基于区间比较矩阵层次分析法的应急物流中心选址排序模型外文翻译资料

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基于区间比较矩阵层次分析法的应急物流中心选址排序模型

Ali Bozorgi-Amiri，萨曼·阿斯瓦迪

摘要：当自然灾害发生时，救灾物流中心及其服务质量就显得尤为重要。换言之，为区域合作中心选择适当的地点直接影响到业务成本和对日益增长的需求作出反应的及时性。本文旨在提出一种决策支持系统，用于在发生自然灾害时，对RLC的位置进行排序，以便于提供紧急帮助。本研究的重点是考虑可得性、风险、技术问题、成本和在定位RLCs方面的覆盖面。假设应用层次分析法(AHP)可以方便地解决这些中心的定位问题。这个过程中最重要的一步是建立标准和备选方案的成对比较。由于考虑到一些因素，在实际问题中使用区间比较而不是清晰的比较更符合逻辑，因此本文使用了两种被称为词典目标的决策方法。程序设计(LGP)和两步对数目标规划(TLGP)，从成对矩阵中求出优先级。为了评估所提出的方法，还讨论了伊朗首都德黑兰的一个案例研究。

1 介绍

“灾难”一词被定义为社区正常运作的崩溃，由于飓风、地震等自然事件或人类活动的结果而产生的能力对人们、他们的工作和环境产生明显的不利影响，并扰乱当地居民的反应。

灾害管理是规避和处理风险的学科。虽然灾害可能威胁到每个社区，但我们有可能为灾害做好准备、作出反应并从这些灾害中恢复过来，这在一定程度上消除了破坏。灾害管理包括在灾害发生前做好准备，立即对灾害作出反应，以及支持和重建灾后社会。灾害管理的目的是迅速提供救济(紧急粮食、水、药品、住所和用品)，以尽量减少人类的痛苦和死亡。

不仅政府有责任采取灾前和灾后行动来减少破坏和伤亡，而且非政府组织也应该灾害管理的不同阶段采取措施。

救援行动的效率与区域资源的分布有着密切的关系。对灾害的反应从灾后救援和救援行动开始，并继续恢复和重新部署。然后是预防行动，例如确定衡量灾害准备的指标。

近年来，灾难性灾害的数量大幅度增加，由此带来的痛苦、伤亡、代价和社会问题凸显了备灾的重要性。灾后救灾行动成效的一个重要因素是区域中心的地点。

在灾害管理的准备阶段，RLC被用来保护应急商品。这些商品用于在灾难发生后保护受伤的人。因此，这类商品必须存放在适当位置的区域物流中心，以保持安全。因此，迫切需要提出一个决策支持系统，以便为提供职位的区域资源管理中心提供优先排序。救灾和尽量减少痛苦和死亡。

正如灾害的性质及其不可预见性所暗示的那样，不同的属性可有助于确定区域物流中心的位置，应考虑到多种标准。因此，定位RLC应被视为一个多属性决策问题.然而，以往在人道主义物流领域的研究，仅仅是从考虑到RLC(主要是两个或三个因素)一些方面探讨了人道主义物流的问题。

此外，有几篇论文提出了以此为目的更多因素。现实世界对灾害物流的需求与以往的研究之间的差距促使我们探索与定位RLC相关的多种标准。

一方面，在定位中考虑了多种因素的研究有限，而在减少灾后灾难和人员伤亡方面，定位的重要性也是有限的。另一方面，促使目前的研究人员建立了一个决策支持系统(Dss)，用于对区域资源中心的潜在位置进行排序。

与多标准决策相关的一个重要问题是人类的判断和决策矩阵的形成，它反映了标准和备选方案每个准则的相对重要性。在现实问题中，似乎更符合逻辑的是形成间隔成对的比较矩阵，而不是清晰的比较矩阵。关于人类判断中涉及的自然不确定性和模糊性，区间对比较的概念可能适合本研究的情况。

许多现实世界的问题是多方面的，并且具有相互冲突的性质。因此，必须考虑两者之间的权衡。在此基础上，获得准则的相对权重是非常重要的。区间比较矩阵被用作估计标准权重的有效框架。根据人类判断中固有的不确定性和判断的主观性质，作出确定性判断是不合理的，而形成相互间的判断似乎更符合逻辑。考虑到排序概念中的区间比较和选择RLCS可以被认为是本论文的独特特征之一。

目前已经提出了一些技术，并广泛用于处理间隔优先事项。本文采用两种不同的方法，即字典目标规划法和两步对数目标规划法来解决这一问题。显然，这两种方法以前从未用于确定区域合作中心的地点。

论文的其余部分组织如下：第2节提供了文献综述。第3节包括LGP和TLGP的定义。拟议的决策支持系统在第5节第4节中作了描述，这是一个来自伊朗首都德黑兰的现实世界的例子。第6节为结语部分，并对今后的研究进行了展望。

