基于多部门协同任务规划的应急决策模型 唐攀 华中科技大学系统工程研究所 2009 年 11 月汇报内容21 1、研究背景、研究背景2 2、应急决策的组织和程序、应急决策的组织和程序3 3、研究内容、研究内容3 3、应用、应用1 问题提出问题提出 31 问题提出问题提出 4 武汉是长江和汉江的交汇造就的一座“因水而生”“以水闻明”的城市。 在长江与汉江交汇的汉口岸，是武汉人熟悉的“龙王庙”，也是武汉三镇版图的几何中心。关于我们关于应急管理的故事从“龙王庙”说起。 这里是历来的险工险段，也是人们烧香拜佛，祈求龙王保护的地方。1931年长江发生大洪水的时候，民国武汉地方政府请了一群和尚做法式。当时没有洪水预报系统，当洪水过来时，那群和尚也被洪水吞没。1 问题提出问题提出 5洪水灾害洪水灾害61 问题提出问题提出 上个世纪，长江发生过，1931年，1954年，1998年三次全流域性洪水。对于生活在长江两岸的人们来说，长江是我们的母亲河。但是，当长江洪水肆虐的时候，她又被称为“洪魔”，无情的剥夺了无数人的生命，给两岸百姓造成了无穷无尽的灾难。其中，1931年大水淹没整个汉口城长达两个月之久死亡33600人。 “万里长江险在荆江”，对于地处荆江河段的湖北或者武汉来说，防洪应急管理是“天大的事”。 71 问题提出问题提出 新中国成立六十年来，在荆江河段修建了荆江分洪工程，加高加固了荆江大堤，建设了举世瞩目的三峡水利枢纽工程，在荆江河段的长江干流和支流上建立了一系列的水利水电工程，用以控制长江洪水。三峡工程三峡工程81 研究背景研究背景荆江大堤荆江大堤荆江分洪工程进洪闸荆江分洪工程进洪闸91 研究背景研究背景 但是现有的工程性措施是抵御长江洪水的基础，但是不够的。开展洪水应急管理，有效组织长江流域特别是荆江河段不同区域政府，不同部门，社会单位和沿岸群众有效开展应急响应工作，调度中央，湖北的一切应急资源参与防洪抢险，才能够从根本上控制洪水，减小洪水造成的损失，真正起到“扶危定倾”“转为为安”的作用。101 研究背景研究背景 这是一场比“淮海战役”规模更大，参与人数更多，更复杂的一场全民与洪水搏斗的战争，如何有效的指挥和协调参与应急响应的各成员高效和有序的开展应急工作是应急管理的关键。 开展应急决策，面对复杂应急态势科学制定应对方案，实现对突发事件的干预和控制，是应急管理工作的基础和核心。资源调度人员转移应 急 决 策方案生成应对方案汇报内容111 1、研究背景、研究背景2 2、应急决策的组织和程序、应急决策的组织和程序3 3、研究内容、研究内容3 3、应用、应用122 应急决策组织和程序应急决策组织和程序 应应急急指指挥挥组组织织框框架架132 应急决策组织和程序应急决策组织和程序 BranchesAir OpsBranchDivisionsGroupsOperations SectionSingle ResourceTask ForceStrike TeamResourcesUnitPlanning SectionDemob.UnitSituationUnitDoc.UnitLogistics SectionSupplyUnitFacilitiesUnitGroundSupportUnitFinance/Admin.SectionTimeUnitCompensationClaims UnitProcurementUnitCost UnitPublic InformationOfficerLiaisonOfficerSafetyOfficerCommun.UnitMedicalUnitFoodUnitServiceBranchSupportBranchUnify Command：Agent 1 representiveAgent2 representiveAgent3 representive事件现场应急组织事件现场应急组织142 应急决策组织和程序应急决策组织和程序 基于规划制基于规划制定应对方案定应对方案的业务过程的业务过程Incident OccurIncident Occur152 应急决策组织和程序应急决策组织和程序 多部门应急决策程序包括以下步骤：1）评估应急态势，应急指挥人员识别应急目标及其优先级，并提出实现目标的战略。同时，各应急响应参与单位提出开展应急响应工作的相关约束条件；2）在分析当前应急态势的基础上，根据建立的目标和战略，各部门应急指挥人员建立应急组织的职责划分，并提出应急组织中各处置单元的战术行动；3）各部门应急指挥人员确定各个处置单元的战术行动和资源需求，并为应急行动分配应急资源；4）现场应急指挥长签署应对方案，并向应急响应参与人员发布方案，各单位应急处置人员根据发布的方案执行应急行动；信息交互多部门协作规划多部门协作规划的应急决策模型的应急决策模型任务规划协调推理部门2应对方案信息交流行动领域知识任务规划协调推理部门i任务规划协调推理部门1任务规划协调推理部门n信息交互应急态势领域知识162 应急决策组织和程序应急决策组织和程序汇报内容171 1、研究背景、研究背景2 2、应急决策的组织和程序、应急决策的组织和程序3 3、研究内容、研究内容4 4、应用、应用18 突发事件应对方案是应急任务，应急之间的逻辑关系和任务的执行实体等要素构成。