1、基金項(xiàng)目 :國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 “ 新興電子商務(wù)參與者行為規(guī)律研究” (編號(hào) :70890081 ; 國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀創(chuàng)新群體項(xiàng)目 “新經(jīng)濟(jì)環(huán)境下 組織變革與管理創(chuàng)新研究”(編號(hào) :70121001 。 作者簡(jiǎn)介 :秦軍昌 , 男 ,1975年生 , 博士生 , 研究方向?yàn)檫\(yùn)籌與應(yīng)急運(yùn)作等 ; 王刊良 , 男 ,1966年生 , 教授 , 博士生導(dǎo)師 , 研究方向?yàn)闆Q策分析、 信息 技術(shù)與組織行為等。 情報(bào)技術(shù)應(yīng)急管理中的決策支持系統(tǒng)研究3A Study of Decision Support System for Emergency Management秦軍昌 王刊良(西安交通大學(xué)管理

2、學(xué)院 西安 710049摘 要 在復(fù)雜的應(yīng)急決策環(huán)境下 , 利用現(xiàn)代信息技術(shù)不僅能提高決策的效率還可顯著地改善決策的質(zhì)量 。 為此 , 根 據(jù)應(yīng)急運(yùn)作流程一體化的特點(diǎn) , 提出了具體的應(yīng)急決策任務(wù) , 并依據(jù)其影響時(shí)限 , 劃分為戰(zhàn)略 、 戰(zhàn)術(shù)和運(yùn)營(yíng)三類 ; 按照 決策支持系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的要求 , 實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的概要設(shè)計(jì) ; 對(duì)關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析 。 關(guān)鍵詞 決策科學(xué) 應(yīng)急管理 決策支持系統(tǒng) 概要設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào) O122 “ 情報(bào)分析” 是決策過(guò)程的重要環(huán)節(jié)和起點(diǎn) 1首先 , 是復(fù)雜的 , 、 地點(diǎn) 、 類型和危 害程度具有高的不確定性2; 其次 , 災(zāi)害事件影響的 “ 易受體”的復(fù)雜性

3、 , 也即災(zāi)害發(fā)生對(duì)周邊人和物的損害方式和程度的 不確定性 ; 最后 , 應(yīng)急組織體系的復(fù)雜性 , 具體表現(xiàn)在 “橫向” 的多 “ 實(shí)體” 和 “ 縱向” 的上下級(jí) “ 部門(mén)” 的動(dòng)態(tài)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu) 。所以應(yīng)急管理中的決策任務(wù)是復(fù)雜的 。大體呈以下特 點(diǎn) :a.決策問(wèn)題結(jié)構(gòu)包括更多的非程序化的因素 ;b. 決策者面 臨嚴(yán)重的決策時(shí)間和決策后果壓力 ;c. 應(yīng)急 “信息過(guò)溢” 和多 決策主體協(xié)作 。 由此可見(jiàn) , 為提高改善應(yīng)急決策的效率和質(zhì) 量 , 利用現(xiàn)代 “ IT ” 技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)輔助決策不僅是重要的且更 是必需的 。 以下是本研究有關(guān)文獻(xiàn)的簡(jiǎn)單回顧 。早在 1985年 Petak 就指出了基于

4、流程與系統(tǒng)化的管理 模式對(duì)應(yīng)急管理的重要性 3;Cosgrave , 在分析應(yīng)急管理環(huán)境 特點(diǎn)的基礎(chǔ)上 , 規(guī)范了應(yīng)急決策任務(wù)的流程 , 并給出了一些簡(jiǎn) 單的決策規(guī)則4。 在國(guó)內(nèi) , 范維澄從宏觀的視角 , 按照復(fù)雜系統(tǒng)的有關(guān)理論分析了應(yīng)急管理體系存在的重大科學(xué)問(wèn)題 , 并 指出了將來(lái)研究的方向 5; 高艷磊等 , 針對(duì)某化工企業(yè)的應(yīng)急 業(yè)務(wù)需求 , 提出了基于 C/S 與 B/C 相結(jié)合的企業(yè)應(yīng)急管理系 統(tǒng) 6; 黃河 , 從應(yīng)急事件中對(duì)物資管理的角度 , 探討了信息技 術(shù)在應(yīng)急物流體系建設(shè)中的作用7。 以上文獻(xiàn)雖然從不同角度豐富了應(yīng)急管理的相關(guān)研究工作 , 但就如何依據(jù)較成熟的 應(yīng)急運(yùn)作流

