 数 函 其 中 Ｐ 是 车辆 通 过 路 径 所要 求 的最 低 。 问题 。 数 值最 大 ，是使 得路 径 中的 配送 费用 函数 值 安全 系数 。 如此 ， 目标优化 模 型也就转 化为 多 １路 径优 化 问题 最 小 ；３ 、 ） 别是 时 间函数 的定 义式 和 作 单 目标 模 型 ，使 用遗 传算 法对 其进 行求 解就 （ ）（ 分 ４ 物 流 配送路 径优 化 问题 ，即所谓 的车 辆 为硬 时间 窗限 制 的约束 条件 ；５ 、６分 别 是 相对 简单 了。 （ ）（） 路 径 问题 （ ｅｉｅＲ ｕｉ ｒ ｌ Ｖ Ｐ 最 车辆在第 ｋ条路 径 中的行 驶距 离 和最 大行 驶 Ｖ ｈ ｌ ｏｔ ｇＰｏ ｅ Ｒ ） ｃ ｎ ｂ ｍ， ３３权重 法 ＿ 早 由 Ｄ ｎ ｉ 和 Ｒ ｍ ｅ 于 １５ 年 提 出 ， 于 距 离对路 径 长度 的约 束 ；７是 对安 全性 系 数 ａｔｇ ｚ ａ ｓｒ ９９ 属 （） 权 重法 是多 目标 优化 问题 的一 种常 用的 典 型 的复杂组 合优 化 问题１ 由于在军 事应 急 Ｐ 的约 束 ；８ 、９分 别是 对道 路 属性对 运 输 求 解方 法 ，其主 旨是 将所 有 的 臼标 函数 依据 ２ １ 。 ． （ ）（ ） 物 流 中 ，时 间上 的延误 会 对抢 险救 灾 和突 发 费用和运输速度 的影 响系数的约束 ；１ ） 其 重要 性乘 以一 个权 值 ，然 后求 和 生成单 一 （０ 、 性 军事行 动造 成不 可 挽 回的损 失 ， 因此 ， 军 （１分别 是第 ｋ 路径 判 断 函数 和 路径 存 在 的优化 目标 函数 。 在 １） 条 具体 到本模 型 中 ， 目标 函数 事 应 急物流 中时 间要 求必 须作 为 优先 优化 的 的条 件 ， 中 当 ｓ ａＲ 为 １ 表示 该 路 径 为 简 化 为 ： 其 ｉ （） ｇ 时 有 效 路 径 ， 之 为 无效 路 径 ， 反 而 表 示 节 点 ｍａ ｘ（ 【Ｆ 』 ９ ｊ ２ 目标 。 军事 物流 通 常 以军事 效益 为 目标进 行优 Ｖ、 ， 间有 无边 连接 ， １时有 边 连 接 ， 之 ｖ 入为 ． 其 中 ｍ 和 ∞ 分别 是 两个 目标 函数 的权 化 ，但在 资源 有 限 的情况 下也 必须 考 虑经 济 反 之无 边连 接 ；１）是 对 路径 中节 点数 的限 重 ，可 以通 过对 两个 日标 的重 要性 进行 评估 （２ 效 益１ 所 以在 军事 应 急物流 中有 三个优 化 目 制 。 ３ Ｉ 。 得 出适 当 的权值 ，中间 的负号 是为 了使 二者 标 ： 间最小 、 全性 最高 和成 本最低 。 时 安 参数 说 明 ： 是车辆 在正 常理 想道 路单 位 的优 化 方 向一致 。 同样 权 重法 的 目的也 是将 ｅ ２数 学模 型的建 立 路 径上 的运 输 费 用 ； ． 道 路属 性 对 运 输 费 多 目标转化为单 目标， ． 是 用遗传算法进行求解。 ＜一 为 了降低 优化 的 难度 ，将有 严 格要 求 的 用 的影响 系数 ， 道路 条件 越差 ， 费 用越 即 运输 ４结论 本 文 建 立 的 Ｖ Ｐ优 化模 型 与普 通 物 流 Ｒ 时 间性 目标作 为硬 时 间窗 限制 加入 约束 条件 高 ， 兀 大 ； 该系数 也越 Ｂ 是道 路属 性对 运输 车辆 巾， 把安 全性 函数 和成本 函数 作 为 目标 函数 ， 的速 度影 响系数 ， 即道路 条 件越 差 ， 输 车辆 中的 Ｖ Ｐ模型有 较 大区别 。 军事 应急物 流 运 Ｒ 在 ％ 该 的速 度越低 ， 系数越 小 。 中主要涉 及 的是应 急物 资在 各个 受灾 点或 战 建立 带有 硬时 间窗 的多 目标优化 模 型 。 配送 中心 ｖ、 户 ｖ 及 道路 运输 网络构 用 ３基 于遗传 算法 的求解 方法 斗配 置点 之 间的 配送 ，道路 条件 可能 会受 到 成 了一个 有 Ｓ 节点 的简 单 无 向 图 Ｇ （，） 个 ＝ＶＥ， 建立的模型是多 目标优化模型。遗传算 各种 自然 灾 害或敌 方破 坏 的影 响 ，所 以必 须 ＜一 ｖ表示 网络节点 集 ， Ｅ表示 网络边 集 。冈 Ｇ上 法作 为一种 优 良的启 发 式算 法具 有很 强 的全 考虑 道路 条件 属性 ，再 加上 应急 条件 下对 配 连接 节 点 ｖ、 ． 的边 ｅ 的距 离 为 ｄ 配送 时 局搜 索能 力 ，广 泛应 用 于解 决路 径搜 索 和优 送 的实 时性要 求也 很 高 ，因此所 建模 型较 普 Ｖ 段安 全通 过 ｅ 的可能 性 为 Ｐ ， 求 安排 一 条 化 问题 １ 通 过实 践证 明直 接去优 化 多个 目标 通物 流配送 模 型复 杂 的多 。