基于“情景-应对”的国家应急平台体系基础科学问题与集成平台

基金委"非常规突发事件应急管理研究"重大研究计划集成项目直接面向和紧密围绕重大研究计划的总体目标从两方面开展研究: 提升现有国家应急平台体系科学性的多学科融合的基础研究; 相关研究成果的集成升华和与国家应急平台体系的"对接". 具体包括: 突发事件应急场景下数据集成、组织与存储、数据共享方法研究; 面向应急辅助决策的定量与定性相结合的案例分析与集成管理方法; 网络分布式多模型环境下的智能化应急处置决策模型库构建方法; 个体和群体在紧急状态下的心理反应与行为规律; 面向"情景-应对"型决策、与国家应急平台体系相融合的应急管理开放式集成研究平台设计与构建; 基于集成平台的突发事件情景推演与决策过程模拟仿真与集成应用示例. 提出"数据融合-模型推演-案例推理-心理行为规律"综合集成的"情景-应对"型应急决策理论和方法; 构建基于"网络集成-计算集成-应用系统集成"三层交互的, 与国家应急平台体系相融合的, 跨学科、跨地域协作共享的"交响"式应急管理开放集成研究平台.     

C2组织资源集成策略与方法

资源集成是C² (command and control)组织设计的前提和基础. 针对信息化战场C² 组织区域的分布性与协作的同步性以及结构的适应性需求提出了C² 组织作战资源集成的冗余性策略、协作策略、消耗性策略以及任务执行效率原则和资源价值成本原则, 建立了C² 组织资源集成策略的描述, 以集成策略为依据设计了作战资源集成优化的动态列表规划方法.     

基于层次任务网络的应急资源协作规划方法

应急响应一般涉及多个部门,各参与部门需要通过合理的协调方法规划应对方案,协同使用应急资源是不同部门间应急行动方案制定的关键.为处理规划过程实时产生的资源冲突,文章提出了基于层次任务网络(hierarchical task network,HTN)的多部门分布式协作任务规划框架,将规划方案行动的生成过程作为需要考虑的协作问题,并通过协作过程与规划过程的嵌套,减少规划无效方案而提高协作效率.其次,探究并设计处理重用性资源的协调机制,使用多种优先级判断规则消解资源使用冲突.进一步,在建立的协作框架和资源协调机制的基础上,提出基于HTN的协作规划算法.最后通过实验案例说明了应急资源协作规划方法的应用,并对本方法的有效性和相对于原有方法的效率优势进行了验证.     

兵力编成裁剪算法研究：决策结点裁剪

由于决策实体控制战场作战平台资源实体,通过平台资源实体执行作战任务,作战平台资源实体在任务上的聚集导致决策实体间需要复杂的交互协作与交流,兵力编成需要为任务的执行创造良好的交互结构.基于任务执行的兵力编成包括两方面的内容:一是指控决策结点间的协作关系;二是指控决策结点间的指挥关系.本文通过决策实体对平台控制的矢量以及矢量距离的定义,提出了指控决策结点间协作关系优化设计的聚类算法,在聚类过程中通过设置不同的决策实体数量、决策实体能力以及内部协作与外部协作权值,分析比较了不同设置情况下所产生的兵力编成的协作关系与决策者的协作负载.     

社会网络及其上的传播动力学集成研究

为应对重大非常规突发事件的挑战,增强与完善应急管理能力,开展了基于社会网络的传播动力学集成仿真原型平台的研究与构建工作.该原型平台融合了社会网络模型与传播动力学模型的研究内容,建立了针对应急管理的集成仿真原型的概念框架,提出了以非常规突发事件为情景的仿真规划等方法,以及相应的应急管理措施与定量评估指标为主、定性评估指标为辅的评估方法,并给出了疫情在香港爆发的历史事件作为应急管理的一个仿真示例.     

基于MATLAB的网格工作流建模与控制环境

网格是集成了大量异构、动态、自治资源的协同工作系统.工作流技术有助于降低网格系统的复杂性.Simulink/Stateflow提供了强大的过程定义和状态管理功能,可作为实现网格工作流建模环境的基础.MATLAB对Web服务的支持,易于移植到网格环境中,驱动和控制用户任务的执行.MATLAB与网格系统的集成,为用户提供了强大、易用的组件化网格应用开发环境.利用网格技术,MATLAB使用远程分布式资源的能力得以增强,从而扩展了其应用领域.     

