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非常规突发事件应急决策协调过程建模研究

来源:株洲市政府  发布时间:2011-12-02 11:00:13  作者:郐帅  【字体大小:

  非常规突发事件是指前兆不充分、具有明显的复杂性特征和潜在次衍生危害,破坏性严重,采用常规方式无法有效应对处置的突发事件。近年来,相继发生的“9·11”、SARS疫情、印度洋海啸、卡特里娜飓风、2008我国南方低温雨雪冰冻灾害、“5·12”汶川特大地震和舟曲特大山洪泥石流灾害等非常规突发事件,给社会经济带来了巨大的损失。由于非常规突发事件的突发性和公共性等特点,应对和处置往往需要调动和整合全社会的人力、物力、信息等公共资源。2008年我国南方地区低温雨雪冰冻灾害应对涉及公安、能源、交通运输、电力、通讯、气象、医疗的等20多个部门,这意味着涉及的跨领域、跨地域不同部门之间的沟通、配合和协调非常重要。因此,研究应急决策协调问题具有重要的现实意义。应急决策是指在突发事件发生时迅速有效地利用决策理论和计算机辅助工具,研讨并形成一个合适的应急决策方案,并随着事态的发展对决策方案进行不断的调整,直至应急结束。

  目前,国内外对于应急决策协调进行了一些分析和研究,如Rui chen等。指出突发事件的高度不确定性、突发性和非常规性、可能的大规模伤亡风险、时间紧迫、重要资源短缺和应急处置工作的广泛参与性等约束条件,使得实现应急处置过程协调运作非常困难。Simish指出导致应急响应过程中不同部门应急行动缺乏协调的原因包括应急响应参与部门间缺乏共享的心理状态模型以及分布式决策的要求与个体决策的本质之间存在冲突。黄典剑等对重大事故应急协调的机理进行了研究,建立了城市重大事故应急的协调性模型。谭小群等研究了跨区域突发事件应急协调机制,并从组织机构、法律规章、跨区域应急文化、资源保障及技术支撑5个方面探讨了跨区域应急协调机制的实现途径。陈兴等在考虑部门协同、动态决策的基础上,建立了多阶段多目标多部门的应急协同决策模型。韩梅琳等探讨了不同的合作关系下的供应链应急协调机制,并构建了供应链多Agent应急协调体系结构。我国在应急决策领域,主要研究具体事故的应急协调,没有体现一般性的规律,对于突发事件的应急协调的研究多集中于供应链应急协调机制研究,对其他自然或人为的非常规突发事故的应急协调研究相对较少。

  针对应急决策协调的复杂性和差异性,本文考虑和分析应急管理中涉及的应急活动之间存在的约束依赖关系和决策协调机制,基于Malone协调理论提出非常规突发事件应急决策协调过程建模和分析方法,能更好地理解应急任务中存在的冲突及其协调机制,制定更好的应急决策方案,实现高效的应急救援行动。

  一、应急决策协调过程描述与分析

  Malone协调理论是由美国麻省理工学院协调科学中心的Malone等通过应用和扩展计算机科学、组织理论、运筹学和经济学的相关理论和概念提出的,他们将“协调”定义为“对管理活动中的相互依赖关系进行管理的过程”。协调过程的组成元素包括共同目标、完成目标需要执行的活动,活动的执行者及活动之间的相关性。他们还定义了三种基本的依赖关系,分别是流程依赖(flow dependency)、共享依赖(sharing dependency)和共同依赖(fit dependency)。流程依赖是指协作双方有需求关系,一个任务的输出是另外一个任务的输入。共享依赖是任务之间对资源的共享关系,比如不同的协助方参与了不同的任务,其任务和资源之间就存在共享依赖。共同依赖是指两个(或两个以上)协作方共同产生。根据Malone协调理论,不难得出协调问题就是分析活动间的依赖关系。为了识别活动间的各种依赖关系,则需要确立协调过程考虑的协调元素以及管理依赖关系即协调机制。在非常规突发事件应急决策中,本文从协调本质出发,采用一种自上向下的复杂活动建模方法。首先对应急决策协调过程以及考虑的元素进行描述,确定应急管理活动的核心活动任务,再对识别应急管理活动中的基本依赖关系并采取相应的协调机制进行管理,建立非常规突发事件应急决策协调过程模型。

