城市应急虚拟物流联盟智能化信息平台模型研究，本文主要内容关键词为：模型论文,物流论文,城市论文,联盟论文,平台论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
城市作为人口、产业、财富高度聚焦的地区，容易遭受包括自然灾害、事故灾难、公共卫生与社会安全在内的各种突发事件的危害，随着我国城市化进程的推进，突发事件的威胁日趋严峻[1]。突发事件的爆发会产生大量的救援物资需求，负责救援物资供应的应急物流已经成为城市应急管理体系中的重要保障机制。应急物流是以提供突发事件所需应急物资为目的的，以追求时间效益最大化和灾害损失最小化为目标的特殊物流活动，具有突发性与不确定性、临时性与紧迫性、弱经济性与公益性等特征[2]。
目前我国的城市突发事件应急物流存在着以下不足，首先，应急物资供应主要通过政府职能部门、军队警力来完成，参与面较窄，未能有效整合现有社会资源[2-3]；其次，在国家着手建设的应急管理信息平台中，应急物流系统的功能和数据分散在其他各类信息模块中，并没有独立出来，导致决策部门难以从一个独立视图集中发现、处理问题并作出有效决策[2]。同时，现有的应急物流系统中，缺乏依托知识环境的智能化决策支持能力，导致预警防御能力、对非常规性突发事件的处理能力不足；并且在应急指挥和物流配送中，缺乏快捷的信息网络支持，协作效率较低[4-5]。
本文针对城市应急物流的特点以及发展中的不足，将包括地方有关生产企业、物流企业在内的组织引入到应急物流体系中，形成虚拟物流联盟，以实现社会资源的有效配置，同时针对该联盟，给出了一种具有智能化的网络信息平台模型，以提供技术支撑。
1 城市应急虚拟物流联盟协作模式
城市突发事件应急物流具有公益性特征，理应由政府主导，成立突发事件综合管理中心，并下设应急物流管理中心作为常设机构，同时鉴于突发事件的时间、地点、所需物资种类与数量的不确定性，为避免有关资源的闲置浪费以及大量库存导致的资金滞留与物资损耗，同时充分利用城市地方资源，政府可以通过应急物流管理中心，结合实际情况，整合城市现有社会资源，与潜在应急物资的生产企业、流通企业、有关物流企业以及相关社会团队签订协议，构建快捷的信息沟通渠道，在出现突发事件时，按协议合理调用有关组织的资源与服务(非灾期间，相关企业的经营活动不受应急物流管理中心的干涉)，形成一种虚拟的应急物流联盟[6-7]。例如吸纳实力强、信誉好的物流企业进行协同配送，还可以通过物流企业业已建立的供应链、连锁网络组织应急物资投放市场。
由于突发事件存在不确定性，应急虚拟物流联盟中的合作企业也是不固定的，由应急物流管理中心根据特定任务的需求，在应急虚拟物流联盟信息平台的支持下，通过优化筛选，选择政府应急物资供应机构和符合条件的有关企业(社会团体)组成一种临时性的网络化动态物流合作实体，各合作组织由应急物流管理中心统一指挥和协调，在任务完成，进行有关清算后联盟解体。该体系结构具有动态性与可重构性，适合需求多化的环境，如图1所示。其中契约网络是指应急物流管理中心与合作企业之间，以及有关合作企业之间存在的非连续性的双边规则基础上形成的合约网络[3]，它是应急虚拟物流联盟建立的重要基础。
图1 应急虚拟物流联盟
