血液保障是挽救生命、保护健康的重要环节。以往的应急管理实践对我国的应急血液保障体系的构建和完善提出了迫切要求。因此,研究非常规突发事件下的应急血液保障优化问题,具有重大的现实意义。本研究着力于研究非常规突发事件下的4类关键性优化问题,即：国家血液战略储备库定位-库存问题、非常规突发事件应急血液采集动态决策问题、供给受限条件下考虑血型替代的应急血液采储优化问题、灾后重建地区新增血站的可靠性选址问题。这4类问题基于不同情景、应急管理的不同阶段来研究如何提高应急血液保障水平。本文主要研究内容如下：(1)以应急条件下血液保障及时度最高及常规条件下系统总成本最低为目标,考虑大规模涉血灾害血液保障的特性,建立了一个考虑提前期、多情景、多血型、多阶段、随机需求、有容量限制及协同定位的多目标国家血液战略储备库定位-库存模型。该模型被描述成一个双目标的离散非线性混合整数规划模型。针对模型特性证明了几个模型性质。然后,设计了一种改进的非支配排序多目标遗传算法对问题进行求解。算例结果表明,算法能够有效获得Pareto前沿,产生一簇Pareto解。因而,决策者可根据偏好与需要权衡成本与血液保障效果,在Pareto前沿面上选择合适的决策方案(2)针对某些非常规突发事件应急血液库存控制的特性,提出了一种应急血液采集动态决策模型,并给出了存在两类血液需求的血液库存状态转移方程,血液过期量、缺血量、采血能力约束的表达式,以及血液需求量的预测方法。通过数值算例验证了该模型的有效性,并进行了模型参数的灵敏度分析。结果表明：提出的应急血液采集动态决策模型可以很好地解决血液报废现象；安全库存设置、目标存量水平设置、预测误差、需求波动幅度对血液库存控制效果均有重要影响。(3)针对某些非常规突发事件,供给受限而需求与平时无差异的情境,研究考虑血型替代的应急血液采储优化问题。首先,分析了供给受限后,血型替代对库存控制的影响。然后,考虑随机需求,服务水平,血液中心和医院的库存关系,建立了一个包括预期库存成本、血液替代风险成本,最优采集量短缺惩罚成本以及医院缺血惩罚成本等在内的预期成本最小化模型。该模型被描述成一个离散非线性混合整数规划模型。针对模型特性,对模型进行分解简化,并提出一种精确算法对问题进行求解。算例结果表明,引入血液替代策略并进行血液采储优化决策,能降低最优血液采集短缺量和系统预期成本,有助于缓解血荒,提高应急血液保障能力。(4)血站选址属于战略性决策问题,而突发事件的发生可能会造成血站失灵,因此在选址设计阶段就考虑其失灵风险是十分必要的。以血液保障的及时性和可靠性为目标,考虑在不同地区建立血站的不同失灵概率,建立了灾后重建地区新增血站的可靠性P-中位选址模型。针对该模型的特点,运用线性化技术进行模型转化,并设计了一种拉格朗日松弛(LR)算法。以汶川大地震灾区——四川省阿坝州为例进行了实例分析。通过两组算例分析对模型和算法进行验证,并与CPLEX求解结果进行了比较。结果表明,对于大规模问题,LR算法效率明显高于CPLEX。