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人工智能視域下重大突發(fā)事件應(yīng)急物資管理研究 近年來(lái),頻發(fā)的突發(fā)事件顯現(xiàn)出現(xiàn)代社會(huì)對(duì)應(yīng)急管理的迫切需求。在2008年的汶川大地震中,由于交通和通信設(shè)施中斷,應(yīng)急物資的供應(yīng)在救援早期呈現(xiàn)出難以回補(bǔ)的巨大缺口;2019年的新冠疫情更是暴露出多國(guó)關(guān)鍵戰(zhàn)略資源準(zhǔn)備不足、全球供應(yīng)鏈斷裂、應(yīng)急資源調(diào)配不及時(shí)等一系列重大問(wèn)題。這些都表明突發(fā)事件頻發(fā)和供應(yīng)鏈脆弱性之間的矛盾日益突出。2019年中央政治局會(huì)議上,習(xí)近平總書記進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局。國(guó)際社會(huì)不穩(wěn)定性、不確定性明顯增強(qiáng),我們要增強(qiáng)機(jī)遇意識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),把握發(fā)展規(guī)律,應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。因此,面向國(guó)家有效應(yīng)對(duì)全球變局風(fēng)險(xiǎn)的重大戰(zhàn)略需求,亟須加強(qiáng)國(guó)家重大突發(fā)事件應(yīng)急供應(yīng)鏈體系建設(shè),將風(fēng)險(xiǎn)管理提升到國(guó)家戰(zhàn)略高度已成為應(yīng)急研究當(dāng)務(wù)之急。 本書從觀察人工智能的來(lái)臨和發(fā)展、應(yīng)急物資配置偏差到應(yīng)急管理智能化轉(zhuǎn)型的必要性出發(fā),試圖借助人工智能不同路徑相互融合,通過(guò)剖析受災(zāi)群體脆弱性和關(guān)鍵物資特征,以重大突發(fā)事件應(yīng)急物資動(dòng)態(tài)需求精準(zhǔn)配置為主旨,按照特征挖掘需求預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化的邏輯順序,在國(guó)內(nèi)應(yīng)急管理的現(xiàn)代化水平基礎(chǔ)上,應(yīng)用實(shí)證檢驗(yàn)和可行性論證后,生成優(yōu)化應(yīng)急物資調(diào)度模型,以供決策者參考。同時(shí),生成的記錄結(jié)果回溯至歷史數(shù)據(jù)庫(kù),優(yōu)化應(yīng)急管理決策系統(tǒng),進(jìn)行深度學(xué)習(xí),提供了發(fā)展應(yīng)急決策方法的新思維模式。主要內(nèi)容如下: 首先,基于人工智能不同路徑相互融合的獨(dú)特研究視角,在梳理人工智能模擬人類大腦傳統(tǒng)路徑的基礎(chǔ)上,提出融合大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)技術(shù)路徑的應(yīng)急物資實(shí)時(shí)需求預(yù)測(cè)方法,既不同于以往傳統(tǒng)路徑的應(yīng)急物資靜態(tài)需求預(yù)測(cè)研究,也不同于一般意義上分階段動(dòng)態(tài)應(yīng)急物資需求預(yù)測(cè),同時(shí)擴(kuò)展了模糊數(shù)據(jù)挖掘與實(shí)時(shí)信息融合的內(nèi)容,是應(yīng)急物資管理領(lǐng)域中運(yùn)用人工智能技術(shù)和方法體系融合的創(chuàng)新性嘗試,有助于在人工智能技術(shù)加持下突破傳統(tǒng)的應(yīng)急物資離線/靜態(tài)預(yù)測(cè)的研究范式,豐富和完善突發(fā)事件應(yīng)急物資需求預(yù)測(cè)理論知識(shí)體系。 其次,針對(duì)突發(fā)事件初期信息需求迫切且信息難以獲取的實(shí)際情況,提出一種新的更適用于實(shí)際災(zāi)情需求的預(yù)測(cè)方法和模型,主要解決以下3個(gè)決策問(wèn)題:第一,針對(duì)以往僅依靠應(yīng)急救援管理人員和專家的主觀判斷或僅應(yīng)用時(shí)間序列推理預(yù)測(cè)方法的不足,提出了案例推理分析和時(shí)間序列分析相結(jié)合的新模型,既可以借鑒以往寶貴的歷史案例經(jīng)驗(yàn),還可以結(jié)合新發(fā)生的震災(zāi)案例進(jìn)行科學(xué)的時(shí)間序列預(yù)測(cè);第二,基于中國(guó)幅員遼闊、人口基數(shù)大和人口分布不均勻的國(guó)情,提出平均人口密度的概念,并將其引入模型構(gòu)建,提高預(yù)測(cè)科學(xué)性和精度,更符合震災(zāi)實(shí)際需要;第三,針對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)急物資需求量預(yù)測(cè)研究的不足,構(gòu)造了基于案例推理方法的時(shí)間序列分析模型,通過(guò)1948年以來(lái)中國(guó)重大地震案例庫(kù)的真實(shí)數(shù)據(jù)校驗(yàn)得到令人滿意的結(jié)果,為研究應(yīng)急物資籌集及調(diào)度優(yōu)化等問(wèn)題提供決策支持。 