  在突发事故应急响应协调领域,Carmen Niculac等指出应急决策协调包括人员与组织的协调、信息的协调两个方面。Rui Chen根据应急响应生命周期提出了一个框架来分析应急响应领域的协调模式,协调考虑任务流、资源、信息、决策、响应者五个基本的要素。Ralfael A.Gonzaiez指出在应急响应中,协调涉及到共同决策、资源共享、信息交换和方案对齐。

  根据Malone协调理论,在非常规突发事件应急决策协调过程中,考虑的基本因素包括决策者、信息、活动(任务)、资源、依赖关系,通过这些因素的描述来建立决策协调过程。

  定义过程。应急决策协调过程是一个五元组,记为Pro::=(Dec,Info,Acts,Res,,IneterDep)。其中Pro表示应急决策协调过程,Dec表示应急决策协调的决策者,Info表示应急决策协调信息,Acts表示应急决策协调活动,Res表示应急决策过程协调的应急资源,InterDep表示应急决策活动的依赖关系。

  定义决策者。应急决策指挥中心是应急决策协调机构,机构的决策者由应急救援相应领域的专家群体组成。

  定义信息。信息表示应急态势的发展情况和在决策过程中产生的决策信息。应该及时收集、分析和发布信息,通过高效、合理、及时的信息反馈来使各个部门动态协调规划和决策,实现整个应急决策协调过程的最优化。

  定义活动。应急决策协调活动是活动的集合,由基本的不可再分的、原子性的活动所组合构成,而且可以随着应急态势和目标环境的变化而变化。

  定义资源。资源表示应急响应中所需的应急资源。应急资源是一个3元组,包括应急资源种类、属性、数量。

  定义依赖关系。依赖关系是表征活动间的相关性,而且活动间的依赖关系会随着应急态势和应急资源的变化而更新。根据协调理论,三种基本的依赖关系为流程依赖(flow)、共享依赖(sharing)和共同依赖(fit)。

  二、应急决策协调过程建模

  非常规突发事件应急决策协调过程是非结构化且动态变化的,是在资源约束等条件下,通过交换信息、协商冲突以形成协调的、无冲突的决策过程。从协调的本质出发,根据Malone协调理论对非常规突发事件应急决策协调过程建模,首先要确定应急协调的核心任务活动,并将核心活动分解为不可再分的原子活动,并分析原子活动间的关键依赖,确定其流程依赖、共享依赖和共同依赖,并对每种依赖关系进行管理,最终形成核心任务协调方案。

  具体步骤如下。

  第一,确定核心任务活动,建立突发事件应急决策协调过程的基本模型。

  第二,参与决策的各个应急部门,针对核心任务活动,了解应急态势发展状况,制定相应的决策活动方案,并分解至原子活动。

  第三,分析各个原子活动的约束条件。在非常规突发事件应急决策协调过程中,各个原子活动的约束条件主要包括应急救援执行者、所需时间、应急物资源、信息等要素,这些要素从整个应急管理的角度来说都属于广义的应急资源。因而确定原子活动的约束条件,即主要确定所需应急资源约束条件,而且正是应急资源约束条件影响着决策活动对资源的依赖关系。所以本文研究非常规突发事件应急决策协调过程中活动问的依赖关系只讨论各个原子活动对于广义应急资源的依赖关系。

  第四,确定活动关键依赖。应急指挥中心综合考虑各个相关部门的决策原子活动,确定原子任务之间对于应急资源的流程依赖、共享依赖和共同依赖关系。对于识别原子活动之间的相互依赖关系,可以通过综合分析所有原子活动的应急资源约束条件,从了解活动的输入角度出发,考虑创造资源的活动是否有流程依赖,或是这些资源是否被其他活动使用从而获知原子活动间是否存在共享依赖;从了解活动的输出角度出发,考虑使用这些资源的活动之间是否有流程依赖,或是创造这些资源的活动是否具有共同依赖。