基于平行系统的非常规突发事件计算实验平台研究

针对非常规突发事件应急管理的特点,在平行系统基本思想的基础上,提出了一种高性能、可扩展、可定制、开放交互的突发事件动态模拟仿真与计算实验平台设计框架,讨论了平台体系结构、人工社会构建、人工社会培育、计算实验过程的管理与控制、平行系统协同演化、应急管理情景可视化等关键技术。该平台集成突发事件计算实验的各类基础资源和工具,通过组合和配置,可以支持对不同类型突发事件的人工社会建模、计算实验与平行控制和管理。平台将实现基于突发事件情景的应急建模、培训、措施评估、平行管理与控制,能够大幅提升非常规突发事件的应急准备、响应及管理控制的能力。     

全生命周期视角下应急信息集成体系与方法研究

及时且准确的应急信息为高效应急救援提供基础。然而,由于信息源的跨组织性,应急信息多呈现结构异构性、表达差异性、关联碎片性和逻辑无序性等特点。为促进跨域组织间的信息沟通,首先,基于生命周期视角,从数据/信息收集、表达、评估和应用四个方面系统地分析了应急信息集成的困境;然后,结合信息互操作的理论和方法,构建了以"语法-语义-语用"为主线的应急信息集成架构;最后,系统性设计了集成平台以实现应急信息的高效集成。该集成体系有助于全面且精准地管理应急信息集成各阶段出现的问题,制定针对性的集成策略,形成规范化、科学化的应急信息集成流程。     

组织模型与自适应机理分析

通过组织资源的功能矩阵、资源结构矩阵、任务需求矩阵、任务顺序关系矩阵、责任区域分配矩阵、协作交流矩阵、过程信息流矩阵和管理与控制关系的描述建立组织的静态视图,基于组织描述的静态视图探索了组织结构与使命环境一致性测度函数、组织变革的风险与收益测度函数.基于组织模型及其测度方法提出组织自适应行为是组织鲁棒性与适应性的综合与平衡.在组织鲁棒性特征上分析了组织结构鲁棒性与过程鲁棒性机理;在组织适应性特征上分析了组织过程连续与离散条件下组织结构的变迁机理.     

综合集成系统中模型按需服务研究

基于综合集成模拟环境,针对广域网环境下本地、异地模型资源的集成管理与使用问题,对模型集成管理与模型服务机制进行研究,提出了模型按需服务（Modelingand Simulation On Demand,简称MSOD）。MSOD的作用就是建立一个基于综合集成模拟环境下的公共平台,满足环境中对模型资源的查询、集成、管理、组织、调用和控制的需要,为综合集成模拟环境中相应问题研究提供按需服务,即集成管理、按需建模和按需仿真。     

面向平行应急管理的计算实验框架

平行应急管理方法已经成为一种应对非常规突发事件的有效手段,计算实验是支持平行应急管理的核心能力.论文首先介绍了平行应急管理方法,包括平行应急管理的基本思想以及在KDACP平台的平行应急管理动力学模型;然后设计了面向平行应急管理的计算实验框架,根据一般实验框架原理,结合平行应急管理的特点,给出了平行应急管理计算实验过程模型;最后以此框架支撑KD-ACP平台进行北京市甲型H1N1的计算实验研究,根据应急指南设计了四级响应措施,对实验结果进行了对比.通过应用表明,该实验框架能够很好地支持平行应急管理.     

面向高层指挥人员的应急演练仿真平台设计

应急演练是应急管理工作中训练处置流程、提高组织协调能力、发现应急工作薄弱环节的重要手段.本文以动态桌面演练为基础,设计了面向高层指挥人员的分布式交互应急演练仿真服务平台,可配置不同的突发事件类型下的情景对指挥人员进行协同指挥训练,支持多客户端进行并行交互,支持指挥人员之间的协同指挥决策、指挥人员与突发事件态势和情景的实时交互,为应急管理演练式培训提供支持.     