本文所 建模 型考 ． ． ． ． 要 ４ ］ 。 合理 的路径 ，使 得这 条路 径 的安 全性 最高 且 是 比较 困难 的 ，在实 际操 作 中一 般要 将 多 目 虑 了多种 现实 条件 对路 径优 化 的影 响 ，对 实 成本 最低 。 标 优化 转换 为单 目标优 化 降低求 解 的难度 。 际 中解决 军事应 急 物流 路径 选择 有很好 的指 于是在 军事 应急 物流 情况 下 的数 学模 型 ３１基于 重要性 的分 层优 化方 法 ． 导意 义 。 可 以表示 为 ： 在 该模 型 中 ，由于安 全性 目标 和 成本 目 参 考 文 献 标 的重 要性 是有 区别 的 ， 以可 以对 其进 行 … 张 伟 ． 多 样化 军事 行 动 中 的应 急 物 流保 所 论 ｍｘ 兀 ａ ＝ （ 分层 优 化 。多个 目标 的最优 化 问题 不 同于一 障ｌ］ １ ） Ｊ 物流技 术 ，０ ９ ８１ １ ３ １７ ． ２０， （ ： —４ ． ２ ）４ 般 的约束 多 目标 优化 ，它 的特 点是 在 约束 条 ［】 立 军 ， 宏生． 于遗 传算 法（ Ａ 的配送 ２ 安 俞 基 Ｇ ） 件下 ， 个 目标不 是 同等地 被 最优 化 ， 各 而是 按 路 径 优 化 问题 研 究…． 流科技 ，０ ７ ： ～ 物 ２ ０ ０Ｄ ３ ）３ ｍ ＝ ・ ｉ ｃ ｎ ∑ ６． 不 同 的优化层 次先 后进 行最 优化 ［ 根 据应 急 ３ ５ １ 。 Ｓ． Ｔ 时的具 体要 求 ，将 安 全性 目标 作 为第 一层 优 １１ 国银 ， ３许 熊孝 和 ， 涛． 于 Ｇ Ｓ 林 基 Ａ Ａ算 法 的 Ｊ 解放 军 ｆ 化 ， 成本 目标 作 为第 二层 优化 ， 得原 来 的 成 品燃 油 战 时公 路 配 送 路 径优 化 『 ＿ 将 使 （ 两个 目标 函数 转化 为 ： ３ ） 理 工 大 学 学报 （ 自然科 学版 ） ０ ７ ｆ： ０ ， ０，２１ ～ ２ ８ ）８
ｍ ｘ ｌ ２） ａ（ １ ， Ｆ ＩＦ Ｌ ２
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（ ３ １）
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其中， Ｉ 是优化的层次 ，分别为第 ｌ］ ｌｂ ｒ ． ｎ ｔ ｌｏｉ ｍｓｉ ｅｒｈ Ｌ和 ｜ ２ ４Ｇｏｄ ｅｇ Ｄ ＥＧｅ ｅｉ ａｇｒ ｈ ｎ ｓａｃ ． ｃ ｔ
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（ ５ ）
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３ ８一
中国新技术新产品
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ห้องสมุดไป่ตู้
层 和第 二层 。 Ｏｐｉ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｍａ ｈｎ ｌａｎｉｇＡｄ ｉｏ ｔｍｉａｉ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｅ ｒ ｎ ｄ ｓｎ ｓｅ ．９８ ． 即 ，将 把 多 目标优 化转 换 为依 次对 两个 Ｗ ｅ ｌｙ１ ９ 目标进 行单 目标优 化 ，利用 遗传 算 法对 第一 『１ 苏北 ， 海军 ， ５李 王 宋协 武 ． 层 多 目标 优 化 分 Ｊ合 １ 自然科 学 （ 层 的 目标进 行优 化 得到 一个 安全 性 指标 的优 的 区间 算法 ｆ． 肥 工 业 大学 学报 （ ６ ） ． ０ （１： １一ｌ １． ２ １ 化解 集 ，然 后在 这 个解 集 中利用 枚 举法 进行 版 ） ０ ８１ １ ９ ５ ９ ７ （） 第二层 优化 挑选 出成本 最优 的解 ７ ３ ． 目标 函数转化 为 约束 条件 法 ２将 （ ８ ） 在 模型建 立 的过 程 中为 了将 目标 函数 减
』 ． ２ Ｃ ｉａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈ ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ
信 息 技 术
军事 应 急物 流 中多 目标路 径优化 的研 究
高 庆 春 韩 应 征 张 立毅
（、 １ 太原理工大学信 息工程 学院 ， 山西 太原 ０ ０ ２ ２ 天 津商业大学信 息工程 学院 ， ３０ ４ 、 天津 ３ ０ ３ ） ０ １４