2.文献综述

紧急情况管理需要对紧急情况区和资源的可得性有共同的看法，以应付紧急情况。应急管理人员需要得到知识系统的充分支持，才能做出关键的决策。救灾行动的效率与区域物流中心的选址密切相关。RLC用于存储在灾害管理周期的反应阶段使用的商品。它们是通过促进商品的保护降低救灾供应风险和脆弱性的重要设施。在区域合作中心的帮助下，商品和救援物资将保持安全，并将用于帮助社会恢复其自然状态。因此，区域物流中心选址的确定，关系到社会的安全与保护，关系到灾害管理供应链的抗灾能力。许多研究都只考虑了一个定位RLC的判据。有些已考虑最大限度地扩大覆盖面。还有一些国家研究了将预期距离降至最低的问题(例如Mirzapour等人)。而有些人只考虑最小化救援时间。一些文件提出了两项确定区域合作中心的标准。例如，Yushimito等人探讨了尽量减少人的损失和最大限度地扩大覆盖范围的问题，研究了尽量减少运输成本和最大限度扩大需求覆盖面的问题。胡和赵研究了将救援中心的总成本降到最低，并最大限度地发挥资源的作用。詹和刘将预期的旅行时间和未满足需求的比例降到最低。一些文章考虑了确定区域资源中心的三个标准。(例如，Abounacer等人考虑使医疗代理的数量、未发现的总需求和所有总和降到最低。) 尽管上述研究都试图满足灾害管理的需要，但这一问题的性质意味着要考虑更多的标准来定位RLCs。此外，本文还通过多目标决策(MODM)模型对RLC的位置进行了优化。MODM方法处理定量标准，而MADM方法考虑定量和定性两种。然而，灾害物流具有如此复杂的性质，因此必须同时考虑定性和定量标准。

一些论文考虑了应急物流中位置问题的多重属性(三个以上)，并使用MADM方法对区域物流中心进行排序和选择。德格纳等人在确定储存救济用品的替代办法时，已考虑到成本、时间、距离、环境方面和气候等因素。Awasthi等人在选址城市配送中心时，提到了无障碍、安全、成本、服务质量等问题。Roh等人提议的地点、后勤、国家稳定、费用和后勤仓库选址合作。他们用层次分析法确定了每一个标准的相对重要性。张等分类标准分为三大类：响应/支持功能、位置和资源。然后将这些主要指标划分为多个相应的子指标，采用模糊群决策技术对应急管理系统进行评价。Omidvar等人考虑了可获得性、供水、面积、安全和保护、气候条件、土壤状况和经济条件，以选择住所地区。他们采用层次分析法、ELECTERE法、SAW法和TOPSIS法对避难所的排名进行了调查。此外，他们指出，人道主义后勤领域的安保部必须考虑多重而不是有限的标准。图尔古特等人[27]考虑到成本、运输、基础设施、地理位置和气候适宜性。他们强调了商业物流与灾害物流的区别，因为灾害物流涉及到相当大的模糊性和不确定性。因此，他们提出应用模糊层次分析法处理不确定性。张等人调查了安全可靠性、运输状况、面积和自然环境情况。利用模糊层次分析法和信息熵法确定区域物流中心的选址。模糊递阶决策是决策中最常用的决策方法。这种方法广泛应用于各种学科。例如，Lu等人使用这一概念评价新产品的开发。这些研究最显著的缺点是，它们没有考虑到人类判断的内在不确定性，而是使用了清晰的比较。虽然有些论文使用了模糊方法，但区间方法的应用更为合理，因为在区间方法中不需要识别隶属函数，模糊方法隶属函数的识别是一项复杂的任务，对于不熟悉模糊理论的专家来说更是如此。由于大多数参与确定标准和替代方案的专家不熟悉模糊理论和确定模糊隶属函数，模糊理论在这方面似乎并不恰当。因此，使用区间比较代替模糊比较似乎更符合逻辑。此外，以往文献中使用的MADM技术缺乏基于OR的模型，而本文提出的方法是基于OR的，并使用数学规划来推导优先级。或基于数学建模的方法来描述问题，并利用已建立的技术来解决这些模型，并找到变量的最优值。

本文旨在提出一种决策支持系统，该系统考虑了可用性、风险、技术问题、成本和覆盖范围等因素。在经典方法中，层次分析法中成对比较矩阵的每个单元格的值被认为是清晰的，但在实际问题中，很少有明确的优先级。相反，更多的情况是有间隔优先级的成对比较矩阵。对区间比较矩阵的处理有两种方法。第一种方法是计算可选重量和清晰的数字，第二种方法是把它们当作间隔来计算。

SAATY和Vargas在AHP中提出了区间配对比较法，用于不确定性建模，并采用蒙特卡罗模拟方法，从配对比较矩阵中求出区间权重。Arbel认为成对区间比较是线性约束，并给出了求解优先级的线性规划。Kress证明了arbel方法对于不一致的成对比较矩阵是不合适的，因为在这种情况下，线性规划模型不存在可行的解空间。Salo和H m l inen推广了Arbel的AHP方法，确定了每个区间的最小和最大水平，并在最后确定优先次序时使用了最大和最小限度推广了Arbel的层次分析法，确定了每个区间的最小和最大层次，并在最终排序中使用了最大和最小的限制。所有这些方法都是以数学计算为基础的。其中有些问题与不一致有关，但它们最大的问题是它们固有的复杂计算。Arbel和Vargas将层次过程描述为一个非线性模型，并将层次结构中的所有优先级作为决策变量。他们还把Arbel的方法和蒙特卡罗模拟伊斯兰等人还使用LGP从不一致对矩阵导出权重。