5、程模式 , 利用相應(yīng)的信息技術(shù)改善應(yīng)急決策方面 的工作是欠缺的 。為此本研究的主要目的是 :著眼于以提高和改善應(yīng)急管(DSS , 應(yīng)用于應(yīng)急運(yùn)作管理中 。以下的 主要內(nèi)容是 :在系統(tǒng)分析應(yīng)急管理運(yùn)作流程的基礎(chǔ)上 , 提出了 相應(yīng)的應(yīng)急決策任務(wù)并設(shè)計(jì)了應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的概要結(jié) 構(gòu) 。1 應(yīng)急決策任務(wù)分析美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理署 (FEMA 提出了包括緩解 、 預(yù)案 、 響 應(yīng)及恢復(fù)四個(gè)階段的應(yīng)急管理運(yùn)作流程 8, 不僅得到了學(xué)術(shù) 界的普遍認(rèn)可也在實(shí)踐中發(fā)揮了重要的作用 。 本節(jié)從系統(tǒng)的 觀點(diǎn) , 先考察了每個(gè)階段的運(yùn)作特點(diǎn) , 然后重點(diǎn)分析各個(gè)階段 之間的依存關(guān)系 。 此外 , 提出了應(yīng)急決策任務(wù)并根

6、據(jù)其時(shí)效 和問(wèn)題結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類 。 1. 1 一體化的應(yīng)急運(yùn)作流程 緩解階段 :決策者先識(shí)別在 其負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的危險(xiǎn)源 , 這主要包括公共安全領(lǐng)域 、 公共衛(wèi)生 領(lǐng)域 、 生產(chǎn)安全領(lǐng)域以及自然災(zāi)害范圍內(nèi)可能存在引發(fā)不良 后果的人與物的各類因素等 。 當(dāng)重大災(zāi)害發(fā)生時(shí)常會(huì)引發(fā)次 生災(zāi)害 , 因此需要多個(gè)危險(xiǎn)源的協(xié)同辨識(shí) ; 對(duì)潛在危險(xiǎn)源的風(fēng) 險(xiǎn)評(píng)估 , 危險(xiǎn)源的存在在客觀上是難以避免 (特別是自然災(zāi) 害 , 故對(duì)其所在區(qū)域的人和物等面臨的危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估是很重 要的 ; 最后是監(jiān)控與預(yù)防 , 從危險(xiǎn)源到實(shí)質(zhì)的災(zāi)害發(fā)生是需要 若干內(nèi)在和外在條件因素所決定的事故發(fā)生存在的 “因果 鏈” , 顯然對(duì)這些主要因

7、素加強(qiáng)監(jiān)控是必需的 。在此基礎(chǔ)上 , 如何從法律 、 政策 , 制度乃至教育層面切斷事故發(fā)生的因果鏈 是避免和預(yù)防應(yīng)急事件發(fā)生的重要保障 。 最后是實(shí)時(shí)給出危 險(xiǎn)源的預(yù)警信息 。預(yù)案階段 :災(zāi)害的發(fā)生是必然的 , 因此進(jìn)行 “ 未雨綢繆” 的J o ur nal of Inf or m a ti o n No. 12,2008 情報(bào)雜志 2008年第 12期各類預(yù)案設(shè)計(jì)和演練是有效響應(yīng)災(zāi)害的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 9。 預(yù)案重 要的目的是告訴各類應(yīng)急人員在什么樣的應(yīng)急環(huán)境下 , 由什 么樣的人 , 用什么樣的物 , 按照什么樣的方式 , 去完成什么樣 任務(wù)的流程和步驟 。因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)災(zāi)害發(fā)生的不確定性 , 預(yù)案

