突发事件应急理论与方法研究进展专辑序言

突发事件应急理论与方法研究是多学科交叉型的研究,也是不断发展中的研究.随着世界范围内突发事件严重性和复杂度的提高,突发事件的应对已成为领域的热点和难点问题.本期专刊汇集了国家自然科学基金委"非常规突发事件应急管理研究"重大研究计划的部分优秀成果,旨在促进我国突发事件应急理论与方法研究的学术交流,推动相关研究水平的提升,探索突发事件应急研究的发展思路和方向,并为促进我国突发事件应急能力提升提供科学支撑.     

基于免疫危险理论的非常规突发事件风险识别双信号方法

非常规突发事件的风险识别是应急管理亟待解决的难题.综合运用免疫危险理论与计算实验技术,构建了突发事件风险识别的抗体浓度和亲合度的双危险信号模型以及基于相似性交叉与多样性变异的免疫遗传识别算法模型,将非常规突发事件风险识别转化为多峰函数优化问题,运用所提出的算法,发掘非常规突发事件的演化规律,发现最佳应对时机.通过森林火灾算例分析,演示了基于免疫危险理论的非常规突发事件风险识别方法在应急管理中的应用,验证了模型的科学性和可行性.     

系统工程与非常规突发事件应急管理专辑序言

<正>1背景进入21世纪,地震、海啸等各类重大自然灾害频繁爆发,事故灾难、公共卫生与社会安全领域的非常规突发事件层出不穷.如何做到未雨绸缪,正确有效地应对各种频发的自然灾害及各类非常规突发紧急事件,已成为各级政府和企事业单位等需要迫切解决的最主要问题之一.在此背景下,对非常规突发事件应急管理的理论、方法、模型、技术及其应用展开深入的研究显得十分必要.然而,在特殊约束条件下,传统的应急管理方法将难以有效应对,这使非常规突发事件的应急管理经常陷于被动应付的怪圈.一方面,非     

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。     

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.     

面向应急管理的人工社会元建模方法

针对非常规突发事件应急管理建模的需要探索新的方法,面向应急管理的人工社会元建模方法尝试利用元模型描述人工社会基本要素,利用领域建模方法刻画应急管理领域模型,采用模型变换和代码生成支持计算实验.本文以公共卫生突发事件应急管理研究为案例,利用人工社会元建模方法构造了人工社会元模型、突发事件模型、应急管理模型,并采用仿真模型代码生成技术直接产生计算实验模型代码框架.案例的构造过程表明面向应急管理的人工社会元建模方法是一种自洽的、贴近应急管理问题研究的建模方法,可以在集成项目的工作中发挥重要的作用.     

营区突发事件应急保障方案仿真推演评估方法

针对当前营区应对复杂突发事件情景下的应急指挥管理能力薄弱、应急方案效能难以量化评估决策的问题, 提出了基于兵棋的营区突发事件应急保障方案的仿真推演评估方法。结合营区应急作战特点和兵棋要素技术, 建立基于“情景-应对”应急模式的营区突发事件机理形式化描述, 采用案例推理方法将当前突发事件情景与历史案例库进行相似度对比分析, 构建一套适合突发事件快速响应生成应急方案的方法。以H营区油料库及核燃料库遭敌特偷袭引发的突发事件为想定背景, 采用兵棋方法开展对营区应急保障行动方案的仿真推演与效能评估, 验证了突发事件应急方案快速评估方法的可行性, 可为营区非常规突发事件应急决策提供重要的支持。     

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.     

面向突发事件应急决策的情景建模方法

情景是非常规突发事件应急决策的基础和依据.针对情景建模中跨学科、跨领域的知识支撑和对事件经验知识依赖的不足,本文从事件本身、事件属性以及属性间关系三个角度对非常规突发事件的情景进行刻画,提出了一种基于知识元的情景表示模型;在此基础上,针对非常规突发事件的不确定性特点,运用贝叶斯网络扩展知识元模型的不确定性表示和推理,构建了适用于情景推演的贝叶斯网络模型,解决了非常规突发事件情景的不确定推演问题;最后,通过舟曲泥石流事件验证本文提出的模型与实际情况相符,能够为非常规突发事件应急决策提供科学有效的辅助支持.     

