应急决策的理论与方法探讨

围绕基于模板的规划、组织决策协调与基于Agent系统的协调机制以及马尔可夫决策规划等应急决策的关键理论与方法,对国内外相关研究进行分析与总结;提出以决策理论规划为应急决策研究的主要建模和分析框架;采用逻辑程序与规划相结合的思想,研究基于应急预案模板的应急决策规划方法;基于应急处置任务的时间、资源约束关系,研究应急处置任务的多Agent马尔可夫决策建模及求解方法。基于决策理论规划的应急决策理论可以很好地用于应急决策的多阶段动态过程建模,而且能够利用预案模板降低模型求解的难度。上述研究完善和丰富了应急决策的理论和方法,为科学的应急决策实践以及应急决策支持系统提供了一种理论和方法。     

地铁车站应急预案VR模拟与情景设计

为解决地铁车站应急预案现实演练过程中,出现火灾、爆炸、水淹、突发大客流等紧急情况的危险性、组织实施难的问题,应用虚拟现实(VR)技术对各类预案进行场景设计,模拟相应的应急预案过程。首先,运用业务流程建模与标注(BPMN)语言对应急预案流程进行建模;然后,利用建筑信息模型(BIM)技术创建地铁站内基础设施三维模型,并研究模拟火灾爆炸、恐怖袭击、水淹、突发大客流等应急预案涉及的关键技术;最后,以地铁燕塘站为例设计应急预案情景。结果表明:基于VR技术的情景设计及过程模拟将地铁车站应急预案的各类场景要素、事件过程、乘客及岗位人员的活动状态集成到同一平台;直观、动态、多视图地展现应急预案实施效果,有助于提高地铁紧急情况预案应用水平。     

基于本体的突发事件应急决策知识模型研究

应急决策是突发公共事件应急管理过程中最为关键的环节.目前应急决策主要依赖事先制定的应急预案,这种方法比较全面、规范,但缺乏灵活性.针对这一问题,引入本体论的概念,将突发事件应急决策相关的知识整合为领域本体,并借助语义检索技术,实现应急决策相关知识的查询和推理.最后利用Java Web相关技术,开发了一个应急决策知识模型的原型系统.该系统摆脱了应急预案等静态文本的固定格式,更强调概念和概念间的关系,比传统的应急预案更为灵活.     

基于结构化与数字化技术的轨道交通建设工程应急预案体系设计与构建方法研究

为进一步解决轨道交通建设工程应急预案体系标准化、系统化、信息化不强的问题,增强应急预案制式、格式、内容的统一性、合规性,从轨道交通建设工程建设单位、施工单位目前实际运行的预案体系中综合应急预案、专项应急预案和现场处置方案入手,在业务层面提出兼具针对性以及通用性的轨道交通建设工程应急预案体系设计思路和方法,并基于结构化与数字化技术特点,在技术层面提出高效、可行的应急预案体系信息化系统平台的构建方案,研究结果可为其他同类企业应急预案体系的设计、构建与管理提供参考和借鉴。     

基于支持向量机的应急预案动态优选方法研究

为了提高突发事故应急效率,针对事故发展的不同阶段对应急资源的需求,在群体决策方法的基础上利用支持向量机方法进行动态应急预案优选.首先利用专家对量化后的应急预案进行评价,通过向最拼接将其转化为等价的可用于分类的训练样本集,再应用标准支持向量机分类器对应急预案进行分类和排序,最后实现对应急预案的动态优选.研究表明,该方法充分利用了支持向量机方法的自学习能力,以应急过程中的动态需求为依据,可以实现动态的应急预案优选.     

基于情景构建的应急预案体系优化策略及方法

为了进一步优化我国现有应急预案体系,从应急管理实践中分析梳理出4方面问题,包括:“在指导理念上依然没有充分体现应急准备的理念”“应急预案体系在微观、中观和宏观层面依然存在结构性问题”“应急预案的内容存在‘概念性’内容较多的情况,导致操作性和针对性不强”“预案动态管理滞后,持续改进机制尚未形成”;针对现存问题,提出基于情景构建的优化策略和方法,认为“情景构建”不但可以指导编制者分析应急需求、明确应急目标、规划应急程序,有效支撑应急预案的编制,而且可以派生出“基于情景链条的预案衔接策略”“基于任务协同的预案衔接策略”“基于资源约束的预案衔接策略”,进而从微观层面上推进预案体系的优化。研究结果可以作为各级政府和企业应急预案体系构建的参考和借鉴。     

基于项目双分解结构的区域应急动态网络计划研究

为解决区域性突发事件应急管理计划的一致性及时效性问题,提出基于区域应急任务分解结构和区域应急组织分解结构的分级动态网络计划方法。构建了应急任务分级网络模型及组织分层网络结构及资源列表模型。诠释任务分解规则及应急组织结构特征,最后整合双分解网络结构,推导出区域性应急管理分级动态网络计划生成模型。为区域性应急预案体系的编制提供了技术方法指导,对提高应急计划的实际可操作性具有现实意义。     

