基于公铁联运的铁路行车事故应急救援物资调运研究

摘要：随着铁路的大繁荣、大发展、大提速，铁路突发事件屡屡发生。这些事故一旦发生，必将给国民经济和人民的生命和财产安全带来巨大的危害。本文首先分析了参与铁路应急救援物资的一些特征，然后以出救点数目最少和参与应急救援物资调运的各个出救点所提供的各类应急救援物资的总运费最低为目标，提出了多物资多目标调运模型，并设计了求解此算法的模型，为以后的公铁联运多物资调运模型的建立奠定了理论基础。

关键词：应急物资；出救点；多目标；公铁联运

Abstract: Railway emergencies happen repeatedly with the booms, the development and the acceleration of the railway. Once these events happen, a great harm will be brought to the national economy and people's lives and property. This paper analyses some characteristics of railway emergency supplies at first. Then a multi-objective and multi-material model based on the fewest number of retrieval depots and the lowest cost of emergency supplies offered by retrieval depots is proposed and the algorithm is designed, which lays the theoretical foundations for setting up multi-material model of united transportation of railways and highways.

Keyword: emergency supplies; retrieval depots; multi-object; united transportation of railways and highways

中图分类号： F251 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

当发生铁路行车事故后，为了最大限度地减少人员伤亡、财产损失和环境破坏和社会影响，尽快恢复铁路交通运输生产秩序，必须及时准确地从物资储备点调运充足的应急救援物资开展应急救援工作。这样，就对铁路事故应急救援物资进行科学合理的调度工作提出了很高的要求。当行车事故级别较低、影响较小时，通常事发地点需要的应急救援物资量也较小，此时，只需要调运事发地点就近的出救点的应急救援物资即可满足应急救援需求。但是，当行车事故级别很高、影响很深时，通常事发地点就近的出救点的应急救援物资无论从物资种类还是物资数量上都无法满足应急救援需求，这时，就需要调运其他出救点（离事发地点较远或者更远的）的应急救援物资。那么，铁路行车事故应急救援物资调运的关键是：在满足应急限制期限或者应急开始时间最早的条件下，如何合理地选择铁路应急物资出救点，准确地确定每个出救点提供的应急救援物资量并恰当地确定应急救援物资的调运方式，使得铁路应急救援物资调运的费用最小。

二、铁路行车事故应急救援物资调运分析

在铁路应急救援物资调运的过程中，事发地点对应急物资种类的需求通常是多种多样的，所以研究铁路突发行车事故应急救援多种类物资调运更具有现实意义和应用价值。

关于多种应急救援资源应急调运问题的研究，通过查阅到的文献，大致可以分为两类。第一类是多种应急救援资源单目标（应急救援开始时间最早）问题的研究；另一类是多种应急救援资源多目标（应急救援开始时间最早和出救点数量最少）问题的研究。

多种应急救援资源单目标问题的求解，先求出各种应急救援资源对应的出救方案和方案对应的应急救援开始时间，将时间从小到大排列，取最大值作为整体最优方案的应急救援开始时间，整体最优方案就是以矩正的形式把各种应急救援资源对应的出救方案表示出来。

三、公铁联运多物资多目标调运模型及算法

在实际的铁路应急救援物资调运工作中，事发地点对应急救援物资的需求是有轻重缓急的。有些迫切需求的应急救援物资需要第一时间运抵现场，另一些则可以稍后运抵现场。

因此，铁路行车事故应急救援物资调运过程中应考虑应急救援物资的重要性程度。重要性高的应急救援物资先参与救援，较高的则次之。同时，铁路行车事故应急救援物资调运过程中还应考虑出救点数目这一目标，使得出救点数目最少。最后，根据分析，并在考虑公路、铁路两种运输方式的费用基础之上，选择运费最小的方案作为最优调运方案。

1.模型假设

（1）各种类应急救援物资均属于一次性消耗系统。

（2）每一个出救点的救援物资运输能力均能满足该出救点所储存的各类应急救援物资 的储备量。

（3）在应急救援限制期条件下，参与铁路行车事故应急救援物资调运的各个出救点所提供的各类应急救援物资均能按时到达事发地点。

2.模型建立

设为个铁路应急救援物资调运出救点，为铁路行车事故事发地点，出救点可向事发地点提供种应急救援物资，为事发地点对应急救援物资的需求（向）量，表示对第种应急救援物资的需求量，，出救点的第种应急救援物资的储备量为，，并且满足，对于任何一个出救点，，且不全为0。

采用铁路运输铁路应急救援物资时，各出救点到事发点的运输时间为，，单位应急救援物资的运输费用为，；采用公路运输应急救援物资时，各出救点到事发点的运输时间为，，单位应急救援物资的运输费用为，令出救点到事发点的出救时间为，取两种运输方式中时间较短的一种，则。令出救点到事发点的单位应急救援物资运输费用为，取两种运输方式中运费较少的一种，则。不失一般性，假设。设出救点的第种应急救援物资运到事发地点的时间为。引入0，1变量和，当出救点的储备的应急救援物资采用铁路运输时，令，根据模型的假设，此时，反之亦然。

考虑到铁路应急救援物资的重要性程度，我们引入应急限制期限这一概念。例如，对于应急救援物资而言，它的重要性程度越高，则对应它的应急限制期限越短。

设物资的应急限制期为，不失一般性，假定。

要求在满足事发地点对各类应急救援物资需求的条件下，满足各类应急救援物资的应急限制期限条件下，确定一个最优的物资调运方案，即确定参与应急救援物资调运的各个出救点，各个出救点提供各类的应急救援物资所采用的调运方式，并且该方案的特点是：出救点数目尽可能少，总运费最低。

显然，当时，该多物资多目标调运问题变成单物资多目标调运问题。

采用矩阵形式，任一出救方案表示为：

（3.1）

其中，，，。

按照出救方案，表示的第种应急救援物资的可用量；表示采用方案时参与应急救援所提供的第种应急救援物资的数量。可以看出，第行表示出救点参与应急救援物资调运的应急救援物资向量。若该向量等于0，则表示该点不参与应急救援物资调运；第列表示各出救点参与应急救援物资调运所提供的第种应急救援物资的数量。