应急虚拟物流联盟的协作遵循以下流程：首先，应急物流管理中心应选择信息化程度较高、综合实力较强的相关企业(团体)，签订应急物流服务合作协议，明确应急物流协作中的权利、义务关系与结算方式；并与包括合作企业、政府应急物流供应机构在内的虚拟联盟成员之间建立高效的信息共享机制；其次，当突发事件发生后，灾情信息传递到应急物流管理中心，中心根据信息平台，选择合适的成员组成虚拟联盟，合理安排好应急物资的筹集、采购、配送等各项工作计划，并通过网络等渠道把任务安排实时发送给联盟成员；接下来，在应急物流实施过程中，应急物流管理中心针对所发生的各类状况，进行统一指挥与协调，保证应急物流任务的完成；最后，虚拟物流联盟成员之间按照协议，进行财务清算和残余责任的划归，应急虚拟物流联盟解体。
应急虚拟物流联盟协作模式能快速响应突发事件不断变化的物流需求，充分利用地方资源，是一种较为理想的应急物资保障方式。联盟的运作需要强大的信息平台的支持，应至少具备以下要求：
第一，具有高效便捷的网络通讯环境。该平台通过因特网或专用网络，与灾害监控机构、有关政府职能部门、城市突发事件综合管理中心、协议合作企业(组织)的信息系统互连，实时交换信息，并具有多渠道的信息搜集与发布能力。
第二，具有完备的数据资源，除支持事务操作的数据库外，还应该具有支持决策分析的数据仓库(集市)。
第三，具有能应对常规性与非常规性城市突发事件的综合性辅助决策支持系统与知识体系。
2 应急虚拟物流联盟信息平台
基于上述需求，本文给出了一种面向城市应急虚拟物流联盟的信息平台模型。平台用户包括作为应急物流管理中心上级机构的城市突发事件综合管理中心、政府相关职能部门、应急虚拟物流联盟(由应急物流管理中心、政府应急物资供应机构、应急物流合作企业组成)、灾情监控机构、社会其他信息需求者等。信息平台基于网络架构，包括基于Internet的公共信息网络平台和基于Intranet与Extranet的内部信息平台，如图2所示。
图2 应急虚拟物流联盟信息平台架构
公共信息平台主要提供了政府部门向公众发布突发事件信息，以及公众进行信息反馈的快捷渠道。相关信息除了在政府有关网站发布外，还可以通过与电视台、广播电台、相关网络媒体、移动通讯运营商等有关社会组织合作，通过多种渠道发布信息，减少因公众不知情带来的负面影响。
应急虚拟物流联盟内部信息平台主要起到为应急物流管理中心与相关公共部门提供决策支持，优化物流运作流程，辅助指挥应急物流运作的作用，在系统架构上主要分为基础数据层、决策层以及实施层三个层次。从职能角度与信息处理角度，可以将应急物流管理中心划分为应急物流信息中心与应急物流指挥中心。应急物流信息中心主要进行数据资源与知识资源的管理、并在此基础上进行决策分析，业务涉及图2中的基础数据层与决策层。应急物流指挥中心根据信息中心提供的信息与决策方案，通过协作网络，选择合作机构，构建应急物流虚拟联盟，完成应急物资供应任务，在任务实施中起到联系、指挥与协调作用，对应图2中的实施层。
2.1 基础数据层 基础数据层为决策层与实施层提供数据源，基础数据层中的数据主要来自相关政府职能部门、城市突发事件综合管理中心、灾情监控机构、应急虚拟物流联盟成员以及各类公共网络平台，通过数据采集工具获取数据。基于数据存储与应用的需要，基础数据层主要包括数据仓库、数据库、文件三类数据环境。其中数据库包括基础信息数据库(如城市GIS数据库、人口信息数据库、虚拟物流联盟中合作机构信息数据库、专项应急资金数据库、公共设施数据库、政策法规数据库等)、专业数据库(如消防数据库、人防数据库、疾控数据库、交通数据库、气象数据库、水利数据库、地震数据库等)和突发事件数据库(包括事件类别、影响区域、受灾人数、经济损失、交通通信状况等信息)三类。应急物流信息平台除了具备较强的事务处理能力，还应具备强大的决策分析能力，针对分析处理的需要，另外构建数据仓库，数据仓库中的主题包括突发事件、应急物质、联盟成员等，可以根据相应主题，通过数据抽取工具从数据库与文件资料中获取信息，追加到数据仓库中。随着数据量的激增，可以考虑根据决策热点问题构建数据集市。暂时无法或不适合纳入数据库与数据仓库的信息，存放在文件系统中。
