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考虑应急效果和应急成本的突发事件应急预案选择方法

文档作者：曹萍萍1李铭洋2李永海3 文档来源： 1．中国刑事警察学院基础教研部 2．辽宁大学商学院 3．河南工业大学		点击数：	更新时间： 2021年07月21日
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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯f rll!lHi!l!J⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯J
DOI：10 3969d issn 1003—1 154，2016 03 03
考虑应急效果和应急成本的
突发事件应急预案选择方法
口曹萍萍1李铭洋2李永海3
(1．中国刑事警察学院基础教研部，辽宁沈阳110854；2．辽宁大学商学院，辽宁沈阳110136；
3．河南工业大学管理学院，河南郑州450052)
【摘要】针对突发事件的应急预案选择问题，提出了一种预案选择方法。通过计算目标案例与历史案例的相似度，以
及标准化应急实施效果和标准化应急成本，利用基于案例的决策理论思想，计算出备选应急方案的综合评价值，并
据此选择当前应急问题的应急预案。
[关键词】突发事件；应急预案；历史案例；目标案例；相似度
【中图分类号】X928．02；C934 [文献标识码】A【文章编号】1003—1154(2016)03～0102—03
突发事件通常是指可能造成重大人员伤亡、财产
损失、生态环境破坏和严重社会危害的突然发生的紧
急事件D,2I。在突发事件应急预案制定过程中，决策者
若能借鉴突发事件的相似历史案例，综合考虑当前突
发事件与历史案例中突发事件的相似程度、历史案例
中的应急行动方案与应急效果，从而选择出最优的突
发事件应急预案，具有一定的理论意义和现实意义。
鉴于此，本文借助基于案例的决策理论(CBDT：Case—
Based Decision Theory)【31的思想，给出了一种突发事件
应急预案选择方法。
问题描述
为叙述方便，记肘=n 2，，m}，N={l⋯2，Ⅳ)，H』l⋯2，^)，
G=／1,2⋯g)，F={1⋯2，，}，S={1⋯2．，s}。本文是基于案例决策
理论的思想来研究应急预案的选择方法，所提及的案例
分为两类，一类是历史案例，即为存储在案例库中可被
用来辅助决策的案例：另一类是目标案例，即为基于当
前的应急问题和其可采取的备选应急方案而设定的虚拟
案例。为便于表示，采用二元组来刻画案例，即历史
案例=(应急问题，应急行动方案)，目标案例=(应
急问题，备选应急方案)。设z={(月，A．)，(最，4)⋯，(e，4))
表示由n个历史案例构成的历史案例集，其中(e，4)表
示第，个历史案例，P和A，分别表示历史案例(只，Aj)的应
急问题和应急行动方案，／eN。设一表示面对应急问题
P，采取应急行动方案爿，后的应急实施效果，，5N。
设三：{(尸⋯，五)，(Jp⋯，互)⋯，(尸⋯，互))表示基于。个备选应
急方案而构成的目标案例集，其中(|p⋯，五)，表示第i个
目标案例，P””表示当前的应急问题，五表示解决问题
尸””的第f个备选应急方案，i；M。另记vJ表示采取备
选应急方案五来解决问题P””的应急成本。若要准确地
描述一个应急问题，通常需要刻画该问题关于多个方面
的特征，本文将这种用来描述应急问题的问题特征称
为描述特征。例如，对于人群聚集区域的应急疏散问
题，所涉及的描述特征包括聚集场所类型、人群密度、
人群恐慌程度、疏散通道数量等。类似地，同样采用
描述特征来刻画应急行动方案或备选应急方案。设
c’：科，《⋯《)表示应急问题的描述特征集，其中算表
示应急问题的第／个描述特征，，eH；，．，’=(吖，嵋，．．，《)
表示应急问题的描述特征的权重向量，其中叫表示描
述特征口的权重或重要程度，满足Ⅳ≥0且乙川21。记
c，P=(《哪CP，．，《)表示弓针对应急问题的描述特征值向量，
其中C，P表示应急问题只在描述特征下的描述特征值，
，∈N，，∈Ⅳ：c二。=(《。．，《。：，⋯qP。一)表示针对当前的应急
问题尸⋯的描述特征值向量，其中c二。，表示应急问题P⋯
在描述特征C『下的描述特征值，f。Ⅳ。
设C4=(吖，掣，⋯C)表示应急行动方案和备选应
急方案的描述特征集，其中《表示第k个描述特征，
七∈G；’．，。=(wA，以⋯．，以)表示应急行动方案或备选应
【基金项目】国家自然科学基金资助项目(71503266)；辽宁省社会科学规划基金项目(L14CGL042)；中央高校基本科研业务费重大项目培
育计划项目．
匝雷管理现代化
万方数据
急方案的描述特征的权重向量，其中嵋表示描述特征
口的权重或重要程度，满足以≥0且艺《=1。记c?=
(c：，c磊，⋯c：)表示针对应急行动方案爿，的属性值向量，