基于Vega的飞机防滑刹车系统视景仿真

在机载机电设备综合控制管理仿真平台的设计中,为了改变过去仿真时只是单一的数字或曲线显示仿真结果的状况,直观形象地显示仿真过程,加入了视景仿真模块。飞机防滑刹车系统作为该平台的一个子系统,建立了一个对该系统进行实时视景仿真的分布式的体系结构,其中视景驱动程序的设计采用基于MFC的Vega。     

基于元胞自动机的地铁火灾疏散动态分析

在元胞自动机基本模型基础上,结合地铁人员疏散特征,开发一种扩展元胞自动机模型。模型采用危险度的概念来反映人员对地理位置的认识,以及火情对主观选择的影响作用,并引入附加危险度来实现人与人,人与障碍物之间的摩擦和排斥效应,该附加危险度随乘客运动实时调整。根据人行特征,采用八方向运动规则,结合人员密度确定乘客疏散速度,体现快即是慢的疏散规律。通过站台和站厅两幅总危险度图的布置,模拟整个地铁建筑中人员的逃生过程,以广州地铁二号线某中间站为例,分析了乘客高峰期和非乘客高峰期,以及地铁环境正常运行状态和火灾紧急运行状态下的疏散动态特征。仿真结果显示进入紧急模式下,即使乘客满员,楼梯和闸机的疏散能力能够满足地铁疏散要求。当预警滞后或控制不动作时,逃生所需时间有明显增加,整个疏散通道上,楼梯和站厅检票闸机处形成两处瓶颈,而且闸机疏散能力明显不足。     

基于过程挖掘的服务治理平台研究

针对设计时服务治理不能很好适应服务运行时的动态调整以及运行时服务治理缺乏对服务间关系的监控管理等问题,论文基于过程挖掘技术提出了融合业务需求、业务过程及服务运行信息的服务治理平台. 首先,论文建立了覆盖过程挖掘处理全过程、业务数据的服务治理元模型,包括日志记录、过程挖掘处理、服务治理反馈子模型;然后,论文建立了包含过程挖掘实例视图和控制视图的服务治理方法,以生成包含业务及服务运行信息的服务治理策略;最后,结合某交通物流云服务平台进行了应用验证. 结果表明,本平台提供了有效的综合业务与服务运行时分析的持续治理方式.     

基于知识元的应急管理案例情景化表示及存储模式研究

应急管理案例蕴含了大量的应急管理知识,如何有效利用这些知识,提高应急管理案例的应用价值,是当前应急管理研究的难点.通过引入共性知识元模型,以知识元的形式抽取领域内突发事件应急管理共性知识,形成共性可扩展的应急知识元体系.同时对应急管理案例进行情景的划分,在此基础上对应急管理案例情景序列的知识结构进行分析,结合应急知识元体系提出应急管理案例的情景化表示及存储模式,使应急过程各阶段的信息相分离,形成基于知识元的应急管理案例情景库,更加满足"情景-应对"模式中案例推理的需要.     

基于系统动力学的应急物资调运速度影响因素研究

应急物资调运是应对非常规突发事件的重要环节,本文基于系统动力学,从政府应急管理的视角出发,研究影响应急物资调运速度的主要因素.本文将应急物资按需求分为两类——累积性需求物资和非累积性需求物资,并在此基础上构建了应急物资调运的一般系统动力学模型,并以2005年吉林石化双苯厂爆炸导致的松花江水污染事件为例,以当时最紧缺物资——活性炭的调运进行仿真验证.研究发现:在应急物资的补给过程中,政府对突发事件信息的反应时滞和政府应急物资调度能力起到了决定性作用.研究结果对于政府提高应急物资调运速度进而更好地应对非常规突发事件具有重要参考价值.     

环境群体性事件"信息-权利"协同演化的仿真分析

从"信息传播-利益博弈"的协同演化视角,构建了环境污染群体性突发事件的协同演化博弈模型,然后在NetLogo平台上进行多主体的社会仿真分析.仿真结果表明:环境污染突发事件具有两种协同演化路径,即邻避运动的"协商谈判-信息畅通-相对理性的集体抗议",环境污染群体性事件的"暗箱操作-信息过剩-非理性的集体抗议";在各种收益和信息参数情境下,存在着丰富多样的演化均衡结果;政府施加信息措施的强度作为外部干扰,导致了"演化均衡漂移"现象.地方政府部门既可以通过尊重周边的知情权和参与权采取协商谈判的博弈结构,也可以通过加大信息搜集(或者舆情引导)措施,促使事态朝着周边居民最终接受方案的方向演化.