近年来,频发的突发事件显现出现代社会对应急管理的迫切需求。在2008年的汶川大地震中,由于交通和通信设施中断,应急物资的供应在救援早期呈现出难以回补的巨大缺口;2019年的新冠疫情更是暴露出多国关键战略资源准备不足、全球供应链断裂、应急资源调配不及时等一系列重大问题。这些都表明突发事件频发和供应链脆弱性之间的矛盾日益突出。2019年中央政治局会议上,习近平总书记进一步强调,当今世界正经历百年未有之大变局。国际社会不稳定性、不确定性明显增强,我们要增强机遇意识和风险意识,把握发展规律,应对挑战。因此,面向国家有效应对全球变局风险的重大战略需求,亟须加强国家重大突发事件应急供应链体系建设,将风险管理提升到国家战略高度已成为应急研究当务之急。 本书从观察人工智能的来临和发展、应急物资配置偏差到应急管理智能化转型的必要性出发,试图借助人工智能不同路径相互融合,通过剖析受灾群体脆弱性和关键物资特征,以重大突发事件应急物资动态需求精准配置为主旨,按照“特征挖掘—需求预测—调度优化”的逻辑顺序,在国内应急管理的现代化水平基础上,应用实证检验和可行性论证后,生成优化应急物资调度模型,以供决策者参考。同时,生成的记录结果回溯至历史数据库,优化应急管理决策系统,进行深度学习,提供了发展应急决策方法的新思维模式。主要内容如下: 首先,基于人工智能不同路径相互融合的独特研究视角,在梳理人工智能“模拟人类大脑”传统路径的基础上,提出融合“大数据深度学习”技术路径的应急物资实时需求预测方法,既不同于以往传统路径的应急物资静态需求预测研究,也不同于一般意义上分阶段动态应急物资需求预测,同时扩展了模糊数据挖掘与实时信息融合的内容,是应急物资管理领域中运用人工智能技术和方法体系融合的创新性尝试,有助于在人工智能技术加持下突破传统的应急物资离线/静态预测的研究范式,丰富和完善突发事件应急物资需求预测理论知识体系。 其次,针对突发事件初期信息需求迫切且信息难以获取的实际情况,提出一种新的更适用于实际灾情需求的预测方法和模型,主要解决以下3个决策问题:第一,针对以往仅依靠应急救援管理人员和专家的主观判断或仅应用时间序列推理预测方法的不足,提出了案例推理分析和时间序列分析相结合的新模型,既可以借鉴以往宝贵的历史案例经验,还可以结合新发生的震灾案例进行科学的时间序列预测;第二,基于中国幅员辽阔、人口基数大和人口分布不均匀的国情,提出“平均人口密度”的概念,并将其引入模型构建,提高预测科学性和精度,更符合震灾实际需要;第三,针对实时动态应急物资需求量预测研究的不足,构造了基于案例推理方法的时间序列分析模型,通过1948年以来中国重大地震案例库的真实数据校验得到令人满意的结果,为研究应急物资筹集及调度优化等问题提供决策支持。 再次,以突发事件应急响应期间的任务转换和应急管理目标为依据,分别探讨了基于灾情信息特征的两大类调度优化决策问题,即完备灾情信息和非决策灾情信息方面的调度优化决策。完备灾情信息方面,主要从多目标规划的视角解决了以下两个决策问题:第一,构建应急调度优化相关的输入和输出决策单元,并通过数据包络分析的模型改进对应急时期不同阶段的调度方案进行效率排序和优化决策;第二,从多响应点的视角,基于公平性约束条件构建考虑物资特性等因素的调度优化决策模型,并通过多目标演化优化算法进行求解,最后分析了公平性和救援能力的关系。非决策灾情信息方面,主要通过数据挖掘方法解决以下两个决策问题:第一,应用统计分析方法对灾民特性进行初步探究,对中国汶川地震和日本神户地震的真实数据进行多重比较分析,为基于灾民特性的模糊调度优化模型构建提供参考;第二,应用机器学习和数据库相结合的数据挖掘方法,通过对经典Apriori算法的改进,构建考虑灾民特性的、基于模糊灾情信息的调度优化决策模型。 最后,立足于应急物资管理体系整体分析的研究思想,构建了人工智能不同路径融合下的突发事件应急调度模式,主要分为应急物资需求预测、应急物资调度优化和政府应急云平台3个模块。同时,针对目前广泛应用的协同和占线的有效途径,以灾害情景为背景构建调度优化决策模型,对其进行有效途径的机制探究。分别基于合作博弈协同和路径占线的有效途径,应用相关定理对已构建的调度模型进行数学推导并得出相关结论,并从调度协同和占线优化的视角对应急调度优化的有效途径进行探讨。 本书是在国家自然科学基金项目“风险管理视角下重大突发事件应急供应链可靠性优化研究”(72204130)和山东省高等学校青创科技支持计划“山东省产业链供应链韧性和安全水平提升研究”(2023RW028)资助下完成的。其中,本书的第4章系著者在美国伦斯勒理工学院访学期间与泛美交通协会主席José Holguín-Veras教授合作完成,第7章系著者在日本九州工业大学访学期间与酒井浩教授合作完成。针对书中涵盖的大多数研究,著者曾赴美国、瑞士和日本等国参加本学科领域国际学术会议并进行相关会议报告和学术交流。