2.2 决策层 决策层主要负责对城市突发事件的预警与应急预案反应、应急物流优化方案的制订、应急物流效果评估等，这就需要决策支持系统与相关知识体系的支撑。目前我国的城市应急管理机制基本上还是以职能部门为基本单位分别展开，所开发的决策支持系统以及对应的背景知识体系也大多是分部门、分灾种的，虽然可以较好地处理常规性突发事件，但在应对非常规性突发事件时就体现出效率低下、反应滞后等缺陷[8]。
从知识角度出发，突发事件知识体系主要分为外部知识体系与内部知识体系，其中内部知识多为集成分部门、分灾种的“叠加”型知识，主要用于处理常规性突发事件；外部知识来自相关部门之外，多是具有不完备属性的案例、预案与相关背景资料。非常规突发事件往往涉及多灾种多部门，具有高风险和低概率的特征，这些决定了此类事件应对辅助决策更多的是依赖外部突发事件知识[9]。为提高信息平台对非常规性突发事件的处理水平，加强外部知识的获取、共享与应用能力，在信息平台模型的决策层，引入了城市突发事件知识交流虚拟联合体平台，以及依托虚拟联合体的案例型通用辅助决策支持系统。
2.2.1 城市突发事件知识交流虚拟联合体。城市突发事件知识交流虚拟联合体是一种整合了不同层次、不同功能的突发事件知识的外部社会系统，它把城市应急管理网络拓展到全社会，面向不同层次需求提供突发事件知识和个性化功能服务[9]，知识交流虚拟联合体的运作平台如图3所示。
图3 知识交流虚拟联合体平台
在该平台中，突发事件知识交流虚拟联合体由城市突发事件综合管理中心领导发起(使用主导者模块)，利用公共网络平台构建，交流渠道采用设计网络服务(SNS)、公告板(BBS)、即时通讯(IM)、分众分类(Tag)、博客(BLOG)、微博(MICRO-BLOG)相结合的开放模式，把各类政府职能部门、科研机构、领域专家、合作组织、公众等联系在一起，形成一个巨大的虚拟场所，开展各自所需的应对非常规性突发事件的知识管理活动，并通过平台获取自己所需要的知识和服务。
平台除提供常规用户功能外，还具备一定的知识管理能力，此外，为创造良好的知识氛围，鼓励联合体成员共享知识、参与讨论，提供了主体评价模块对成员贡献进行评价，并给以相应激励。平台中的知识相关的各类数据库与知识库可以根据虚拟联合体在整个系统中的地位，选择单独构建，或与决策支持系统共用的方式。
2.2.2 城市应急物流决策支持系统。为了有效应对常规性突发事件与非常规性突发事件，城市应急物流决策支持系统包括两类子系统：a.传统的分部门、分灾种的职能部门决策支持系统，形成叠加辅助决策支持系统；b.依托城市突发事件知识交流虚拟联合体的案例型通用辅助决策支持系统。关于叠加辅助决策支持系统的理论研究与实践成果丰富，不再赘述；本文针对案例型通用辅助决策支持系统，采用数据挖掘技术作为知识获取的主要工具，针对案例型通用辅助决策支持系统中的案例库，可以利用数据挖掘中的基于案例推理工具(Case-Based Reasoning，CBR)，找出最接近案例，并利用其应对知识来解决问题[9]。系统框架如图4所示。
图4 案例型通用辅助决策支持系统框架
城市突发事件知识交流虚拟联合体中各个体信息系统存在着对应的技术标准不同，数据库存在异构现象等问题，不利于信息资源共享。因此需要建立一套相关的信息共享标准规范，如图4中数据接口部分的数据复制、信息中间件、Web Serviec标准等。