其中c：表示应急行动方案A，在描述特征下的描述特征
值，J∈N，k∈G；可=(哥，mc。A⋯髫)表示针对备选应急
方案五的描述特征值向量，其中刁表示备选应急方案
五在描述特征掣下的描述特征值，i∈M，k∈G。
基于上面的论述，本文要解决的问题是：针对当
前的应急问题Pmw，依据历史案例与目标案例所涉及
的应急问题、应急行动方案和各选应急方案的描述特
征值和描述特征权重，以及应急行动方案的实施效果
和应急成本等，通过某种决策分析方法为当前的应急
问题选择一个最优的应急预案。
当口的描述特征值为符号型时，simA(五，4)的计
算公式为
sim?c互，4，={：，若--；A≠：cCiA，i∈^，，，∈Ⅳ，七∈G c5，
将针对各描述特征的相似度sfm?(4，Aj)进行集
结，可得到备选应急方案互与应急行动方案4的相似度
sim。(五，Aj)，其计算公式为
咖“(五，As)2荟q州互，彳九f∈M，／∈Ⅳ(6)
进一步地，将应急问题的相似度Ji聊’(尸””，P)和方
案的相似度sim。(互，4)进行集结，得至螟标案例(尸⋯，互)
与历史案例(P，Aj)的相似度sim((P”⋯，4)，(尸『，Aj))，其计
算公式为
二、突发事件应急预案选择方法sim((P⋯，互)，(e，4))=扛而面万面丽，
为了解决上述问题，下面给出一种基于案例决策
理论的应急预案选择方法。在该方法中，首先计算目
标案例与历史案例的相似度，然后计算出可作为应急
预案的备选应急方案的综合评价值，从而将最优的备
选应急方案作为解决当前应急问题的应急预案。
(一)目标案例与历史案例的相似度计算
首先针对目标案例(P””，4)与历史案例(弓，Aj)，
计算关于问题的相似度。这里将针对应急问题的描述特
征口，P””与0的相似度记为sim，e(P””，PJ)，『∈H。
当口的描述特征值为数值型时，simte(P⋯，只)的计算
公式为
I，P一，’I
“％PFnow引_l一忑意≥茄丽，
-，∈Ⅳ，f∈H
(1)
当口的描述特征值为符号型时，sim：(P⋯，e)的
计算公式为r． ， ，
sim_：D(p⋯，e)2{：，。CjP!：：一。；P，J∈Ⅳ，，∈H (2)
将针对各描述特征的相似度sf研i(P””，PJ)进行集
结，可得到应急问题P⋯与P的相似度sim’(P””，0)，
其计算公式为
。
sim’(P～，e)=ΣⅣsim，e(P⋯，e)，J∈N (3)
然后，针对目标案例(P””，五)与历史案例(PJ，爿，)，
计算关于方案的相似度，即备选应急方案与应急行
动方案的相似度。这里将针对方案的描述特征口，
互与A，的相似度记为S"。A(4，Aj)， k∈G。当口的
描述特征值为数值型时，sim?(4，A，)的计算公式为
si聊?(4，Aj)=1一
ii—cAJk
max{I虿?一c且A Ili∈M，．，∈Ⅳ)’
i∈M，J∈N，k∈G (4)
i∈M，J∈N (7)
(二)应急预案综合评价值的计算
首先，对历史案例的应急实施效果评价值进行标
准化处理。若应急实施效果为0语言短语形式，设其
属于r粒度语言短语集s(”，即r．∈∥)。记∥)的下标
序号集合为T={l，2，⋯，f)，r．的下标序号seq(5)为，
seq(ry)∈T，则l的标准化计算公式为
F=seq(rj)／max{seq(rj)}，J∈N (8)
若应急实施效果0为评分值形式，则厂，的标准化
计算公式为
F=r maxr．，J∈N (9)
然后，对备选应急方案4的应急成本V进行标准
化处理。v．属于成本型指标，在应急效果一定的前提下，
人们总是希望Pi越小越好，故其标准化计算公式为
瓦=minv．v．，i∈M (10)
进一步地，综合考虑历史案例(P，Aj)的应急实施
效果F和备选应急方案4的应急成本U，计算出备选
应急方案五的综合评价值“(4)，其计算公式为
Σ[sim((P⋯，4)，(0，4))’((1一口)弓+口巧)】
Ⅳ(4)=
Σsim((P"”，r”)，(e，4))
J∈N
，i∈M(1 1)
其中，口表示决策者对备选方案应急成本的关注
程度，满足0≤口≤l。口越大，则表明决策者对备选方
案应急成本的关注程度越高。显然，“(4)越大，表示
备选应急方案的综合效果越好。因此，依据“(4)的大小，
可选择最优的备选应急方案作为解决当前应急问题的
应急预案。
三、算例
下面考虑一个应对台风登陆的应急预案制定问题。
某县政府应急办为制定一个适合该县情况的台风应急
预案，收集了数十个应对台风登陆的历史案例，通过
201 6年第3期固
万方数据
初步挑选与筛查，留下了10个历史案例作为决策参考。
在对这些案例进行分析的基础上，确定了案例所属的
应急问题包括6个描述特征：台风类型(口)、持续时
间(g，单位：天)、中心气压(凹，单位：百帕)、
最大风速(凹，单位：米／秒)、中心风力(口，单位：
级)、登陆地人口密度(口，单位：人／平方千米)；
应急行动方案和备选应急方案包括6个描述特征：需
