新冠疫情背景下面向可持续发展的多周期多类型灾害医疗垃圾选址-运输集成优化问题.docx

新冠疫情背景下面向可持续发展的多周期多类型灾害医疗垃圾选址-运输集成优化问题本文获得国家级大学生创新创业项目资助；发表于ABS三星、FMS管理科学高质量B级期刊AnnalsofOperationsResearch（SCI三区）；获得中国物流学术年会“三等奖”（651018）o一、研究背景与问题提出诸如新冠疫情等重大突发公共卫生事件爆发,对不同类型的医疗物资供应和现有医疗垃圾管理系统的能力提出了新的挑战。据报道，与2019年的日均产生量55吨相比较，2020年武汉市灾害医疗垃圾的最高日产生量为263吨，灾害医疗垃圾数量大幅度增加（Chen等，2021）o从这个意义上而言，设计有效的灾害医疗垃圾供应链有利于控制和抑制新冠疫情，这也是本文的聚焦点或关注点，在新冠疫情爆发后，急剧增加的医疗垃圾产生量对系统的处置能力提出了更高的要求。在这方面，作为产生点和处理中心之间的连接点，临时中转站对于提高灾害医疗垃圾供应链的绩效非常关键或重要。另一方面，临时中转站和现存处理中心的数量，及其处理灾害医疗垃圾的能力是非常有限的。在新冠疫情期间，如何从全局视角设计一个有效的运输方案平衡工作负荷，以及满足所有的灾害医疗垃圾处理需求，是非常紧迫且具有挑战性的工作（Tirkolaee等,2021；VaHZadeh等,2021）,此外，如临时中转站等物流基础设施建设是及时运输和清理灾害医疗垃圾的前提条件（或灾害医疗垃圾顺利运输和清理的前提条件）。在这种情形下，灾害医疗垃圾选址运输集成优化问题研究就显得十分迫切。为了有效控制新冠疫情，需要及时制定灾害医疗垃圾选址-运输的联合决策，以确保医疗垃圾能在产生后的24小时内得到有效处置（Chen等，2021）。这表明，根据实时信息，地方政府制定相应决策的最佳周期为一天。从这种意义而言，应该更多地关注多周期灾害医疗垃圾选址-运输问题诸如YU等（2020a）、Valizadeh等（2021）Valizadeh和Mozafari（2022）等研究表明灾害医疗垃圾通常可被分为感染性和非感染性两类。对于前者而言，如果被污染的医疗垃圾未被及时安全地处理，则会造成二次感染和交叉感染。因此，灾害医疗垃圾的类型也是需要考虑到上述问题中的重要因素通过文献梳理发现：第一，大多数研究侧重于商业供应链的可持续，但很少将可持续融入灾害供应链中，特别是灾害情境下的逆向物流供应链。第二，现有研究聚焦于商业背景下的逆向物流供应链，而灾害垃圾管理，特别是灾害医疗垃圾清理的相关研究很少。第三，针对商业逆向物流供应链中选址或运输或集成问题，大多数研究构建了单周期单目标优化模型;但较少采用多周期多目标混合整数规划模型研究多类型灾害医疗垃圾选址运输问题。二、问题描述与建模在CoVlD-19疫情背景下，考虑灾害医疗垃圾供应链中基础设施、利益相关者、装备工具等基础环境后，做出考虑可持续的多周期多类型灾害医疗垃圾选址-运输联合决策。包括可持续目标函数刻画、灾害医疗垃圾供应链中产生点-中转站-处理中心的选址和运输决策方案，如图1。最终目标是实现灾害医疗垃圾供应链的可持续发展。图1面向可持续发展的灾害医疗垃圾选址运输集成优化框架具体地，以最大化经济效益，最小化碳排放总量、最小化潜在社会风险为目标函数；约束条件涉及预算成本、收运平衡、中转站和处理中心的最大容量和最低服务水平，构建了考虑可持续的多周期多类型灾害医疗垃圾选址-运输优化问题的数学规划模型。并且利用线性加权法求解，以应对多目标的冲突与矛盾。三、算例仿真与结论以CoVID-19疫情武汉医疗垃圾管理为案例，利用CPLEX求解，在此基础上，分析垃圾类型、决策周期和预算成本对灾害医疗垃圾供应链绩效的影响，通过灵敏度分析实现。结果表明：第一，鼓励在不同周期建设具有柔性能力的临时中转站来处理急剧增加的灾害医疗垃圾。第二，在灾害医疗垃圾供应链中，多周期决策模型优于单周期决策模型，因为前者有能力处理未来周期的不确定性。第三，由于增加预算并不总是有效或起作用，加上社会资源有限，故估计获得最优整体绩效的最小预算是非常重要的。