应急物资储备库选址问题研究述评
方美琴，吕涛**
作者简介：方美琴，（1988-），女，硕士研究生，主要研究方向：物流工程
通信联系人：吕涛，（1974-），男，副教授，研究方向：能源经济与管理. E-mail: lvtao74@163.com
（中国矿业大学管理学院，江苏 徐州 221116）
5 摘要：国内外对于应急物资储备库选址问题的研究，主要借助于普通物流选址的基本思想，
可以归纳为单目标优化问题和多目标优化问题研究两个方面。总体来看，对于应急物资储备
库选址问题的研究尚处于起步阶段，且学者们多侧重于理论方法上的探讨，较少联系国家、
地区实际情况，此外还缺乏煤炭、石油等战略物资的应急储备选址研究。今后的研究可从这
几个层面深入展开。
10 关键词：应急物资储备库；选址；单目标优化问题；多目标优化问题；述评
中图分类号：F253
 0 引言
应急物资储备库的选址直接关系到应急物流保障体系的反应速度和最终成效，是应急物
流管理的重要决策之一。虽然我国的应急物资储备网络已基本形成，但其布局方面仍然存在
许多问题。有鉴于此，研究应急物资储备库的选址问题具有重要的理论价值和现实意义。目
30 前研究选址问题的文献非常多，并且形成了非常成熟的理论体系与模型，但应急物资储备库
由于其独特性使其比普通的选址问题考虑因素更多，所以关于应急物资储备库选址问题的研
究相对较少，主要借助于普通选址的基本思想有针对性地对其进行研究。从总体上看，可以
把这些文献分成两大类：第一类是单独考虑调配距离、调配成本、调配时间等因素的单目标
优化问题；第二类是结合考虑各种因素的多目标优化问题。
35 1 单目标优化的选址问题研究
当自然灾害等重大突发事件发生时，就会启用应急物资储备库。而应急物资储备库选址
应考虑距离限制、时间限制、成本费用、覆盖范围等因素，这里列举并分析仅满足单一目标
的应急物资储备库选址文献。
1.1 需求点至应急物资储备库加权距离最小即反应时间最短
40 戴更新等（2000）[1]研究了在满足应急物资连续消耗基础上的多物资调度，建立了以应
急反应时间最短为目标函数的物资调度模型。陆梦（2008）[2]在最短路径分析基础上,考虑在
 限制约束条件下建立了海上溢油应急服务设施点，使服务设施能在最短时间内到达应急地
点。以上都是属于经典的线性规划问题，将资源约束等看作常数，但是现实当中资源约束可
能是不确定的或模糊的，因此在近年来的研究中开始引入不确定性的概念。郭子雪，齐美然
45 等（2009）[3]研究了物资储备库到应急物资需求点的距离为梯形模糊数时的应急物资储备库
选址问题，并且构建了总加权距离最小的应急物资储备库选址模型。
另外，重心法在应急系统选址中也有所应用。重心法主要考虑运费最低原则，由于运费
和运距有关，因此运费就简化成最短距的问题。方智，陈飞等（2009）[4]主要研究了重心法
运用于应急系统的选址模型,为应急系统的选址提供了一种有效的方法，但是，本文迭代计
50 算求得的最佳地点实际上很难找到， 有时甚至不可能实现，因此实际中还需综合考虑其它
情况以确定合适地点。
应急物资储备库选址的研究中，不仅要关注成本，还应该考虑到应急系统一旦建立后所
带来的社会效益，譬如公众的“易接近性”。Church 和Revelle（1976）[5]曾指出，测量某个
应急系统位置有效性的重要方式是确定公众到设施的平均距离，平均距离上升，设施的易接
55 近性下降。因此如果从应急系统的“易接近性”出发，在时间要求得到满足的基础上，选址决
策的目标是要求需求点到应急物资储备库的加权距离应尽量小，即p－中值问题（P－Median
Problems）。网络上的p－中值问题是由Hakimi 首先提出的[6,7]，研究如何选择p 个应急储
备库使得需求点和储备库之间的距离与需求量的乘积之和最小，同时给出了著名的顶点最优
性质，把求解网络选址问题在某种意义上归结为求解离散选址问题，大大缩小了搜索空间。
60 贺小容, 秦江涛（2010）[8]基于p－中值问题，在需求流多方向地流向应急系统及层级系统
之间有不同容量限制的背景下建立了混合整数规划模型，值得注意的是，作者考虑了两个层
级的应急设施，打破了当前对应急系统的研究大多为单层的局限，不啻为一个创新。
1.2 应急物资储备库总运行成本最小
在应急物资储备库的选址问题中，费用是需要考虑的关键因素，这与急救中心、消防等
65 一般应急设施的选址不同。因为重大突发事件的发生概率比较小，使得应急物资储备库一般
处于日常维护状态，利用率很低，其日常维护费用相较于突发事件发生后的应急配送费用要
大的多，并且应急物资储备库的建立以及之后的运营都需要大量资金，所以费用是在应急物
资储备库选址时应考虑的关键因素。比如郭子雪，齐美然等（2010）[9]在构建应急物资储备
库选址模型时，就充分考虑了总费用最小的限制，并以应急物资需求点的需求量和应急物资
70 的运输费用等区间数为假设条件, 提出了求模型满意解的算法，最后通过算例分析验证了该
方法的可行性和有效性。
1.3 应急物资储备库的覆盖范围