数字化视角下的应急预案结构化及流程化技术方案研究

为提高应急预案的实用性，以实现数字化应急预案为最终目标，在分析数字化应急预案的4大发展模式和“六化目标”的基础上，研究应急预案的结构化及流程化技术方法。基于应急预案响应流程的模块化思路，提出应急预案结构化拆分方法，从体现纵向到底、粒度精细、职责明确、任务追踪4大角度设计统一的应急预案拆分模板。从应急业务逻辑出发，以事件信息流为驱动机制，将流程、节点与任务进行绑定，激活应急流程链中任务的执行，最终实现应急预案的流程化。研究结果表明:基于数字化视角提出的应急预案结构化和流程化技术方案，可为相应数字化应急预案的实现提供参考和借鉴。     

应急撤离建模研究的现状、问题与发展趋势

分析以往的突发事件应急撤离决策过多依赖决策者主观判断的问题,提出通过构建应急撤离模型为决策者提供更客观的辅助决策信息,并阐述了应急撤离建模过程涉及的主要要素。通过对3种主要应急撤离建模方法——宏观、微观和中观的撤离建模过程的详细介绍和分析,综观了当前应急撤离建模的研究现状。在该基础上,研讨每种建模方法的特点、适用范围以及存在的主要问题,并针对这些问题,给出可能的解决方法和未来的发展方向。归纳应急撤离建模研究的成果,提出在实际应急撤离建模工作中应注意的问题。     

民航专项应急处置方案动态生成及优化模型

为了解决现有民航应急预案针对性不强和可操作性不高的问题，进一步提升民航突发事件应急处置效果，以民航业发生频率高、影响严重的大面积航班延误事件为例，提出了一种民航专项应急处置方案生成及优化模型。该模型根据民航行业特点，以应急部门为单元重新划分预案模块，并充分考虑不同事件情景应急资源配置影响因素，提出基于不同情景应急资源动态配置的民航专项应急处置方案生成方法；在此基础上，借鉴项目管理优化思想，同时考虑应急时间和应急成本两个目标，对民航动态应急处置方案进一步优化。之后，以国内某机场某一天的航班延误为例开展案例验证研究，结果表明，该模型中生成的应急处置方案的应急资源配置方法更合理、更具针对性，并且能一定程度优化平衡应急处置时间和应急处置成本。     

基于案例推理的突发环境事件应急决策模型

突发环境事件不确定性高、演化过程复杂,给企业及政府的应急工作带来很大的困难,故如何提高应急决策的质量,是相关应急工作的重点之一。为了增强以往经验的可用性,利用本体模型进行案例的存储,根据情景构成要素提取方法对情景进行多维的空间表达,在此基础上优化情景匹配算法,实现基于情景的应急决策。最后,通过突发环境事件实例应用,验证该方法能够快速建立实例与本体模型之间的关系,提高知识的可用性和共享性,实现情景的多维表达,进而满足“情景-应对”的应急决策要求。     

应急物资调运的动态协同决策优化建模仿真

为有效解决应急物资调运决策问题，提高应急物资利用率。总结应急物资调运基本流程、管理方法及存在问题，分析应急物资调运系统动静态资源、灾害分布及优先级等因素，借鉴动态调配 Multi Agent方法研究应急救援保障部门间协同作用，对应急物资调运系统供需路径与救援时效进行分析，构建应急物资调运系统高效、及时、低成本的动态调度模型，同时基于多源时间最短路径问题以及Floyd Warshall算法对模型进行求解仿真，得出应急物资最优调运路径和参与调配储存点组合。结果表明:动态调运决策模型可从备选集合中快速搜索应急调运所需最佳方案，能为应急救援提供更加可靠的保障。     

医院智能应急疏散导航方法与物联网应用研究*

为解决大型复杂医院建筑紧急疏散下的路线指引问题,提出适合复杂空间结构的疏散拓扑地图自动生成方法,同时提出基于组合神经网络的疏散决策模型,以应对医院建筑中各种静态动态的危险源,基于该疏散指引方法,研发智能疏散导航物联网装置Nav-IoT。研究结果表明:该方法可实时采集医院多种危险情况,通过决策网络和多种物联网智能设备进行动态决策,并发出明确移动指引信号,能够有效提升疏散过程的安全度和效率,满足大型复杂医院建筑内的智能化、动态化的人员应急疏散需求。     

基于个体脆弱性区域疏散最佳路径

针对危险化学品、生化制剂、放射性或核物质（ CBRN）事故情景,建立区域疏散路径优化模型。基于个体脆弱性模型,提出了适合求解模型算法,包括静态最优路径算法和动态最优路径算法。最后用随机路网测试算法的应用效果,结果表明,所提算法可以满足区域疏散路径双目标优化的需求,并能根据外部环境变化动态更新当前最优路径,是一种近似、快速的算法。区域疏散路径的确定可为CBRN事故救灾提供有力的技术支持。     

Location selection of emergency supplies repositories for emergency logistics management: A variable weighted algorithm

With the development of the city, the number of establishments that are proposed or under construction is increasing year by year, and if they are industries that handle flammable, explosive, toxic, harmful, and dangerous substances, the public safety will face great threats, which will bring great challenges to emergency rescue work. Therefore, providing reasonable solutions to the problem of location selection of emergency supplies repositories are necessary for improving the emergency response efficiency in chemical industrial parks. A mathematical model for location selection of emergency supplies repositories in emergency logistics management are presented considering more actual factors. The optimization objectives of the model are to minimize total transport length and cost. And then a Variable Weighted Algorithm is designed to solve the model, where an auxiliary function was constructed with different methods of building weighting factors based on the theory and method of solving multi-objective optimization problems in operational research. Simulation results show the effectiveness and feasibility of the models and algorithms presented in this paper.     

