實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介：

實(shí)驗(yàn)將突發(fā)暴雨洪災(zāi)下城郊物資配送的方案設(shè)計(jì)增加互動(dòng)性，增強(qiáng)體驗(yàn)感，讓同學(xué)們進(jìn)一步體會(huì)突發(fā)暴雨洪災(zāi)下城郊物資配送的方案設(shè)計(jì)過程中的不同配送工具選擇、不同環(huán)境應(yīng)對(duì)，實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上做實(shí)驗(yàn)”和“虛擬做真實(shí)驗(yàn)”，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生樹立大局觀，提升責(zé)任感，增強(qiáng)服務(wù)意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，滿足企業(yè)需求，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，響應(yīng)教育部號(hào)召，持續(xù)深化信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是基于暴雨洪災(zāi)引發(fā)應(yīng)急物資配送為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)、暴雨等級(jí)信號(hào)等環(huán)境惡變，首先緊急將城郊人員轉(zhuǎn)移到安全地方安置，接著立即估計(jì)多個(gè)安置點(diǎn)物資需求，接著迅速進(jìn)行儲(chǔ)備庫應(yīng)急物資分揀、出庫，最后敏捷選擇合適運(yùn)輸工具、設(shè)計(jì)合理運(yùn)輸線路高效配送到安置點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)背景：

由于暴雨洪災(zāi)的惡劣環(huán)境，使得本科生無法現(xiàn)實(shí)做物資配送的實(shí)驗(yàn)。本項(xiàng)目依托江蘇省一流本科建設(shè)專業(yè)進(jìn)行研發(fā)，以突發(fā)暴雨洪災(zāi)為背景，分階段展現(xiàn)人員轉(zhuǎn)移安置、需求物資估計(jì)、儲(chǔ)備庫物資揀選、配送工具選擇、配送路線設(shè)計(jì)及應(yīng)急調(diào)整、配送物資交接等場(chǎng)景，突破現(xiàn)實(shí)“做不了”的實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境極端、危險(xiǎn)性高。突發(fā)暴雨洪災(zāi)，狂風(fēng)暴雨，洪水肆虐，環(huán)境極端，條件復(fù)雜，在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行物資配送存在高風(fēng)險(xiǎn)性，可能對(duì)人身、車輛和貨物等安全造成災(zāi)難。因此，很有必要進(jìn)行虛擬仿真。

（2）實(shí)驗(yàn)操作不可逆、成本高。突發(fā)暴雨洪災(zāi)下的物資配送，對(duì)人員操作都是極大的挑戰(zhàn)。每一次的現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)并不能保證其成功，不能去假設(shè)，而且在操作過程中是不可逆的，消耗成本較高。因此，很有必要進(jìn)行虛擬仿真。

基于此，本項(xiàng)目利用虛擬技術(shù)對(duì)暴雨洪災(zāi)背景下的應(yīng)急物資配送進(jìn)行仿真，將必備的應(yīng)急物資配送相關(guān)理論知識(shí)和技能融入模擬的實(shí)訓(xùn)情景中，用以培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)暴雨洪災(zāi)情形的應(yīng)急物資配送作業(yè)處理和決策能力，保障暴雨洪災(zāi)情形下應(yīng)急物資配送的有序開展。

設(shè)計(jì)原則：

（一）應(yīng)急物資估計(jì)原理

這是本實(shí)驗(yàn)的首要原理。其核心思想是應(yīng)急物資的需求分級(jí)與需求量測(cè)算，科學(xué)邏輯是基于受災(zāi)程度評(píng)估，確定應(yīng)急物資需求等級(jí)，計(jì)算估計(jì)應(yīng)急物資需求量。需求級(jí)別決定物資需求滿足率，并最終決定物資需求數(shù)量。

依據(jù)《國(guó)家突發(fā)公共事件應(yīng)急預(yù)案》，物資需求分為四級(jí)：特急需求級(jí)、緊急需求級(jí)、較緊急需求級(jí)、一般需求級(jí)。應(yīng)急物資需求量=人均需求量×避難所人數(shù)×需求量調(diào)整系數(shù)。

（二）配送工具選擇原理

這是本實(shí)驗(yàn)的基本原理。其核心思想是體現(xiàn)應(yīng)急物資配送工具選擇的安全性、合理性和經(jīng)濟(jì)性，科學(xué)邏輯是基于應(yīng)急物資配送工具選擇決定因素的分析，統(tǒng)籌確定配送工具的類型、載重量。配送工具選擇的決定因素主要包括：