尽管重心法、p－中值问题等应用非常广泛，但大部分的应急物资储备库的选址用最小
和目标并不能完全符合现实情况，这时我们可以用覆盖模型来分析。设施A 覆盖需求点B
75 是指A 能在规定的时间或距离内服务B。覆盖问题主要有两种基本的模型：集合覆盖模型
和最大覆盖模型。集合覆盖问题研究的是在满足所有需求点的前提下，设施点的建设费用最
小的问题，最早由Roth（1969）[10] 和Toregas（1971）[11]提出，主要用于应急服务设施的
选址问题，Plane 和Hendrick（1977）[12]，Daskin 和Stern（1991）[13]也对此作了大量研究，
此后也有其他学者对设施规模[14,15]进行了研究。最大覆盖问题最初由Church 和Revelle
80 （1974）[16]提出，研究在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。
 国内学者也较多的利用覆盖的思想来进行应急物资储备库的选址研究。毛晓蛟，龚俐
（2010）[17]针对以往应急设施选址模型大多仅考虑应急现场在网络图顶点、应急设施在任
意点的情况，提出了考虑两者均可位于网络图任意点的情况，在有应急事件限制下，以达到
设施数目最少为目标的一种城市应急设施选址模型。此外值得一提的是，刘蓉，杨晓明等
85 （2009）[18]在进行应急物流中心选址时，创新性的提出了预值的思想，将选址过程分为两
个阶段：第一个阶段，构建应急物流中心时间运行费用模型，利用枚举法计算出若干个最优
解作为预值；第二个阶段，根据得出的预值，利用最大覆盖模型进行二次选址，这种基于预
值思想的选址方法兼顾了应急物流的效益及时间需求，对实际应急物资储备库的选址有一定
的参考价值。陆相林，侯云先（2010）[19]则基于中国国家级应急物资储备库将由10 个扩至
90 24 个的需要，构建了考虑覆盖半径内需求满意差异的最大覆盖设施选址模型，得出24 个国
家级应急物资储备库的归属单位，服务省份与服务半径，该研究打破了国家级应急物资储备
库选址定量分析文献较少的现实，具有一定的突破性。
但是，无论是集合覆盖问题还是最大覆盖问题，在其模型中对时间都只做了简单的处理，
并没有考虑到不同需求点对时间要求的差异性。国内众多学者开始注意到这一问题，对选址
95 中的时间满意度进行了深度的分析。马云峰，杨超等（2006）[20]对时间满意度函数进行了
定义，在总的顾客对服务站响应速度的满意程度最大的目标下建立了最大覆盖选址问题模
型，但并没有考虑到以时间满意度为基础的容量限制选址问题。李静和赵林度（2007）[21]
就将时间满意度和双容量限制结合在一起，对基于时间满意的集合覆盖选址模型进行改进，
建立了基于时间满意的应急物资储备库双容量限制选址模型。
100 另外，模糊理论同样可以运用到覆盖模型中来。国外许多学者[22−24]对约束条件中含有
模糊参数的规划问题进行了深入研究，其中Verdegay 的非对称模型和Werners 的对称模型
是求解模糊线性规划模型的两种有效方法[25]。郭子雪等（2010）[26,27]分别构建了约束条件中
含三角模糊数的应急物资储备库最大覆盖选址模型和约束条件中含梯形模糊参数的应急物
资储备库选址问题的位置集合覆盖模型，前者基于Verdegay 方法的模型算法，后者基于梯
105 形模糊数排序准则的模型算法。
2 多目标优化的选址问题研究
上述单一的评价指标虽然可以在一定程度上反映出应急物资储备库的优劣，但是影响应
急系统选址的因素极为复杂，现实中往往需要综合考虑这些因素，即在多目标优化的准则下
选择更为合理的评价体系。与单目标优化问题不同的是，多目标优化问题中，必须综合各个
110 性能指标进行评价，而不是只要给定的单个目标达到最大化或最小化，就达到了最优。针对
应急物资储备库选址的多目标优化问题，最终要实现的结果就是得到一系列Pareto 最优解，
然后根据实际情况以及决策者的经验最终确定最合适的解，或者通过对不同的优化目标赋予
相应的权重确定最优解，比如张盈盈等（2009）[28]建立应急时间和应急成本的相对权重系
数w1 和w2，使其加权后达到最优。针对多目标优化问题，由于影响应急系统选址的因素
115 可以分成定性因素和定量因素，所以在选址决策时应运用定性和定量分析相结合的方法，主
要包括最优化规划方法、各种启发式算法、综合因素评价法及其结合运用。
2.1 最优化规划方法
最优化规划方法是指在特定约束条件的限制下，从许多可用选择中挑选出一个最佳方
案，其中线性规划及整数规划是目前应用最为广泛，也是最主要的选址方法。最优化规划属
 120 于精确式算法，能获得精确最优解，但现实中对一些复杂情况很难建立合适的规划模型；或
者模型太复杂，计算时间长，难以得到最优解；还有些时候得出的解虽然是最优解，但在实
际中不可行。许建国等（2008）[29]针对应急资源需求周期性变化的情形，将选址与各个时
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