物理约束下的大震后紧急住房字典序动态分配模型研究

《Scientific Reports》：Dynamic allocation of post-earthquake emergency housing: a physically constrained lexicographic model

　　

摘要

重大地震发生后，紧急住房分配成为关键的人道主义物流问题，因为安置需求迅速攀升，而交通网络可能遭受严重破坏。与可即时消耗的救援物资不同，紧急住房只有完成运输并到达后完成部署，才能提供有效的避难服务。为应对这些挑战，本研究开发了一个物理约束下的字典序动态分配（PCLDA）模型，用于快速评估和初始路线通行能力评估之后、72小时情景化急性分配时段内的震后紧急住房分配。该模型整合了需求紧迫性、基于里程碑的最低服务保护、路线可用性、退化后的通行时间、分时段调派能力、车辆装载容量以及部署延迟，同时区分了物理到达与有效入住。所采用的两阶段定制化模拟退火算法首先最大化72小时有效覆盖率，然后在保持最优覆盖率的前提下最小化紧迫度加权的累积未满足需求。模型采用基于汶川地震的情景进行评估，而非对历史救援过程进行精确复刻。在基准设置下，找到的最优调度方案可提供18,768个有效可入住的住房单元，占总需求的90.746%，同时满足24小时、48小时和72小时分别为5%、30%和60%的站点级服务保障要求。基准分析表明，仅保护终端阶段可在保持最终覆盖率的同时允许早期出现大量服务缺失，而忽视部署延迟则可能高估实际的避难可用性。路线破坏分析进一步表明，中等程度的破坏使72小时有效覆盖率降至87.612%，而在严重破坏条件下则未能找到满足所有里程碑要求的调度方案。敏感性分析和住房类型分析证实，装载容量和部署延迟会实质性影响短期有效入住率。所提出的PCLDA框架为在已评估且部分可用的震后交通网络上进行紧急住房分配提供了一种具有物理基础支撑的决策支持方法。