要实施转移的人员数(口)、参与应急救援人数(掣)、
预拨抢险救援物资费用(口，单位：万元)、是否需要
停工停课(口)、水库的预排预泄量(掣，单位：万
立方米)和实施多部门联动级别(口)。该县政府通过
聘请领域专家进行评判，确定出应急问题的描述特征
的权重向量为(0．10，0．20，0．20，0．15，0．15，0．20)，方
案的描述特征的权重向量为WA：(0．15，0．20，0．20，0．15，
0．20，0．10)，并初步拟定了3个可作为应急预案的备选
应急方案互、互和互，各备选应急方案的总的应急成
本(单位：万元)向量为(V1，屹，V3)=(38，44，49)。
表1应急问题的描述特征值
案例
旬题的描述特征
C： Ci C； c： C； C：
(舅，A1) 热带风暴5 995 19 8 301
(昱，4) 台风5 960 35 13 440
(只，A3) 强热带风暴7 985 26 10 391
(只，A4) 强热带风暴6 980 29 ll 400
(只，4) 热带风暴5 992 23 9 172
(只，以) 台风5 975 37 12 570
(只，4) 强热带风暴6 986 25 10 390
(只，4) 热带风暴4 994 20 8 510
(B，4) 强热带风暴6 982 28 1l 290
(置o，AIo) 台风4 970 34 12 455
((譬ij磊)) 强热带风暴6 980 30 ll 396
表2方案的描述特征值
方案的描述特征
案例
C： C； C； C： C： 口
(只，A．) 936 156 13 86．5 I
(最，4) 1725 264 15 是36．0 II
(B，4) 2018 177 25 否19 2 II
(只，A4) 1486 160 16 是24．8 ⅡI
(只，4) 850 155 15 否76 0 II
(只，4) 1214 252 12 是12．5 II
(B，4) 2606 187 27 否28 8 II
(只，4) 1350 98 17 是92 0 I
(B，4) 1764 J67 16 否45 0 II
(丘。，4。) 2810 298 25 是29．8 Ⅲ
(P⋯，A．) 1350 160 14 否50 0 JI
(P，．⋯，4) 1378 175 16 否40 O Ⅲ
(P一，A3) 1635 185 18 是55 O II
表3历史案例中应急行动方案Aj的实施效果评分值‘
表1给出了应急问题的描述特征值，表2给出了
方案的描述特征值，表3给出了历史案例中应急行动
方案的实施效果评分值。为选择最优的备选应急方案
作为应急预案，下面给出依据本文提出方法的部分计
算过程与结果。
依据式(1)一(6)，可计算出应急问题P⋯与只
(，=l，2，⋯，10)的相似度sim’(P⋯，e)，以及备选应急方
案4(i=1，2，3)与应急行动方案彳i(，=1州2．-，10)的
相似度sim。(4，Aj)；进一步地，依据式(7)，可计算
出目标案例(P⋯，4)(i：1，2，3)与历史案例(只，A，)
(J=1，2，⋯，10)的相似度sim((P⋯，互)，(P『，Aj))，其计算
结果如表4所示。
表4目标案例(P⋯，4)与历史案例(弓，4)的相似度
sim((P⋯，互)，(0，4))
目标
应急行动方案
案例
(只，4) (B，4) (B，4) (只，^) (只，4) (只，^) (B，4) (B，4) (只．^) (片。，^。)
(JD“州，^) 0 4296 0 4818 n 6972 0 7732 0．4848 0．4869 0 6703 0 2789 0．8775 n 2604
(JD一，4) 0 4005 n 4653 0 6723 0 8619 0 4352 0 4531 n 6647 0 2697 n 8422 0．3139
一
(尸^■A31 0 3425 O．5451 n 6405 0 8293 0．4128 0．5208 0 6450 0 3177 0 7137 n4266
进一步地，依据式(9)，将历史案例(e，4)
(J=I一2一，10)的应急实施效果‘进行标准化处理，得到
标准化应急实施效果-，其计算结果如表5所示。
表5标准化应急实施效果弓
『百—— —— —— —— —— —— —— —— ——
吃吩兀吩％ 一吃吩_o
o 8333 0 8667 0 9444 0 9111 0 9333 0 8667 0 9778 0 91ll 1 0 9333
依据式(10)，可计算出标准化应急成本为瓦=1，
砭=O．8636，E=0．7755。
最后，依据式(11)，均衡考虑应急成本和应急效
果，取a=0．5，计算出备选应急方案五的综合评价值为
“(4)20．9635，“(4)=o．8954，“(A3)=o．8500。由于
“(4)>“(4)>“(4)，因此应将各选应急方案五确定为应急
预案。
【参考文献】
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