本文所采用的方法适用于区间成对比较矩阵，而层次分析法则不适用。此外，当成对比较矩阵为不连续时，可以使用它们，更重要的是，在这些方法中，数学计算并不那么复杂。LGP和TLGP都是基于OR的模型，并使用数学规划来推导优先级。

本文采用LGP和TLGP方法，对区间对比较的RLCS进行了选择。

3.准备工作

4.使用的方法

确定区域合作中心所在地的拟议办法包括以下三个阶段：

第一阶段：在这一步骤中确定标准和可能的位置，包括来自相关组织（例如灾害管理组织和市政成员）的专家召集小组确定决策系统的适当标准，然后将其分为两类：定量标准和定性标准。

当确定标准的过程完成时,另一个由建筑专业人员组成的小组开会，确定可能设立服务中心的地点。

第二阶段：建立对向比较矩阵，由专家的观点导出成对的区间比较矩阵.它们表明了各种标准的替代品的重要性，以及标准在实现目标方面的重要性。

第三阶段：通过应用LGP和TLGP确定备选地点的优先次序。

在步骤2的末尾推导出区间对比较矩阵.在这一步中，可以采用两种不同的方法：LGP或TLPG。如果选择LGP，则将导数变量最小化为可导出权重。但是，如果选择TLGP，则将导数变量最小化，然后为每个权重找到可行区间，并确定最终权重的上限和下限。最后，这两种方法中的每一种方法都可以对备选地点进行排序。

5.数学算例

本节包括在确定伊朗首都德黑兰大城市的区域合作中心的潜在地点方面所建议的方法的应用。本节包括定义。通过案例研究，提出了应用的方法，并对结果进行了分析。

5.1。案件的定义

德黑兰是世界上人口稠密的大都市之一。最近的调查显示，这座城市处于地震区，这个城市有近800万居民在危险地区。预测显示，80%的伤亡发生在地震发生后的早期。基于此，当地震发生时，需要大量的救灾物资帮助幸存者。

根据市政和政治政策，每个国家都必须建立一些应急中心。这些中心被称为RLCs，是用来储存救援物资的设施。如药品，急救包，毯子，帐篷，干粮和水。

这些中心将被启动，并且大部分在地震发生之前仍然不活动。由于在大城市建设大量的区域物流中心是不合理的，我们面临着选择的问题。在每个城市的潜在的区域合作中心的位置。在这项研究中，我们考虑了22个潜在的地点，并使用所提出的方法对其进行了排序。

5.2.拟议方法在案例研究中的应用

第一阶段：标准和潜在位置的识别

在这项研究中，专家小组由10名专家组成：2名高级管理人员、4名土木工程师和4名城市规划师。在这样做的时候，我们的目的是利用不同的exp组的广泛观点。针对RLCS定位问题进行了研究。由于确定区域合作中心的地点是一项跨学科的任务，来自不同领域的专家应参与决策过程。这10位专家负责确定直辖市电子政务系统的定位。在此基础上，采用了一种集体决策方法，以确保彻底确定标准，并考虑到区域中心的所有潜在地点。此外，由于这些专家的意见被聚合成每一对比较的一个区间值比较，上述方法这些专家的数量不影响计算复杂性。最后，根据专家意见和文献审查(在文献审查部分中介绍)确定了五项标准，随后22个区域被认为是研究的潜在地点。系统确定了不同的定位标准，但为了避免算法的复杂性和有效性的损失，这些标准被聚为五个主要标准，每个标准分为几个子标准。这些标准见表1。所确定的标准是可用性、风险、技术问题以及成本和承保范围。层次结构包含三个级别。最高层的总体目标是“选址灾害物流中心”。这五项标准处于中等水平，22个潜在地点处于最低水平。图3描述了本研究的层次结构。

第二阶段：根据前一步得到的三级层次结构，推导成对比较矩阵，并进行区间对比较。

就总体目标而言，标准之间进行了比较，并就每项标准相互比较了备选方案。标准的间隔比较见表2。表3显示了根据可用度标准进行的备选方案的区间比较。

第三阶段：通过应用LGP和TLGP确定备选地点的优先次序

此步骤包括选择解决方法。这种排序问题可以使用LGP或TLGP来解决。LGP使用区间比较矩阵来寻找清晰的优先级，而TLGP的结果则是在区间优先级从同一区间比较矩阵。这两种方法被用来解决这个问题，并对结果进行了比较。

5.2.1.用LGP解决问题

该方法使用上节描述的成对区间比较矩阵，利用线性规划公式(6)推导准则和方案的权重。结果为OBT使用GAM

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