2.3 实施层 实施层在决策层的支持下，负责有关方案的实施。主要包括物资筹备系统、物资运输系统与物资配送系统，其中物资筹备主要负责应急物资的采购与调拨，款项筹集和物资的仓储管理；物资运输主要负责物流企业运输模式选择(针对突发事件所在区域的特殊交通路况)、车辆路径优化以及物资追踪；物资配送主要负责物资调度、配送安排、配送资金结算与剩余责任分割等。
城市应急虚拟物流智能化信息平台中涉及的计算机网络技术、关系数据库技术、GIS、GPS、RFID技术、数据仓库与数据挖掘技术已经相当成熟；同时在基于模型库和知识库的智能决策支持系统的理论研究方面也取得了丰富的研究成果[10-11]，并且在包括农业、制造业、医疗卫生等行业中也存在着大量的成功案例。该模型在技术上是可行的。
从管理角度出发，该模型体现了政府主导、社会团体参与的协同模式，这种模式的有效性已经在欧美、日本等发达国家应急物流运作中得到验证。从经济角度出发，该模型涉及的信息模块建设主要体现在应急物流管理方面，对应用户主要为政府应急物流管理机构，这部分费用可以通过应急专项资金解决；各参与企业除了增加统一数据接口外，不需要新增信息系统。综上所述，该平台模型不仅具有充分的理论依据，而且具有管理上的、经济上的以及技术上的可行性。
3 应急虚拟物流联盟信息平台建设中的注意事宜
首先，要加强城市应急物流通信网络建设。建立涵盖应急虚拟物流联盟成员及其他相关机构的高效的物流信息网络，依托社会公共信息平台(也可考虑构建独立的应急物流通信专用网络)，建立综合指挥网、运输信息网、仓储信息网等；为消除各成员信息系统中异构数据源导致的信息共享不畅现象，应建立一整套相关的信息标准规范，并打造对应的信息接口。
其次，要加强城市应急物流的基础数据环境建设。应急物流管理中心应构建完备的、规范化的、全局统一的、能满足事务操作与分析处理需要的各类数据源，并具备快速更新能力；为了增强系统的分析能力，应着手围绕应急物流中突发事件、紧缺物资等主题，尽早开始构建数据仓库。
再次，加强GPS、GIS、RFID技术的应用普及。在应急物流指挥中，需要随时掌握物资与配送车辆的动态，这就需要GPS与GIS的支持，应急物流管理中心应在各参与机构固有的基于GIS、GPS的系统支持下，拥有全局统一的GIS、GPS综合平台。在应急物流中，涉及到应急物资存储、物资快速分类以及大量的越库操作，使用RFID技术不仅可以极大地提高工作效率，而且可以有效降低常规库存。
最后，应加强城市应急物流系统中的决策支持平台、知识平台的建设。一方面，要加快应急物流领域中的数据模型与求解算法的研究，不断充实模型库；构建开放式知识交流平台与知识发现工具相结合的知识获取方式，充实知识库、案例库；构建覆盖应急物流网络节点的知识共享平台，加快知识应用与转化的速度；从总体上提高系统预警防御能力和应急方案优化水平。
4 总结
城市应急虚拟物流联盟协同运作是一种较为理想的灾时应急物资供应模式，不仅能充分发挥地方合作机构的潜能，实现社会整体资源的高效配置，而且能快速响应突发事件下动态变化的物流需求。本文针对城市突发事件的特点和应急虚拟物流联盟运作需求，给出了一种基于网络的智能化信息平台模型，并特别引人依托知识交流虚拟联合体的案例型通用辅助决策支持系统，以提高系统对“非常规性突发事件”的应对能力，从而为城市应急虚拟物流联盟协作运行提供技术支持。我国城市应急物流尚处于起步阶段，各参与机构之间信息化协作水平较低，我们还将对此做进一步的研究。
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