任务规划和调度模型为制定应对方案提供了一种有效手段。 面向复杂任务的多部门协同规划是参与应急响应的各部门面对应急态势动态变化和应急资源稀缺等特殊约束条件，共同构建应对方案的方法和手段。 3 研究内容研究内容19 知识规划作为一种关于动作的推理，通过选择和组织一组动作，实现预先给定的目标，是理性决策的关键环节,为求解复杂决策问题提供了一种有效方法，能够用以支持应急决策者科学制定应对方案。 在众多知识规划模型中，HTN规划通过基于前提条件的推理，能够选择和组织完成初始任务（目标）一系列应急行动，为应急决策者在复杂应急态势条件下制定应对方案提供了一种有效手段。 3 研究内容研究内容20应急预案模板应急态势应对方案基于预案模板的应急决策任务规划3 研究内容研究内容21 一，多部门协同规划的应急决策模型 HTN规划系统SHOP2是一种基于状态的前序规划模型，在其基础上，嵌入任务分配模型，建立任务规划和调度集成模型。利用基于前提条件和影响的推理技术解决任务的逻辑关系的推理。利用数学优化模型解决任务规划过程的中的任务分配问题，将任务映射到执行的应急队伍。从而开发多部门协同规划模型，为应急决策提供支持。 3 研究内容研究内容22 二，时态HTN规划模型 应对方案中涉及大量并行执行的行动，且应急行动有复杂的时间约束关系。针对SHOP2不能表达任务的时限条件和任务之间的同步关系，且规划结果是线性行动序列等问题，在SHOP2规划系统建立的HTN规划框架下建立任务时态条件的表达模型和任务分解算法，研究时态增强的HTN规划模型。 3 研究内容研究内容23 三，资源受限条件下的应急任务规划模型 资源受限是应急响应环境关键特征之一，应急响应过程中应急决策者不能解决执行应急组织完成所有应急任务。在对应急任务进行分级的基础上，开发应急任务分解过程的搜索算法，建立资源受限条件下的应急任务规划模型。 3 研究内容研究内容汇报内容241 1、研究背景、研究背景2 2、应急决策的组织和程序、应急决策的组织和程序3 3、研究内容、研究内容4 4、应用、应用25 以三峡洪水灾害应急响应过程为背景构建多部门应急决策模型。4. 应用应用26(:method (emergencyrespose A)(:method (emergencyrespose A) (emergency-happen E1 ?loc-to) (emergency-happen E1 ?loc-to) (transport Stone) (!pop Stone) (transport Stone) (!pop Stone) (emergency-happen E2 ?loc-to) (emergency-happen E2 ?loc-to) (unorderd: (transport (unorderd: (transport Concrete)(transport SteerWire)Concrete)(transport SteerWire) (!combine Concrete IrionWire ?loc-to) (!combine Concrete IrionWire ?loc-to) (!pop Combo ?loc-to) (!pop Combo ?loc-to) )洪灾应急处置领域知识描述模型4. 4. 应用应用领域知识模型：领域知识模型：27(defproblem problem floodresponse(defproblem problem floodresponse ( ( (emergency-happen E1 Loc1-1) (emergency-happen E1 Loc1-1) (material-at Stone Loc2-1) (material-at Stone Loc2-1) (material-at Sandbag Loc2-2) (material-at Sandbag Loc2-2) (material-at Concrete Loc2-3) (material-at Concrete Loc2-3) (material-at IrionWire Loc2-4) (material-at IrionWire Loc2-4) (truck-at Truck1 Loc3-1) (truck-at Truck1 Loc3-1) (free Truck1) (free Truck1) ) ) ( ( (emergencyresponse A) (emergencyresponse A) ) ) )问题模型：问题模型：4. 4. 应用应用284. 4. 应用应用294. 4. 应用应用敬请各位批评指导敬请各位批评指导谢谢谢谢！