一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法，包括以下步骤：步骤一、通过OODA－Multi

【技术实现步骤摘要】
一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法


[0001]本专利技术涉及突发事件应急管理
，具体涉及一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法。

技术介绍

[0002]《中华人民共和国突发事件应对法》定义了突发事件包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件四类，突发事件发生时，高效的应急救援可极大的降低突发事件对群众生命、财产造成的损失，因此有必要对突发事件应急救援系统开展效能评估工作。通过构建突发事件应急救援系统效能评估模型，设计系统效能指标，掌握应急救援过程中信息收集、决策方案制定、人员装备调度及任务分配等工作执行效果的满足程度，辅助决策者及时调整决策方案，更好的挽救受困人员、减小经济损失、降低社会危害。
[0003]对应急救援过程进行有效的认识和分析是构建系统效能评估模型和量化评估结果的前提，由于突发事件应急救援中的指挥控制与军事行动作战指挥有一定的相似性和同源性，军事指挥领域中经典的OODA模型可用于应急救援过程分析，主要通过观察(Observe)、定位(Orient)、决策(Decide)、行动(Act)环节将应急救援过程划分为数据采集、态势认知、决策生成、方案执行等工作流程。然而，经典OODA模型对应急救援流程描述粒度粗糙，不能刻画应急救援过程中各组成部分的协同和交互关系，无法准确构建系统效能评估模型；同时，在实际应用中，基于OODA模型的分析的结果无法定量描述应急救援系统效能。因此，还需进一步提出更合适的方法来分析应急救援系统各组成部分的复杂关系，并据此建立效能评估模型。
[0004]目前，在突发事件应急救援系统效能评估模型方面，主要包括网络分析法(ANP模型)、ADC方法、综合权重近似理想解(TOPSIS法)、随机Petri网模型、交叉影响分析和解释结构建模(CIA
‑
SIM)等方法，主要围绕静态不变的应急救援系统进行效能模型构建。然而，突发事件应急救援是一个复杂开放的动态系统，需要评估其动态可变指挥体系及任务的效能。
[0005]因此，针对需解决的具体问题，本专利提出OODA－Multi
‑
Layer分析方法(OODA模型、多层复杂网络分析相结合)方法、动态可变的效能评估模型构建方法，该方法具有一定独创性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提出一种能够对动态变化的应急救援系统的效能进行量化评估的模型构建方法，并设计系统的效能评估指标，获得准确有效的应急救援系统效能评估结果。
[0007]本专利技术的具体步骤为：
[0008]步骤一、通过OODA－Multi
‑
Layer分析方法对应急救援系统分析，O
‑
O
‑
D
‑
A各环节分析结果抽象形成信息层(I)、指挥控制层(C)和任务层(T)；
[0009]步骤二、利用复杂网络构建由信息层、指挥控制层和任务层组成的应急救援系统效能评估模型G；
[0010]步骤三、根据应急救援系统信息层、指挥控制层和任务层状态结构变化情况，将应急救援系统效能评估模型G拓展为动态可变的效能评估模型M；
[0011]步骤四、根据应急救援系统效能评估模型分别构建信息层效能指标E
I
、指挥控制层效能指标E
C
、任务层效能指标E
T
，并综合形成应急救援系统整体效能指标E
em
＝{E
I
,E
C
,E
T
}。
[0012]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0013](1)本专利技术通过提出OODA－Multi
‑
Layer分析方法，对应急救援系统工作环节进行了细粒度有效描述和多层级网络化表达；
[0014](2)本专利技术建立了应急救援系统效能评估模型及拓展形成了动态可变的效能评估模型，结合效能指标，可量化评估结构动态变化的应急救援系统效能。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的流程图。
[0016]图2是基于OODA－Multi
‑
Layer分析过程示意图。
[0017]图3是应急救援系统效能评估模型示意图。
[0018]图4是动态可变的效能评估模型示意图。
[0019]图5是OODA分析地震灾后应急救援工作环节图。
[0020]图6是地震灾后急救援系统效能评估模型图。
[0021]图7是地震灾后动态可变的效能评估模型图。
[0022]图8是地震灾后应急救援系统动态变化效能评估结果对比图。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0024]方法的流程图如图1所示，包括以下几个步骤：
[0025]步骤一、通过OODA－Multi
‑
Layer分析方法对应急救援系统分析，O
