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考慮應急效果和應急成本的突發事件應急預案選擇方法

文檔作者：曹萍萍1李銘洋2李永海3 文檔來源： 1．中國刑事警察學院基礎教研部 2．遼寧大學商學院 3．河南工業大學		點擊數：	更新時間： 2021年07月21日
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DOI：10 3969d issn 1003—1 154，2016 03 03
考慮應急效果和應急成本的
突發事件應急預案選擇方法
口曹萍萍1李銘洋2李永海3
(1．中國刑事警察學院基礎教研部，遼寧沈陽110854；2．遼寧大學商學院，遼寧沈陽110136；
3．河南工業大學管理學院，河南鄭州450052)
【摘要】針對突發事件的應急預案選擇問題，提出了一種預案選擇方法。通過計算目標案例與歷史案例的相似度，以
及標準化應急實施效果和標準化應急成本，利用基于案例的決策理論思想，計算出備選應急方案的綜合評價值，并
據此選擇當前應急問題的應急預案。
[關鍵詞】突發事件；應急預案；歷史案例；目標案例；相似度
【中圖分類號】X928．02；C934 [文獻標識碼】A【文章編號】1003—1154(2016)03～0102—03
突發事件通常是指可能造成重大人員傷亡、財產
損失、生態環境破壞和嚴重社會危害的突然發生的緊
急事件D,2I。在突發事件應急預案制定過程中，決策者
若能借鑒突發事件的相似歷史案例，綜合考慮當前突
發事件與歷史案例中突發事件的相似程度、歷史案例
中的應急行動方案與應急效果，從而選擇出最優的突
發事件應急預案，具有一定的理論意義和現實意義。
鑒于此，本文借助基于案例的決策理論(CBDT：Case—
Based Decision Theory)【31的思想，給出了一種突發事件
應急預案選擇方法。
問題描述
為敘述方便，記肘=n 2，，m}，N={l?2，Ⅳ)，H』l?2，^)，
G=／1,2?g)，F={1?2，，}，S={1?2．，s}。本文是基于案例決策
理論的思想來研究應急預案的選擇方法，所提及的案例
分為兩類，一類是歷史案例，即為存儲在案例庫中可被
用來輔助決策的案例：另一類是目標案例，即為基于當
前的應急問題和其可采取的備選應急方案而設定的虛擬
案例。為便于表示，采用二元組來刻畫案例，即歷史
案例=(應急問題，應急行動方案)，目標案例=(應
急問題，備選應急方案)。設z={(月，A．)，(最，4)?，(e，4))
表示由n個歷史案例構成的歷史案例集，其中(e，4)表
示第，個歷史案例，P和A，分別表示歷史案例(只，Aj)的應
急問題和應急行動方案，／eN。設一表示面對應急問題
P，采取應急行動方案爿，后的應急實施效果，，5N。
設三：{(尸?，五)，(Jp?，互)?，(尸?，互))表示基于。個備選應
急方案而構成的目標案例集，其中(|p?，五)，表示第i個
目標案例，P””表示當前的應急問題，五表示解決問題
尸””的第f個備選應急方案，i；M。另記vJ表示采取備
選應急方案五來解決問題P””的應急成本。若要準確地
描述一個應急問題，通常需要刻畫該問題關于多個方面
的特征，本文將這種用來描述應急問題的問題特征稱
為描述特征。例如，對于人群聚集區域的應急疏散問
題，所涉及的描述特征包括聚集場所類型、人群密度、
人群恐慌程度、疏散通道數量等。類似地，同樣采用
描述特征來刻畫應急行動方案或備選應急方案。設
c’：科，《?《)表示應急問題的描述特征集，其中算表
示應急問題的第／個描述特征，，eH；，．，’=(吖，嵋，．．，《)
表示應急問題的描述特征的權重向量，其中叫表示描
述特征口的權重或重要程度，滿足Ⅳ≥0且乙川21。記
c，P=(《哪CP，．，《)表示弓針對應急問題的描述特征值向量，
其中C，P表示應急問題只在描述特征下的描述特征值，
，∈N，，∈Ⅳ：c二。=(《。．，《。：，?qP。一)表示針對當前的應急
問題尸?的描述特征值向量，其中c二。，表示應急問題P?