  第五,管理活动依赖关系(协调机制)。协调机制是管理相互依赖的方法和工具。对于一种依赖关系,可以有多种协调机制来匹配,同时也会产生不同的效果。对于协调机制的研究,学界提出了一些典型的协调机制:标准化(standardization)、规划(planning)、相互调整(mutual adjustment)、调解、协商、常规(Routmes),边界管理人员(boundary spannes)和团队会议(Team meeting)等。Malone等提出了一些处理共享信息依赖性的协调机制例子,如“先到先服务”、优先顺序、预算或是类似市场的竞标来协调处理;以及先决限制性依赖可以通过通知、序列或跟踪来处理。

  第六,应急指挥中心综合整理所有决策活动的协调依赖,形成整体满意的核心任务活动的协调方案。

  非常规突发事件发生后,协调活动是发生在多个部门层次之间的,应急决策指挥中心统筹兼顾总体协调整个应急活动,组织各个部门决策专家共同进行决策。整个应急决策过程的核心任务主要包括评估应急态势、制定应急决策方案和确定应急决策方案。其中第一个核心任务是评估应急态势,各个部门认真进行应急态势评估然后上报给应急决策指挥中心以掌握整体情况。它一般包括信息监测预警、报告反映和综合评估。在各个部门对信息监测预警之后,再对应急发展情况报告反映,则存在流程依赖。最后由应急决策指挥中心对所有应急态势进行综合评估,形成应急态势情况结果,这个过程存在共同依赖。确定核心任务之后,涉及的相关部门决策专家根据应急态势的评估情况来制定相应决策方案,并将其分解为不可再分的原子任务活动,并分析其对应急资源的约束关系,如在雪灾中电力部门、能源部门和铁路、公路运输部门就电煤供应、电煤运输及发电各个相关部门认真制定相应的应急方案。然后,应急决策指挥中心综合所有的原子任务活动及其约束关系,来确定所有的应急子活动对应急资源的关键依赖关系。最后,多个决策专家一起进行协商研讨综合应用规划、协商、相互调整等不同的协调机制来解决非常规突发事件应急协调过程中活动对于应急资源的相互依赖,并确定最终的应急决策协调方案。

  三、应用案例

  以2008年南方低温雨雪冰冻灾害作为典型非常规突发事件。应急资源是实施应急救援活动的物质基础和关键。在2008年雪灾中,多种应急资源相当紧张,众多部门都因为缺乏资源和资源有效的协调受到影响,为了突出重点、便于分析,本文主要选择受灾最严重,相互之间影响和依赖关系最多的电力部门、能源部门(主要是煤炭和成品油)、运输部门(主要是铁路和公路)作为分析对象。在雪灾救援过程中,多个相关部门应急活动对于煤电油运有严重依赖关系,如果部门之间衔接配合不够,相互之间缺乏信息交流和应急措施协调,就会耽误应急协调的最佳时机,延迟煤电油等应急资源的优化配置,使损失扩大。所以,煤电油运是整个应急救援过程中需要协调的关键。

  针对应急活动对煤电油应急资源的严重依赖,为了较好地协调各个部门的应急活动,本文基于协调理论对于雪灾应急协调过程进行建模分析,研究2008年南方冰雪灾害的应急决策协调过程。首先应急指挥中心确定整个救灾的应急决策核心任务,主要包括评估应急态势、制定应急决策方案和实施决策方案。

  对于第一个核心任务评估应急态势。在2008年雪灾中,由于输电线路覆冰严重,南方、华中、华东电网多条线路倒塌、断线,导致部分地区供电全部中断;由于枯水期水电减发、冬季用煤用电增加、春运高峰到来、一些地方煤矿提前放假等多重因素的影响,导致电煤供应形势相当严峻;受灾害影响,灾区成品油、液化气调运和配置特别是公路汽车配送受到较大影响,部分石油设备和管线事故隐患增多;由于部分地区电网垮塌,多处电气化铁路一度停运,列车大面积晚点,铁路沿线和车站滞留旅客较多,各灾区主要高速公路封闭,部分国道、省道出现严重拥堵状况。鉴于上述应急情况,能源部门、电力部门和运输部门对重点产煤省煤炭产量、铁路装车外运、中转港装船、重点电厂煤炭库存和电力生产等情况实施24小时紧密监测预警,分析煤炭、电力、成品油生产供应队及运输情况,及时上报给应急决策指挥中心,应急决策指挥中心综台评估整个应急态势情况为制定相应的应急决策方案提供有效的信息保障。