‑
O
‑
D
‑
A各环节分析结果抽象形成信息层(I)、指挥控制层(C)和任务层(T)。
[0026]按照OODA模型中观察(Observe)、定位(Orient)、决策(Decide)、行动(Act)环节将应急救援系统划分为数据采集、态势认知、决策生成、方案执行4个工作环节，应急救援执行过程为，决策主体依据来自于不同观测节点的数据识别突发事件，通过已采集数据进行态势认知，并根据认知结果以及预案生成决策方案，然后将决策方案传达给任务执行者，监控方案执行情况以及事件变化情况不断进行OODA循环。
[0027]基于OODA对应急救援系统的分析结果，将其抽象整合形成多层级结构。具体方法为，应急救援的观察(Observe)过程(包括数据采集)抽象细化为信息层(I)，定位(Orient)、决策(Decide)过程(包括态势认知、决策生成)整合抽象为指挥控制层(C)，行动(Act)过程(包括方案执行)抽象细化为任务层(T)，O
‑
O
‑
D
‑
A各环节之间的关联相应的变为信息层(I)、指挥控制层(C)和任务层(T)之间的指令传递或信息传递，OODA－Multi
‑
Layer方法的实施流程如图2所示。
[0028]步骤二、利用复杂网络构建由信息层、指挥控制层和任务层组成的应急救援系统效能评估模型G。
[0029]在步骤一建立的信息层、指挥控制层和任务层的基础上，利用复杂网络方法将各层级中的实体或事件抽象为网络的节点，各个实体或事件之间的连接抽象为边；各层级中节点和边都被赋予相应的功能属性，根据各层级网络的规范化表示方式，如表1所示，将步骤一分析得到的多层级结构转换为相互联系的实体或事件组成的应急救援系统效能评估模型G＝{G
I
,G
C
,G
T
}，如图3所示。
[0030]其中信息层网络G...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法，其特征在于，具体过程为：步骤一、通过OODA－Multi
‑
Layer分析方法对应急救援系统进行分析，O
‑
O
‑
D
‑
A各环节分析结果抽象形成信息层(I)、指挥控制层(C)和任务层(T)；步骤二、利用复杂网络构建由信息层、指挥控制层和任务层组成的应急救援系统效能评估模型G；步骤三、根据应急救援系统信息层、指挥控制层和任务层状态结构变化情况，将应急救援系统效能评估模型G拓展为动态可变的效能评估模型M；步骤四、根据应急救援系统效能评估模型分别构建信息层效能指标E
I
、指挥控制层效能指标E
C
、任务层效能指标E
T
，并综合形成应急救援系统整体效能指标E
em
＝{E
I
,E
C
,E
T
}。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中的OODA－Multi
‑
Layer分析方法，具体为：按照OODA模型中观察(O)、定位(O)、决策(D)、行动(A)环节将应急救援系统划分为数据采集、态势认知、决策生成、方案执行4个工作过程，将应急救援的数据采集过程抽象细化为信息层(I)，态势认知和决策生成过程整合抽象为指挥控制层(C)，方案执行过程抽象细化为任务层(T)，应急救援系统被描述为由I、C和T组成的多层级结构，O
‑
O
‑
D
‑
A各环节之间的关联关系相应的变为I、C和T之间的指令传递或信息传递。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中构建应急救援系统效能评估模型G，具体为，在步骤一建立的信息层、指挥控制层和任务层多层级结构基础上，利用复杂网络方法将各层级中的实体或事件抽象为网络的节点，各个实体或事件之间的连接抽象为边，得到由相互联系的实体或事件组成的应急救援系统效能评估模型G＝{G
I
,G
C
,G
T
}，G
I
是信息层网络，G
I
＝(N
I
,e
I
)，N
I
是信息层节点的集合，代表各个信息采集站点，e
I
为信息层节点连边的集合，代表站点的信息交互关系；G
C
为指挥控制层网络，G
C
＝(N
C
,e
C
)，N
C
是指挥控制层节点的集合，表示为决策实体或被控对象，e
C
表示决策实体之间的领导关系以及实体对装备的控制关系的集合；G
T
为任务层网络，G
T
＝(N
T
,e
T
)，N
T
是任务节点的集合，表示目标对象和由其引发的事故而需采取的任务行动，e
T
表示任务之间的关联关系以及顺序；应急救援系统效能评估模型各层间连边L＝{L
a
,L
b
}，信息层与指挥控制层连边集合指挥控制层与任务层连边集合4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中应急救援系统效能评估模型G拓展为动态可变的效能评估模型M，具体为，以步骤二应急救援系统效能评估模型G为初始模型G0，在信息层或指挥控制层或任务层结构发生改变时，在初始模型G0基础上根据节点、连边的增加或减少的变化情况形成结...

【专利技术属性】
技术研发人员：周献中，孙玉胜，孙宇祥，于佳慧，张霄雨，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：