8、大 多只能夠解決一些定性的問(wèn)題 , 而無(wú)法應(yīng)對(duì)量化的問(wèn)題 。此 外 , 預(yù)案不僅確定了應(yīng)急演練的具體范式 , 也能夠起到培訓(xùn)和 鍛煉應(yīng)急人員響應(yīng)災(zāi)害的能力 。響應(yīng)階段 :當(dāng)災(zāi)害實(shí)際發(fā)生后 , 就進(jìn)入了應(yīng)急響應(yīng)階段 。 通過(guò)預(yù)案和具體的應(yīng)急需求信息 , 應(yīng)急管理人員就可以制定 具體的應(yīng)急行動(dòng) 。 在此階段時(shí)間是最為寶貴的 , 管理者的決 策必須面對(duì)很大的時(shí)間壓力 。 因?yàn)?zāi)害的復(fù)雜性不僅需要多個(gè) 部門(mén)的協(xié)同 , 還會(huì)因 “ 部門(mén)利益” 存在一定的沖突 , 使得決策的 后果更為多變 , 決策過(guò)程更為復(fù)雜 。恢復(fù)階段 :這一階段包括災(zāi)后損失評(píng)估 , 臨時(shí)性的救助措 施以及長(zhǎng)期的恢復(fù)重建計(jì)劃 , 這樣的

9、救助不僅包含建筑物 、 生 產(chǎn)和生活設(shè)施的重建 , 而且包括相關(guān)人員的心理疏導(dǎo)計(jì)劃等 。 此外 ,之一 。一體化 : , 而危險(xiǎn)源和易受災(zāi)體的準(zhǔn)確分析關(guān)系到預(yù)案的質(zhì)量 。同時(shí) , 經(jīng)驗(yàn)表明切實(shí)可行的預(yù)案是提高改善應(yīng)急響應(yīng)效率和質(zhì)量的 最重要的保障 。 最后 , 響應(yīng)和恢復(fù)階段的輸出直接反饋到緩 解和預(yù)案階段 , 以便補(bǔ)充和完善這兩個(gè)階段的工作任務(wù) 。 1. 2 決策任務(wù)及分類 按照決策結(jié)果影響的時(shí)效 , 由長(zhǎng)到 短可以分為戰(zhàn)略 、 戰(zhàn)術(shù)和運(yùn)營(yíng)三個(gè)層次 。 按這個(gè)次序 , 決策問(wèn) 題的結(jié)構(gòu)從非結(jié)構(gòu)化到結(jié)構(gòu)化過(guò)渡 , 且決策人員的管理角色 也從高級(jí)到中低級(jí)轉(zhuǎn)變 。依據(jù)上述決策類型 , 結(jié)合應(yīng)急運(yùn)作

10、 流程模式 , 分析具體的決策任務(wù) , 以下是具體結(jié)果 。決策層 :預(yù)防策略 , 比如建筑法規(guī)中的抗震標(biāo)準(zhǔn) 、 消防標(biāo) 準(zhǔn)等 , 它們具體回答什么樣的法律 、 政策和制度能夠緩解應(yīng)急 事件危害程度 ; 應(yīng)急物資和設(shè)施規(guī)劃 , 根據(jù)本地區(qū)應(yīng)急需求信 息 , 規(guī)劃應(yīng)急所需的物資和應(yīng)急設(shè)施的地址與能力計(jì)劃等 ; 災(zāi) 后長(zhǎng)期重建計(jì)劃的制訂 。戰(zhàn)術(shù)層 :危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) , 具體是對(duì)事故發(fā)生概率和造成 不良后果程度的估計(jì) ; 詳細(xì)預(yù)案的制訂 , 包括從事故發(fā)生起到 終止所需的各類響應(yīng)的詳細(xì)措施 , 具體表現(xiàn)為災(zāi)害發(fā)生后 , 隨 時(shí)間的變化 , 各類人員用各類物資完成的具體活動(dòng) ; 演練計(jì)劃 制訂 , 是按