1.應(yīng)急物資的種類

應(yīng)急物資的形狀、物理性能、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)值等均會(huì)影響配送工具選擇，應(yīng)根據(jù)應(yīng)急物資的種類及特性選擇適合的配送工具。

2.物資配送批量

運(yùn)輸批量大小影響配送工具選擇，應(yīng)根據(jù)批量大小選擇匹配的配送工具。

3.需求緩急程度

需求緩急程度決定配送工具選擇。緊急需求物資常選擇較快的配送工具，如小貨車直達(dá)或直升機(jī)配送；一般需求常選擇貨車配送或多種工具聯(lián)合配送。

4.滅失與損壞

滅失與損壞是配送中的安全問題。應(yīng)急配送須保障安全送達(dá)。如水位過高，不應(yīng)選擇貨車配送，而應(yīng)選擇沖鋒舟或直升機(jī)配送。

基于上述三個(gè)原理，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)涉及10個(gè)知識(shí)點(diǎn)：

1.暴雨預(yù)警信號(hào)等級(jí)；

2.應(yīng)急物資定義；

3.應(yīng)急物資需求量化標(biāo)準(zhǔn)；

4.應(yīng)急物資需求估計(jì)；

5.配送工具選擇的決定因素；

6.節(jié)約里程法原理；

7.實(shí)載率；

8.配送路線優(yōu)化中的TSP問題；

9.單車非滿載配送路線安排問題求解；

10.多車非滿載配送路線安排問題求解。

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

本實(shí)驗(yàn)課程以“7·30徐州特大暴雨洪災(zāi)”中發(fā)生的城郊應(yīng)急物資配送事件為背景，設(shè)計(jì)了“基本知識(shí)認(rèn)知-應(yīng)急需求認(rèn)知-應(yīng)急物資配備-配送方案設(shè)計(jì)-配送意外應(yīng)對(duì)-配送物資交接”六個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了接近真實(shí)的配送路線虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，達(dá)到以下目標(biāo)：

（1）使學(xué)生深刻理解應(yīng)急物資配送操作全過程的知識(shí)點(diǎn)

克服極端、高危環(huán)境下應(yīng)急物資配送理論教學(xué)難以生動(dòng)展現(xiàn)各個(gè)配送環(huán)節(jié)知識(shí)點(diǎn)的弊端，組織學(xué)生利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和深刻地理解應(yīng)急人員轉(zhuǎn)移、物資需求估計(jì)、應(yīng)急物資分揀、出庫操作、運(yùn)輸工具選擇、合理路線設(shè)計(jì)等知識(shí)點(diǎn)，滿足實(shí)踐性教學(xué)和學(xué)生專業(yè)素質(zhì)提升的需要。

（2）使學(xué)生切實(shí)增強(qiáng)應(yīng)急物資配送的實(shí)踐創(chuàng)新能力

克服傳統(tǒng)理論教學(xué)中不能動(dòng)手操作，更不能自己設(shè)計(jì)方案、探索操作的弊端，組織學(xué)生根據(jù)突發(fā)暴雨洪災(zāi)情況下應(yīng)急物資配送的真實(shí)參數(shù)，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自主控制實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生熟練掌握應(yīng)急物資配送方案設(shè)計(jì)方法，切實(shí)提高實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（3）使學(xué)生有效提高處理應(yīng)急物資配送的職業(yè)素質(zhì)

克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式中教師主動(dòng)灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受且缺乏應(yīng)急物資配送職業(yè)感悟的弊端，組織學(xué)生圍繞教學(xué)目標(biāo)，特別是應(yīng)急物資配送過程中的意外事件應(yīng)對(duì)，開展自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，大膽進(jìn)行探索、互動(dòng)、研討式學(xué)習(xí)，激發(fā)對(duì)于復(fù)雜應(yīng)急管理的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生處理應(yīng)急物資配送的職業(yè)素質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)要求：

（1）專業(yè)與年級(jí)要求

主要面向物流管理、供應(yīng)鏈管理及工程管理專業(yè)本科生，開課年級(jí)是大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期。