再次,以突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)期間的任務(wù)轉(zhuǎn)換和應(yīng)急管理目標(biāo)為依據(jù),分別探討了基于災(zāi)情信息特征的兩大類調(diào)度優(yōu)化決策問(wèn)題,即完備災(zāi)情信息和非決策災(zāi)情信息方面的調(diào)度優(yōu)化決策。完備災(zāi)情信息方面,主要從多目標(biāo)規(guī)劃的視角解決了以下兩個(gè)決策問(wèn)題:第一,構(gòu)建應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化相關(guān)的輸入和輸出決策單元,并通過(guò)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的模型改進(jìn)對(duì)應(yīng)急時(shí)期不同階段的調(diào)度方案進(jìn)行效率排序和優(yōu)化決策;第二,從多響應(yīng)點(diǎn)的視角,基于公平性約束條件構(gòu)建考慮物資特性等因素的調(diào)度優(yōu)化決策模型,并通過(guò)多目標(biāo)演化優(yōu)化算法進(jìn)行求解,最后分析了公平性和救援能力的關(guān)系。非決策災(zāi)情信息方面,主要通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘方法解決以下兩個(gè)決策問(wèn)題:第一,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)災(zāi)民特性進(jìn)行初步探究,對(duì)中國(guó)汶川地震和日本神戶地震的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析,為基于災(zāi)民特性的模糊調(diào)度優(yōu)化模型構(gòu)建提供參考;第二,應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)挖掘方法,通過(guò)對(duì)經(jīng)典Apriori算法的改進(jìn),構(gòu)建考慮災(zāi)民特性的、基于模糊災(zāi)情信息的調(diào)度優(yōu)化決策模型。 最后,立足于應(yīng)急物資管理體系整體分析的研究思想,構(gòu)建了人工智能不同路徑融合下的突發(fā)事件應(yīng)急調(diào)度模式,主要分為應(yīng)急物資需求預(yù)測(cè)、應(yīng)急物資調(diào)度優(yōu)化和政府應(yīng)急云平臺(tái)3個(gè)模塊。同時(shí),針對(duì)目前廣泛應(yīng)用的協(xié)同和占線的有效途徑,以災(zāi)害情景為背景構(gòu)建調(diào)度優(yōu)化決策模型,對(duì)其進(jìn)行有效途徑的機(jī)制探究。分別基于合作博弈協(xié)同和路徑占線的有效途徑,應(yīng)用相關(guān)定理對(duì)已構(gòu)建的調(diào)度模型進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)并得出相關(guān)結(jié)論,并從調(diào)度協(xié)同和占線優(yōu)化的視角對(duì)應(yīng)急調(diào)度優(yōu)化的有效途徑進(jìn)行探討。 本書是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管理視角下重大突發(fā)事件應(yīng)急供應(yīng)鏈可靠性優(yōu)化研究(72204130)和山東省高等學(xué)校青創(chuàng)科技支持計(jì)劃山東省產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性和安全水平提升研究(2023RW028)資助下完成的。其中,本書的第4章系著者在美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院訪學(xué)期間與泛美交通協(xié)會(huì)主席José Holguín-Veras教授合作完成,第7章系著者在日本九州工業(yè)大學(xué)訪學(xué)期間與酒井浩教授合作完成。針對(duì)書中涵蓋的大多數(shù)研究,著者曾赴美國(guó)、瑞士和日本等國(guó)參加本學(xué)科領(lǐng)域國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議并進(jìn)行相關(guān)會(huì)議報(bào)告和學(xué)術(shù)交流。
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