11、照預(yù)案的程序 , 培訓(xùn)和提高各級(jí)應(yīng)急管理人員和群 眾的應(yīng)急響應(yīng)能力 ; 此外 , 與災(zāi)害的斗爭(zhēng)最終勝利 , 既要靠專 業(yè)人員隊(duì)伍的建設(shè) , 更要有應(yīng)急物資的支持 , 故保持不同地點(diǎn) 不同種類的應(yīng)急物資庫(kù)存水平是必需的 , 這就涉及到應(yīng)急物 資的庫(kù)存管理 。運(yùn)作層 :危險(xiǎn)源的實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警 , 采用各類技術(shù)手段獲 取危險(xiǎn)源及周邊區(qū)域的狀態(tài)信息 , 并按照評(píng)估程序給出相應(yīng) 的預(yù)警信息 ; 應(yīng)急資源的分配計(jì)劃 , 包括在實(shí)際響應(yīng)和恢復(fù)階 段 , 按照災(zāi)害的需求信息 , 并結(jié)合相應(yīng)的資源信息 , 實(shí)現(xiàn)物資 、 設(shè)備和人員的分配計(jì)劃 ; 響應(yīng)調(diào)度計(jì)劃 , 有了分配計(jì)劃就需要 在一定時(shí)間和運(yùn)輸條件的約束下

12、 , 優(yōu)化制訂具體的調(diào)度方案 ; 受災(zāi)人員救助和撤退方案 , 即根據(jù)災(zāi)害事故的危害程度和環(huán) 境條件 , 提供具體的傷員救助計(jì)劃與普通人員的疏散計(jì)劃 。2 應(yīng)急決策支持系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì) 2. 1 決策支持系統(tǒng) DSS 是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的信息系統(tǒng) , 它采用交互式的方式 , 為管理者和專業(yè)人員的決策提供信息 支持 11。 它主要由四個(gè)部分組成 :一是各類專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù) , 為 決策提供數(shù)據(jù)支持 ; 二是決策者的觀點(diǎn)和判斷 , 以此彌補(bǔ)完善 用計(jì)算機(jī)無(wú)法獲取的信息 ; 三是人機(jī)交互部分 , 主要是為決策 者提供可視化的交互手段 , 以便支持對(duì)缺乏結(jié)構(gòu)的問(wèn)題的建 模支持 ; 四是分析模型 , 具體是情景分析

13、 、 靈敏度分析 、 目標(biāo)搜 索分析和優(yōu)化分析 。顯然 DSS 與傳統(tǒng)管理信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在于分析模 型 。 對(duì)于分析模型 , 、 。 就數(shù)學(xué)模型 , 因此在應(yīng)急管理的框架下各類分析模型的準(zhǔn)確建立直接關(guān)系 DSS 系統(tǒng)的成敗 。從管理的視角 , 應(yīng)急管理系統(tǒng)是一個(gè)包括各類設(shè)施規(guī)劃 、 資源 (人和物 的分配和調(diào)度的決策系統(tǒng) , 決策的目標(biāo)就是最 小化應(yīng)急災(zāi)害損失 。而 DSS 是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輔助決策功能的重 要技術(shù)手段 。 所以結(jié)合 DSS 技術(shù) , 應(yīng)急管理系統(tǒng)就真正成為 一個(gè)人機(jī)交互的決策系統(tǒng) 。 2. 2 概要設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)架起了需求和實(shí)現(xiàn)的橋 梁 12。 一個(gè)良好的概要設(shè)計(jì)結(jié)果是系