在描述特征C『下的描述特征值，f。Ⅳ。
設C4=(吖，掣，?C)表示應急行動方案和備選應
急方案的描述特征集，其中《表示第k個描述特征，
七∈G；’．，。=(wA，以?．，以)表示應急行動方案或備選應
【基金項目】國家自然科學基金資助項目(71503266)；遼寧省社會科學規劃基金項目(L14CGL042)；中央高校基本科研業務費重大項目培
育計劃項目．
匝雷管理現代化
萬方數據
急方案的描述特征的權重向量，其中嵋表示描述特征
口的權重或重要程度，滿足以≥0且藝《=1。記c?=
(c：，c磊，?c：)表示針對應急行動方案爿，的屬性值向量，
其中c：表示應急行動方案A，在描述特征下的描述特征
值，J∈N，k∈G；可=(哥，mc。A?髫)表示針對備選應急
方案五的描述特征值向量，其中刁表示備選應急方案
五在描述特征掣下的描述特征值，i∈M，k∈G。
基于上面的論述，本文要解決的問題是：針對當
前的應急問題Pmw，依據歷史案例與目標案例所涉及
的應急問題、應急行動方案和各選應急方案的描述特
征值和描述特征權重，以及應急行動方案的實施效果
和應急成本等，通過某種決策分析方法為當前的應急
問題選擇一個最優的應急預案。
當口的描述特征值為符號型時，simA(五，4)的計
算公式為
sim?c互，4，={：，若--；A≠：cCiA，i∈^，，，∈Ⅳ，七∈G c5，
將針對各描述特征的相似度sfm?(4，Aj)進行集
結，可得到備選應急方案互與應急行動方案4的相似度
sim。(五，Aj)，其計算公式為
咖“(五，As)2薈q州互，彳九f∈M，／∈Ⅳ(6)
進一步地，將應急問題的相似度Ji聊’(尸””，P)和方
案的相似度sim。(互，4)進行集結，得至螟標案例(尸?，互)
與歷史案例(P，Aj)的相似度sim((P”?，4)，(尸『，Aj))，其計
算公式為
二、突發事件應急預案選擇方法sim((P?，互)，(e，4))=扛而面萬面麗，
為了解決上述問題，下面給出一種基于案例決策
理論的應急預案選擇方法。在該方法中，首先計算目
標案例與歷史案例的相似度，然后計算出可作為應急
預案的備選應急方案的綜合評價值，從而將最優的備
選應急方案作為解決當前應急問題的應急預案。
(一)目標案例與歷史案例的相似度計算
首先針對目標案例(P””，4)與歷史案例(弓，Aj)，
計算關于問題的相似度。這里將針對應急問題的描述特
征口，P””與0的相似度記為sim，e(P””，PJ)，『∈H。
當口的描述特征值為數值型時，simte(P?，只)的計算
公式為
I，P一，’I
“％PFnow引_l一忑意≥茄麗，
-，∈Ⅳ，f∈H
(1)
當口的描述特征值為符號型時，sim：(P?，e)的
計算公式為r． ， ，
sim_：D(p?，e)2{：，。CjP!：：一。；P，J∈Ⅳ，，∈H (2)
將針對各描述特征的相似度sf研i(P””，PJ)進行集
結，可得到應急問題P?與P的相似度sim’(P””，0)，
其計算公式為
。
sim’(P～，e)=ΣⅣsim，e(P?，e)，J∈N (3)
然后，針對目標案例(P””，五)與歷史案例(PJ，爿，)，
計算關于方案的相似度，即備選應急方案與應急行
動方案的相似度。這里將針對方案的描述特征口，
互與A，的相似度記為S"。A(4，Aj)， k∈G。當口的
描述特征值為數值型時，sim?(4，A，)的計算公式為
si聊?(4，Aj)=1一
ii—cAJk
max{I蠆?一c且A Ili∈M，．，∈Ⅳ)’
i∈M，J∈N，k∈G (4)
i∈M，J∈N (7)
(二)應急預案綜合評價值的計算
首先，對歷史案例的應急實施效果評價值進行標
準化處理。若應急實施效果為0語言短語形式，設其
屬于r粒度語言短語集s(”，即r．∈∥)。記∥)的下標
序號集合為T={l，2，?，f)，r．的下標序號seq(5)為，
seq(ry)∈T，則l的標準化計算公式為
F=seq(rj)／max{seq(rj)}，J∈N (8)
若應急實施效果0為評分值形式，則廠，的標準化
計算公式為
F=r maxr．，J∈N (9)
然后，對備選應急方案4的應急成本V進行標準
化處理。v．屬于成本型指標，在應急效果一定的前提下，
人們總是希望Pi越小越好，故其標準化計算公式為
瓦=minv．v．，i∈M (10)
進一步地，綜合考慮歷史案例(P，Aj)的應急實施
效果F和備選應急方案4的應急成本U，計算出備選
應急方案五的綜合評價值“(4)，其計算公式為
