基于多部門協同任務規劃的 應急決策模型,唐攀 華中科技大學系統工程研究所,2009 年 11 月,匯報內容,2,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內容 3、應用,1 問題提出,3,1 問題提出,4,武漢是長江和漢江的交匯造就的一座“因水而生”“以水聞明”的城市。 在長江與漢江交匯的漢口岸，是武漢人熟悉的“龍王廟”，也是武漢三鎮版圖的幾何中心。關于我們關于應急管理的故事從“龍王廟”說起。 這里是歷來的險工險段，也是人們燒香拜佛，祈求龍王保護的地方。1931年長江發生大洪水的時候，民國武漢地方政府請了一群和尚做法式。當時沒有洪水預報系統，當洪水過來時，那群和尚也被洪水吞沒。,1 問題提出,5,洪水災害,6,1 問題提出,上個世紀，長江發生過，1931年，1954年，1998年三次全流域性洪水。對于生活在長江兩岸的人們來說，長江是我們的母親河。但是，當長江洪水肆虐的時候，她又被稱為“洪魔”，無情的剝奪了無數人的生命，給兩岸百姓造成了無窮無盡的災難。其中，1931年大水淹沒整個漢口城長達兩個月之久死亡33600人。 “萬里長江險在荊江”，對于地處荊江河段的湖北或者武漢來說，防洪應急管理是“天大的事”。,7,1 問題提出,新中國成立六十年來，在荊江河段修建了荊江分洪工程，加高加固了荊江大堤，建設了舉世矚目的三峽水利樞紐工程，在荊江河段的長江干流和支流上建立了一系列的水利水電工程，用以控制長江洪水。,三峽工程,8,1 研究背景,荊江大堤,荊江分洪工程進洪閘,9,1 研究背景,但是現有的工程性措施是抵御長江洪水的基礎，但是不夠的。開展洪水應急管理，有效組織長江流域特別是荊江河段不同區域政府，不同部門，社會單位和沿岸群眾有效開展應急響應工作，調度中央，湖北的一切應急資源參與防洪搶險，才能夠從根本上控制洪水，減小洪水造成的損失，真正起到“扶危定傾”“轉為為安”的作用。,10,1 研究背景,這是一場比“淮海戰役”規模更大，參與人數更多，更復雜的一場全民與洪水搏斗的戰爭，如何有效的指揮和協調參與應急響應的各成員高效和有序的開展應急工作是應急管理的關鍵。 開展應急決策，面對復雜應急態勢科學制定應對方案，實現對突發事件的干預和控制，是應急管理工作的基礎和核心。,匯報內容,11,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內容 3、應用,12,2 應急決策組織和程序,應急指揮組織框架,13,2 應急決策組織和程序,事件現場應急組織,14,2 應急決策組織和程序,基于規劃制定應對方案 的業務過程,incident occur,15,2 應急決策組織和程序,多部門應急決策程序包括以下步驟： 1）評估應急態勢，應急指揮人員識別應急目標及其優先級，并提出實現目標的戰略。同時，各應急響應參與單位提出開展應急響應工作的相關約束條件； 2）在分析當前應急態勢的基礎上，根據建立的目標和戰略，各部門應急指揮人員建立應急組織的職責劃分，并提出應急組織中各處置單元的戰術行動； 3）各部門應急指揮人員確定各個處置單元的戰術行動和資源需求，并為應急行動分配應急資源； 4）現場應急指揮長簽署應對方案，并向應急響應參與人員發布方案，各單位應急處置人員根據發布的方案執行應急行動；,信息交互,多部門協作規劃 的應急決策模型,應對方案,信息交流行動,領域知識,信息交互,應急態勢,領域知識,16,2 應急決策組織和程序,匯報內容,17,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內容 4、應用,18,突發事件應對方案是應急任務，應急之間的邏輯關系和任務的執行實體等要素構成。任務規劃和調度模型為制定應對方案提供了一種有效手段。 面向復雜任務的多部門協同規劃是參與應急響應的各部門面對應急態勢動態變化和應急資源稀缺等特殊約束條件，共同構建應對方案的方法和手段。,3 研究內容,19,知識規劃作為一種關于動作的推理，通過選擇和組 織一組動作，實現預先給定的目標，是理性決策的關鍵 環節,為求解復雜決策問題提供了一種有效方法，能夠 用以支持應急決策者科學制定應對方案。 在眾多知識規劃模型中，htn規劃通過基于前提條件 的推理，能夠選擇和組織完成初始任務（目標）一系列 應急行動，為應急決策者在復雜應急態勢條件下制定應 對方案提供了一種有效手段。,3 研究內容,20,應急預案模板,應急態勢,應對方案,基于預案模板的應急決策,任務規劃,3 研究內容,21,一，多部門協同規劃的應急決策模型 htn規劃系統shop2是一種基于狀態的前序規劃模型，在其基礎上，嵌入任務分配模型，建立任務規劃和調度集成模型。利用基于前提條件和影響的推理技術解決任務的邏輯關系的推理。利用數學優化模型解決任務規劃過程的中的任務分配問題，將任務映射到執行的應急隊伍。從而開發多部門協同規劃模型，為應急決策提供支持。,3 研究內容,22,二，時態htn規劃模型 應對方案中涉及大量并行執行的行動，且應急行動有復雜的時間約束關系。針對shop2不能表達任務的時限條件和任務之間的同步關系，且規劃結果是線性行動序列等問題，在shop2規劃系統建立的htn規劃框架下建立任務時態條件的表達模型和任務分解算法，研究時態增強的htn規劃模型。,3 研究內容,23,三，資源受限條件下的應急任務規劃模型 資源受限是應急響應環境關鍵特征之一，應急響應過程中應急決策者不能解決執行應急組織完成所有應急任務。在對應急任務進行分級的基礎上，開發應急任務分解過程的搜索算法，建立資源受限條件下的應急任務規劃模型。,3 研究內容,匯報內容,24,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內容 4、應用,25,以三峽洪水災害應急響應過程為背景構建多部門應急決策模型。,4. 應用,26,(:method (emergencyrespose a) (emergency-happen e1 ?loc-to) (transport stone) (!pop stone) (emergency-happen e2 ?loc-to) (unorderd: (transport concrete)(transport steerwire) (!combine concrete irionwire ?loc-to) (!pop combo ?loc-to) ) 洪災應急處置領域知識描述模型,4. 應用,領域知識模型：,27,(defproblem problem floodresponse ( (emergency-happen e1 loc1-1) (material-at stone loc2-1) (material-at sandbag loc2-2) (material-at concrete loc2-