考虑救援时效的化工园区应急物资储备站点选址模型研究

针对化工园区的应急物资储备站点选址问题,在同时考虑经济因素以及救援效果的基础上,建立了多目标覆盖选址模型,同时引入了应急救援时效函数,以反映物资运输时间对救援效果的影响。最后将模型应用于江苏省南部的化工园区应急物资储存站点的选址问题进行算例分析,使用NSGA-II算法对模型进行求解,并采用TODIM法对得到的帕累托最优解进行排序,为决策者选取最终方案做出了参考。     

应急救援物资车辆运输线路的选择

为了给紧急救援物资支持保障中心的物资调度人员提供科学的车辆路线调度决策方法,提高应急救援工作的响应能力,基于应急条件下物资运输调度的时效性、安全性和经济性特征,运用旅行商理论,对上述3个决策属性分量进行了数学描述,构造了它们的目标函数,并进行了无量纲和权重聚合处理,继而按照多属性决策理论建立了用来评价备选线路决策效用函数的数学模型.利用期望效用属性合并所搜集的信息,将多属性决策问题转化成单属性决策问题,确立了选择具有最高期望效用方案的方法,最后进行了实例分析.结果表明,应急救援条件下的运输调度与正常环境下的企业运输调度决策目标之间存在明显的差异,前者虽然本质上属于图论中最短路线问题的范畴,但由于多个决策目标的存在,不能直接运用最短路线模型和Dijkstra算法求解.运用多属性决策理论建立的评价备选线路决策效用函数,是有关人员进行车辆路线安排的有效方法,但其相对优越性尚需做进一步的研究和探讨.     

基于VR技术的机场应急救援虚拟演练平台

为解决机场实地应急演练中存在的成本消耗高、不安全、扩展性差等问题，研发基于VR技术的机场应急救援虚拟演练平台。平台采用模块化设计方案，并通过定义平台操作流程支持虚拟演练操作。采取分细节度的场景构建方法，运用细节层次模型以3层不同细节度模型方案将虚拟灾害场景划分为3类，同时利用Unity3D粒子系统控制机制实现火灾及灭火粒子特效的模拟，运用双顶层本体模型构建机场应急预案本体模型（AERPO），并利用XML Spy建立存储模型，且支持基于典型场景模型编辑形成整个灾害场景。结果表明:平台模块设置科学、场景效果合理，有助于提升演练人员应急处置能力。     

Integrated dynamic risk assessment of buried gas pipeline leakages in urban areas

In urban areas, buried gas pipeline leakages could potentially cause numerous casualties and massive damage. Traditional static analysis and dynamic probability-based quantitative risk assessment (QRA) methods have been widely used in various industries. However, dynamic QRA methods combined with probability and consequence are rarely used to evaluate gas pipelines buried in urban areas. Therefore, an integrated dynamic risk assessment approach was proposed. First, a failure rate calculation of buried gas pipelines was performed, where the corrosion failure rate dependent on time was calculated by integrating the subset simulation method. The relationship between failure probability and failure rate was considered, and a mechanical analysis model considering the corrosion growth model and multiple loads was used. The time-independent failure rates were calculated by the modification factor methods. Next, the overall evolution process from pipeline failures to accidents was proposed, with the accident rates subsequently updated. Then, the consequences of buried gas pipeline accidents corresponding to the accident types in the evolution process were modeled and analyzed. Finally, based on the above research, dynamic calculation and assessment methods for evaluating individual and social risks were established, and an overall application example was provided to demonstrate the capacity of the proposed approach. A reliable and practical theoretical basis and supporting information are provided for the integrity and emergency management of buried gas pipelines in urban areas, considering actual operational conditions.     

考虑逆向物流的应急物资配置流程SPN建模分析

应急物资的高效快速配置是降低灾害损失和顺利实施应急救援的有力保障。应急逆向物流包括废旧物资的回收利用以及可重复利用物资的回收再利用,能起到缓解应急物资匮乏,减少环境污染的作用。本文根据随机Petri网理论,构建考虑逆向物流的应急物资配置模型,通过对同构于该模型的马尔可夫链进行仿真,求得各种状态的稳态概率,结合马尔可夫链性质对关键因素进行静态分析和动态分析;通过“雅安地震”的案例应用表明,当地震灾害发生时,此模型可以反映各因素对应急物资配置整体流程的影响,并通过数值变化趋势反映不同条件下应急物资配置的关键环节,可以为灾后救援和应急物资的利用提供理论支持。