（2）基本知識(shí)和能力要求

本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是在學(xué)生充分學(xué)習(xí)了物流學(xué)、管理學(xué)、大學(xué)數(shù)學(xué)等課程的基礎(chǔ)上，后續(xù)開始的《運(yùn)輸與配送》專業(yè)必修課。基本知識(shí)主要涉及，需求預(yù)測(cè)與統(tǒng)計(jì)、物流設(shè)備選擇、路線規(guī)劃、應(yīng)急處理及物流系統(tǒng)運(yùn)作流程優(yōu)化設(shè)計(jì)，并具備四種能力要求：

①需求估計(jì)能力。突發(fā)暴雨洪災(zāi)轉(zhuǎn)移人員安置在不同的安置地點(diǎn)，需要同學(xué)們根據(jù)不同安置點(diǎn)的空間規(guī)模、人員結(jié)構(gòu)（男女、大人小孩等）等因素，估計(jì)出物流量，為后續(xù)配送工具的選擇、配送路線的設(shè)計(jì)提供較強(qiáng)的支撐依據(jù)。因此，學(xué)生應(yīng)具有物流需求調(diào)查、分析與估計(jì)能力。

②設(shè)備選擇能力。針對(duì)前期安置點(diǎn)需求預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，儲(chǔ)備庫中應(yīng)該選擇不同的配送工具來配送應(yīng)急物資，物流設(shè)備的選擇直接決定了配送時(shí)間的效率高低。因此，學(xué)生要熟悉物流設(shè)備，掌握設(shè)備合理化能力。

③圖像處理能力。在配送路線設(shè)計(jì)中，有許多規(guī)劃圖要畫，例如總體布局圖、操作流程圖等，需要能夠簡(jiǎn)單處理和完善，這樣配送司機(jī)才會(huì)較好地認(rèn)知。因此，學(xué)生應(yīng)具有圖像處理能力。

④突發(fā)應(yīng)對(duì)能力。按照配送路線運(yùn)輸過程中，因不確定因素較多，存在突發(fā)事件，導(dǎo)致無法按照原有路線設(shè)計(jì)繼續(xù)進(jìn)行，此時(shí)需要同學(xué)們正確面對(duì)突發(fā)情況，根據(jù)實(shí)地情況做好合理的決策。因此，學(xué)生應(yīng)具有突發(fā)應(yīng)對(duì)能力

（3）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

先期測(cè)驗(yàn)：學(xué)生完成先期測(cè)驗(yàn)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告反饋給學(xué)生，幫助學(xué)生自我督查，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。

訓(xùn)練模塊：在場(chǎng)景中進(jìn)行訓(xùn)練，系統(tǒng)會(huì)在每個(gè)訓(xùn)練場(chǎng)景的每一步操作中進(jìn)行檢測(cè)，并在學(xué)生在回答完相應(yīng)操作步驟的訓(xùn)練題目后給出實(shí)時(shí)反饋，學(xué)生可根據(jù)實(shí)時(shí)反饋選擇是否重新學(xué)習(xí)該操作步驟。

能力考核：按比重隨機(jī)從題庫抽取25道題對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合考核，題型包括知識(shí)類、技能類和情感態(tài)度類。考核結(jié)果在學(xué)生作答結(jié)束后反饋給學(xué)生?？己朔绞綖槭髽?biāo)拖動(dòng)、點(diǎn)擊等互動(dòng)操作。學(xué)生需在出現(xiàn)的幾種選項(xiàng)中選擇答案并提交，提交后程序會(huì)自動(dòng)判斷正確與否。

學(xué)生完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)每一步驟的得分情況自動(dòng)加權(quán)并生成總成績(jī)，成績(jī)單中包括每一個(gè)得分點(diǎn)的答題情況統(tǒng)計(jì)，便于學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤情況，尋找錯(cuò)誤原因，并在下次操作時(shí)避免同樣的錯(cuò)誤發(fā)生。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可上傳至數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)，云平臺(tái)可與學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)與信息系統(tǒng)集成。數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)可管理的數(shù)據(jù)包括但不限于學(xué)生姓名、年級(jí)、專業(yè)、實(shí)驗(yàn)日期、實(shí)驗(yàn)進(jìn)度、實(shí)驗(yàn)成績(jī)等。云平臺(tái)支持下載和更新虛擬仿真實(shí)驗(yàn)子程序數(shù)據(jù)包資源。學(xué)生完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程任務(wù)的個(gè)人信息數(shù)據(jù)與成績(jī)數(shù)據(jù)可上傳至數(shù)據(jù)管理云平臺(tái)保存與分析。