14、統(tǒng)成功實(shí)施的重要保 障 。 按照 DSS 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 , 詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)果如下 (參照?qǐng)D 1 :a. 數(shù)據(jù)庫(kù) 。 決策的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù) 。在應(yīng)急管理系統(tǒng)中 , 主 要數(shù)據(jù)庫(kù)有 , 含各類自然 、 生產(chǎn)領(lǐng)域和公共安全領(lǐng)域的危險(xiǎn)源 數(shù)據(jù) ; 環(huán)境變量數(shù)據(jù)庫(kù) , 是指危險(xiǎn)源周邊的環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù) , 比 如人口 、 天氣 、 建筑物等信息 ; 應(yīng)急人員資料 , 包括各級(jí)管理人 員 、 專業(yè)隊(duì)伍人員 、 警力信息等 ; 應(yīng)急設(shè)施 , 包括醫(yī)療 、 消防 、 公 安等信息 ; 應(yīng)急物資數(shù)據(jù) , 包括預(yù)防性 、 響應(yīng)性和恢復(fù)性的資 料數(shù)據(jù) 。b. 數(shù)據(jù)管理 。 包括數(shù)據(jù)庫(kù)整體概要視圖和用戶視圖的管 理 。 支持各

15、類數(shù)據(jù)查詢 、 更新 、 報(bào)表輸出等功能并為模型提供 數(shù)據(jù)輸入 。c. 分析模型 。 按照決策問(wèn)題的結(jié)構(gòu)狀況 , 可分為數(shù)學(xué)優(yōu) 化模型 、 數(shù)據(jù)分析模型 、 仿真模型并依次支持結(jié)構(gòu)化 、 半結(jié)構(gòu) 化和非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的輔助決策 。對(duì)于數(shù)學(xué)模型 , 它應(yīng)提供標(biāo) 準(zhǔn)的確定性 、 概率 、 模糊等種類的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型 ; 數(shù)據(jù)分析模 型 , 主要是支持知識(shí)發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)挖掘模型 ; 仿真模型 , 主要是 對(duì)于非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序仿真 , 典型的是離散動(dòng)態(tài)事 件系統(tǒng)等 。e. 接口部分 。 為用戶提供良好的交互式接口 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn) 題構(gòu)建過(guò)程的支持 。具體的包括應(yīng)急管理中的戰(zhàn)略 、 戰(zhàn)術(shù)和情報(bào)雜志 2008

16、年第 12期 J o ur nal of Inf or m a ti o n No. 12,2008運(yùn)營(yíng)層的各類決策任務(wù) 。 這與 1. 2節(jié)的決策任務(wù)是對(duì)應(yīng)的 。圖 1 應(yīng)急管理中的 DSS 概要設(shè)計(jì)圖3 關(guān)鍵技術(shù)分析DSS 關(guān)鍵組成部分是模型庫(kù)和數(shù)據(jù)及人機(jī)接口 。下面針對(duì)應(yīng)急決策環(huán)境的特點(diǎn) , 分析其實(shí)現(xiàn)的途徑 。 311 模型部分 應(yīng)急環(huán)境下 , 大多決策任務(wù)是不確定性 的 。 因此針對(duì)決策者的風(fēng)險(xiǎn)偏好 , 應(yīng)提供不同支持的不確定 性模型 , 比如針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)中立者提供期望值模型 , 對(duì)風(fēng)險(xiǎn)偏好者 提供樂(lè)觀值模型而對(duì)風(fēng)險(xiǎn)厭惡者提供悲觀值模型等 ; 而受決 策時(shí)間約束 , 也影響了模型求解方法

