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突发公共卫生事件下考虑短缺最小化的应急物资分配研究

突发公共卫生事件下考虑短缺最小化的应急物资分配研究

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作者：蒋雪西南交通大学

学位级别：硕士

20世纪以来,诸如天花、非典、甲型H1N1流感等许多公共卫生事件频发,影响的规模和范围也越来越大,尤其是2019年年末爆发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情,给人类生命健康和全球经济发展都带来了巨大的影响,其突发性、复杂性和艰巨性前... 详细信息

20世纪以来,诸如天花、非典、甲型H1N1流感等许多公共卫生事件频发,影响的规模和范围也越来越大,尤其是2019年年末爆发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情,给人类生命健康和全球经济发展都带来了巨大的影响,其突发性、复杂性和艰巨性前所未有,短期内许多国家和地区对应急物资的需求迅速增长。因此,如何提高救援资金的有效使用率,将有限的应急物资分配到各个需求点,缓解应急物资短暂性的不足,是应急救援中亟需解决的问题。本文首先以期望短缺数最小化为目标建立应急物资分配模型,探究紧急调配成本、资金预算、需求变化以及灾区数量等因素带来的影响,给出了不同情形下应急物资的最优分配方案,证明了集中储备和统一分配战略的有效性。研究表明:(1)在不考虑预留物资(用于紧急调配)的情况下,无论需求的不确定性程度如何,保证每个地区拥有同等的库存服务水平的分配策略是最佳的;(2)考虑预留物资的情况下,向需求波动幅度较大的灾区提供更高的服务水平可以减少期望短缺,此外,若存在多个灾区,为每个灾区提供同等的库存服务水平会更具公平性,即使会导致物资的次优覆盖;(3)决策者是否考虑预留应急物资取决于单位成本、预算的高低以及灾区需求情况。然后,本文将应急物资分配模型与seird传染病模型相结合,构建多阶段应急物资动态分配模型,并将应急物资分为医疗物资和防护物资两类,分别用易感染者和感染者数量分析人们对两类物资的需求情况。在此基础上,进一步考虑物资供应与疫情演化的耦合关系,即同时考虑传染病疫情扩散导致的物资需求变化和物资分配情况对疫情扩散的影响,设计改进的seird模型预测各地区对应急物资的需求,再根据需求为其分配有限的物资。最后,以COVID-19疫情为背景进行算例测试,结果表明提出的模型能够为重大传染病疫情下应急物资管理工作提供理论参考和决策支持。综上,本文主要研究以下问题:(1)以短缺最小化为目标的应急物资分配决策问题;(2)以COVID-19疫情为背景结合传染病模型的需求预测问题。与已有的研究不同点在于:(1)分析了应急物资预留的重要性和特殊性,并证明集中储备和统一分配战略的有效性;(2)将传染病模型与分配模型结合,考虑物资供应与疫情演化的耦合关系,分析了应急医疗物资及防护物资对感染曲线峰值回落的作用。

关键词：突发公共卫生事件需求不确定应急物资分配库存服务水平 seird传染病模型

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