面向非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统

建立非常规突发事件演化分析的动态模拟仿真系统对于非常规突发事件的应急管理具有重要意义。针对现有模拟仿真方法与系统在用于非常规突发事件演化分析时存在的不足,尤其难以综合集成多学科、多领域的理论、方法和技术成果的问题,从知识管理以及综合集成的视角,给出了以知识元为基础,以数据、知识、模型融合计算为核心的非常规突发事件演化分析模拟仿真系统的框架体系,并探讨了各子系统的实现。在该系统中,知识元实现了数据、知识、模型的内在关联;通过知识元网络的推理,实现了各学科、各领域数据、知识、模型的动态融合计算,从而进一步实现了非常规突发事件演化分析的模拟仿真。最后,给出了原型系统,并通过泥石流灾害实例,阐述了原型系统的管理与运行过程。     

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.     

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.     

基于事件的定性知识表示模型

当前突发事件应急管理研究已经成为热点问题。本文针对突发事件及事件链研究特点,运用系统工程理论论,建立了突发事件及其链式关系知识表示模型。该模型从突发事件机理出发描述应急管理过程的知识需求,不仅揭示了突发事件发展、演变的行为模式及突发事件链式关系形成机理,还为应急决策提供理论依据,最后给出模型的应用实例,实现了事件演进的自动生成及应急过程中的知识支持。     

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.     

Claremont Colleges Emergency Preparedness: An Action Research Initiative

This study examines the role of knowledge management systems in the context of emergency preparedness at Claremont University Consortium. The research objectives required the researcher's direct involvement with CUC. Canonical action research methodology was used to guide the project. Overall, the client was satisfied with the project's outcome. The researcher designed and implemented an instantiation of a web-based knowledge management system using Wiki technology. This system can assist CUC in overcoming some of its immediate concerns with emergency preparedness. These include the ability of the system to facilitate the communication process, and enable a more structured approach for documenting and storing emergency related information. The system as it exists today is subject to further improvement. This includes the need for continuous training with the system, improving the navigational aspects, and seeking a better fit between the system and the emergency planning and response processes.

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.     

任务驱动的应急资源集成方式与组织过程建模

通过应急平台实现应急组织资源协作调配是当前应急工作的重要方法.根据突发事件情景任务,快速组建与应急任务功能契合的应急资源组织体系,是保证应急管理平台的辅助决策有效性的关键.本文在对应急管理平台资源集成模式分析的基础上,建立了任务驱动的应急平台资源集成框架,对任务驱动的应急虚拟组织协作过程进行了建模分析,并提出了一种模型求解算法和算例应用.     

基于实物期权契约的应急物资政企联合储备模型

根据我国应急管理实践需求，研究了基于实物期权契约的应急物资政企联合储备模式，并针对适合实物期权契约的应急物资特性，构建政府期望成本函数和企业期望利润函数，提出了政企联合储备模型。分析比较了有无期权合作契约的最优储备问题，揭示了不同储备模式下影响政府储备决策的关键因素。讨论合作可行性的约束条件，通过算例研究期权价格和执行价格的取值范围，分析政企单位库存成本比值和突发事件发生概率对储备决策及合作可行性的影响。研究表明，政企之间的实物期权契约能有效提高应急系统的保障能力，并降低政府的单位应急保障成本，提高企业利润，实现合作双赢。     

面向应急管理的大图重要节点中介度高效近似计算方法

社交网络中的重要节点对于信息的传播效率有着至关重要的作用,也是近年来的研究热点问题.同时,随着新媒体时代手机、微博、微信等新兴媒介日益变快的信息传播速度,政府部门和企业已经逐渐认识到通过识别社交网络中的重要节点对于管理和控制社交网络中的信息传播,在面向应急的非常规突发事件数据获取与分析中,有着举足轻重的作用.新媒体时代也扩展了人们社会活动的信息容量与交换速度,以MapReduce为代表的分布式计算系统在应急管理的大规模社交网络数据分析中也变得越来越普遍.为了便于应急管理中的信息传播控制,针对应急管理中大规模社交网络图上重要节点识别的关键问题,本文提出了一种新颖的基于轴节点选择策略的大图重要节点中介度近似计算方法和原型系统,并通过模拟数据和真实数据(包含一个连续六个月的真实社交网络数据集)进行了验证.实验结果表明,该方法能非常有效地找出社交网络上的重要节点,对于应急管理中的信息传播控制有着重要的作用.