17、的選擇 。對(duì)于大多數(shù)應(yīng) 急決策模型 , 對(duì)非確定問(wèn)題的求解一般是轉(zhuǎn)化為確定性模型 實(shí)現(xiàn)的 。 而按照計(jì)算復(fù)雜性理論 , 這些確定性問(wèn)題是有 “難” 和 “ 易” 的區(qū)別的 13, 對(duì)于復(fù)雜的難問(wèn)題一般在短時(shí)間的求解 是需要提供近似算法 , 這就需要系統(tǒng)提供一些現(xiàn)代優(yōu)化方法 , 比如進(jìn)化算法 、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的啟發(fā)式方法等支 持 ; 而對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的容易問(wèn)題 , 就需要提供精確算法的支持 。 此外 , 對(duì)于數(shù)據(jù)分析模型 , 應(yīng)該提供相應(yīng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)構(gòu)建的支 持 。 并在此基礎(chǔ)上 , 提供若干數(shù)據(jù)挖掘模型 , 常見(jiàn)的有關(guān)聯(lián)規(guī) 則 、 分類 、 聚類和預(yù)測(cè)等 。 312 數(shù)據(jù)與人機(jī)接口 事故發(fā)生

18、時(shí)間和地點(diǎn)和需求的不 確定性 , 使得難以用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理模式來(lái)標(biāo)記這些信息 。因此結(jié)合直觀和可視化的要求 , 選擇專業(yè)的地理信息系統(tǒng)軟件平臺(tái)是必要的 。且災(zāi)害附近的空間分析功能對(duì) 于事故現(xiàn)場(chǎng)的信息分析也是至重要的 , 比如大規(guī)模 地震 、 水災(zāi)等發(fā)生后 , 對(duì)受災(zāi)范圍和強(qiáng)度的信息需 求 , 綜合利用 GIS , 遙感和全球定位等技術(shù)就可以 方便獲取 。 問(wèn)題的構(gòu)建是需要人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)的 , 因 此提供基于 “ 假如 則 ” 等方式的情景分析 , 參數(shù)靈敏度分析 , 決策目標(biāo)和約束條件構(gòu)造的柔性 和健壯性等功能也是必要的 。4 結(jié)束語(yǔ)本文的主要貢獻(xiàn)有如下 三 方 面 :首 先 , 在 對(duì)FEMA

19、 的應(yīng)急運(yùn)作流程分析的基礎(chǔ)上 , 基于系統(tǒng)的觀點(diǎn)提出了應(yīng)急決策的主要任務(wù) ; 其次 , 結(jié)合 DSS 的特點(diǎn) , ; 最后 , 對(duì)若干技術(shù) 。DSS 開(kāi)發(fā) 、 設(shè)計(jì) 。同時(shí) , 從宏觀的 視角對(duì)從事應(yīng)急工作的管理者提供了一個(gè)整體分 析框架 , 有助于改善他們的決策質(zhì)量 。進(jìn)一步的工 作是 , 在物理上實(shí)現(xiàn)概要系統(tǒng)的原型 , 并重點(diǎn)分析 和改進(jìn)相關(guān)的應(yīng)急決策模型 。參 考 文 獻(xiàn)1 Scott Plous 著 ; 施俊琦 , 王星譯 . 決策與判斷 M .北京 :人民郵電出版社 ,2004:5-62 McEntire , D. A. Triggering Agents , Vulnerabili

20、ties andDisaster Reduction :Towards a Holistic ParadigmJ.Dis 2aster Prevention and Management ,2001,10(3 :189-963 William J. Petak . Emergency Management :A Challenge for PublicAdministrationJ.Public Administration. 1985, Special :48(2 :3-74 John Cosgrave. Decision Making in EmergenciesJ.Disaster Preven 2tion and Management ,1996,5(4 :25-285 范維澄 . 國(guó)家突發(fā)公共事件應(yīng)急應(yīng)急管理中科學(xué)問(wèn)題的思考和建議 J.2007(2 :71-