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，口表示決策者對備選方案應急成本的關注
程度，滿足0≤口≤l。口越大，則表明決策者對備選方
案應急成本的關注程度越高。顯然，“(4)越大，表示
備選應急方案的綜合效果越好。因此，依據“(4)的大小，
可選擇最優的備選應急方案作為解決當前應急問題的
應急預案。
三、算例
下面考慮一個應對臺風登陸的應急預案制定問題。
某縣政府應急辦為制定一個適合該縣情況的臺風應急
預案，收集了數十個應對臺風登陸的歷史案例，通過
201 6年第3期固
萬方數據
初步挑選與篩查，留下了10個歷史案例作為決策參考。
在對這些案例進行分析的基礎上，確定了案例所屬的
應急問題包括6個描述特征：臺風類型(口)、持續時
間(g，單位：天)、中心氣壓(凹，單位：百帕)、
最大風速(凹，單位：米／秒)、中心風力(口，單位：
級)、登陸地人口密度(口，單位：人／平方千米)；
應急行動方案和備選應急方案包括6個描述特征：需
要實施轉移的人員數(口)、參與應急救援人數(掣)、
預撥搶險救援物資費用(口，單位：萬元)、是否需要
停工停課(口)、水庫的預排預泄量(掣，單位：萬
立方米)和實施多部門聯動級別(口)。該縣政府通過
聘請領域專家進行評判，確定出應急問題的描述特征
的權重向量為(0．10，0．20，0．20，0．15，0．15，0．20)，方
案的描述特征的權重向量為WA：(0．15，0．20，0．20，0．15，
0．20，0．10)，并初步擬定了3個可作為應急預案的備選
應急方案互、互和互，各備選應急方案的總的應急成
本(單位：萬元)向量為(V1，屹，V3)=(38，44，49)。
表1應急問題的描述特征值
案例
旬題的描述特征
C： Ci C； c： C； C：
(舅，A1) 熱帶風暴5 995 19 8 301
(昱，4) 臺風5 960 35 13 440
(只，A3) 強熱帶風暴7 985 26 10 391
(只，A4) 強熱帶風暴6 980 29 ll 400
(只，4) 熱帶風暴5 992 23 9 172
(只，以) 臺風5 975 37 12 570
(只，4) 強熱帶風暴6 986 25 10 390
(只，4) 熱帶風暴4 994 20 8 510
(B，4) 強熱帶風暴6 982 28 1l 290
(置o，AIo) 臺風4 970 34 12 455
((譬ij磊)) 強熱帶風暴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歷史案例中應急行動方案Aj的實施效果評分值‘
表1給出了應急問題的描述特征值，表2給出了
方案的描述特征值，表3給出了歷史案例中應急行動
方案的實施效果評分值。為選擇最優的備選應急方案
作為應急預案，下面給出依據本文提出方法的部分計
算過程與結果。
依據式(1)一(6)，可計算出應急問題P?與只
(，=l，2，?，10)的相似度sim’(P?，e)，以及備選應急方
案4(i=1，2，3)與應急行動方案彳i(，=1州2．-，10)的
相似度sim。(4，Aj)；進一步地，依據式(7)，可計算
出目標案例(P?，4)(i：1，2，3)與歷史案例(只，A，)
(J=1，2，?，10)的相似度sim((P?，互)，(P『，Aj))，其計算
結果如表4所示。
表4目標案例(P?，4)與歷史案例(弓，4)的相似度
sim((P?，互)，(0，4))
目標
應急行動方案
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
進一步地，依據式(9)，將歷史案例(e，4)
(J=I一2一，10)的應急實施效果‘進行標準化處理，得到
標準化應急實施效果-，其計算結果如表5所示。
表5標準化應急實施效果弓
『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
依據式(10)，可計算出標準化應急成本為瓦=1，
砭=O．8636，E=0．7755。
最后，依據式(11)，均衡考慮應急成本和應急效
果，取a=0．5，計算出備選應急方案五的綜合評價值為
“(4)20．9635，“(4)=o．8954，“(A3)=o．8500。由于
“(4)>“(4)>“(4)，因此應將各選應急方案五確定為應急
預案。
【參考文獻】
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