  对于第二个核心任务制定应急决策方案。各个应急部门根据整体应急态势情况制定相应决策方案,将其分解为不可再分的原子任务活动,并分析其对应急资源的约束关系,如电力、能源、交通(公路、铁路)领域各个专家制定的应急方案,如能源部门提供煤炭、油;电力部门应急供电、电力抢修;铁道部门维护铁路运输,转运滞留旅客,运送救灾物资;民政部门保障生活用电、生活取暖;商务部保障工业用煤、工业用电等。然后,应急决策指挥中心综合所有的原子任务活动及其约束关系,来确定所有的应急子活动对应急资源的关键依赖关系。首先分析电力、能源、交通(公路、铁路)之间的整体约束依赖关系。

  然后,应急决策指挥中心综合所有的应急决策活动对于应急资源的关键依赖关系,如能源部门提供煤炭,然后交通运输部门运送电煤,电力部门使用电煤发电,这存在流程依赖关系;交通运输部门需要电来使电力牵引火车运转,居民生活需要用电,工业生产需要用电等,都构成了对电的共享依赖;对于煤炭,只有能源部门提供,运输部门运送之后电力部门才能够发电,各部门对资源存在共同依赖。

  最后一个核心任务是确定应急决策方案。应急决策指挥中心在综合所有应急活动的依赖关系之后,组织相关决策专家一起进行协商研讨来协调所有关键依赖关系。对于能源部门、电力部门和运输部门之间的流程依赖关系,最重要的协调方式就是弄清各个部门之间的上下游关系。如电力部门首先保证煤炭生产企业的生产和电气化铁路的运转,铁路部门才能保证电煤运输,这样电力部门才能发电保证更多的电力供应。对于煤、电、油的紧张状态下的共享依赖,决策专家一起通过会商来协商研讨各个应急活动的重要性、对社会和经济影响等多个方面因素来对确定应急活动的优先保障顺序,并且根据应急态势的发展来动态调整协调措施,这样可以有效地管理共享依赖从而减少灾害损失。如对于电的共享依赖,协调有效用电顺序为首先保障应急救援指挥中心、医院等机构的用电需求,然后保障居民生活用电、公共交通中心的用电,最后考虑企业用电。对于煤电油运的共同依赖,应急指挥中心整体协调构成共同依赖的各个应急活动的输出来保障共同依赖的有效解决。如组织好煤炭企业生产、增加煤炭供给,同时保障电煤的运输,这样才能共同保障火电厂正常运行。在多位决策专家对于各种依赖关系协调解决之后确定整体满意的最终应急决策方案,这样在应急决策指挥中心的统一领导、多位决策专家群策群力之下制定的多个部门统一协同作战应急决策方案,能够更好地提高应急协调效率。

  四、结论

  与大多数常规应急处置相比,非常规应急处置需要更多组织与更多学科的协调,需要整合所有组织和应急资源共同指挥和决策。非常规突发事件应急决策过程,多个部门(两个以上)以不同子决策方案整合形成一个能实现各方利益的整体决策方案,在此过程中,由于各方考虑的利益不同会出现协作困难。

  对于动态发展的突发事件来说,不确定信息下核心任务活动的制定,和实时信息下应急活动基于资源的依赖关系的协调决策是整个应急响应活动的关键。而且在危机或应急决策中,许多问题不仅仅是由于资源缺乏引起的,而更多是由于资源配置协调的失败所引起的。本文基于Malone协调理论,考虑了应急决策协调过程包括的决策者、信息、活动、资源和依赖关系五个要素,建立应急决策协调过程模型来分析识别决策活动对于应急资源的依赖关系,有助于理解应急活动之间的差异性和对应急资源需求的冲突性,并通过协调机制来更好管理活动间包含的相互依赖性来消解冲突,优化应急资源配置,在最终有效的应急响应活动中发挥重要的作用。

  作者简介:

  徐选华,中南大学商学院教授汪业凤,中南大学商学院硕士研究生。

  本文转载自《中国应急管理》

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