适应灾害时空后果的预案体系有效性及其评估研究

非常规突发事件引发的灾害后果可分为人员伤亡、工程设施损坏及次生灾害，它们因事件发生的关键时间因素（如春，冬）和关键空间因素（如电厂、大坝）的不同而不同。本项目从灾害后果的共性出发，通过关键时间和空间因素梳理突发事件的各种灾害后果，并针对具体灾害后果，研究预案体系的有效性及其评估方法：1）系统分析影响灾害后果的关键时间和空间因素，构建灾害后果时空矩阵；2）基于时空矩阵获得突发事件在具体时空条件下的灾害后果；通过灾害后果抽取用于构建预案模板的预案主题；3）构建能集成多个预案的预案层次网络模型，并结合我国的预案启动模式，建立各模式下的预案体系模型；4）结合预案主题和层次网络模型建立预案模板；通过预案体系模型与模板的匹配实现有效性评估。本课题采用本体论、文本挖掘、知识地图、层次网络等方法，定量评估预案体系的有效性，研究成果对于丰富应急预案评估理论及方法，提升我国预案体系的有效性具有理论和现实意义。

我国针对各类突发事件，制定了各级应急预案。突发事件种类繁多，灾害后果各异，同一事件发生在不同区域也可能造成不同的灾害后果，为此，本项目以灾害后果为切入点，研究预案体系的有效性，并提供相应的评估方法。重点研究了突发事件灾害后果的表示及演化模型、灾害后果空间矩阵及应急响应逻辑流程构建方法、预案体系建模及相应的有效性评估方法。主要成果如下：1）灾害后果的表示及演化模型：突发事件的灾害后果包括事件自身的灾害后果和其所引发的次生灾害，研究并明确了影响灾害后果差异的主要因素——承灾体，系统梳理了各类突发事件的主要承灾体并进行了分类；研究了承灾体之间的灾害后果影响拓扑关系；提出了突发事件自身灾害后果的元胞自动机推演模型；提出了突发事件次生灾害路径推演的Hopfield网络模型；建立了突发事件并发超网络模型。2）灾害后果的融合及预案主题提取：研究了承灾体之间的三类基础逻辑关系并建立了孕灾环境本体模型；基于承灾体构建了灾害后果空间矩阵；提出了针对具体承灾体构建应急响应逻辑流程，进而提取预案主题的方法。3）预案及预案体系建模：研究了知识系统建模中的多元关系，并基于顶层本体构建了应急预案语义模型，实现了不同活动之间的时间推理；提出了基于多元关系的知识系统演化超网络模型，为描述预案体系中文本语义的演化提供了理论支撑；基于二分图建立了应急预案之间的关联；建立了预案体系演化的网络模型。4）面向多预案整合的层次网络模型：通过典型案例研究了应急预案启动的不同模式，提出了一种面向多预案整合的层次网络模型，该模型既可以对一个预案建模，也可以通过整合预案体系中的多个预案而形成一个预案模型；提出了多个预案的整合框架；提出了基于超网络的预案体系建模方法。5）预案体系的有效性评估方法：以预案层次网络模型为核心，从不同角度进行了预案体系有效性评估研究，提出了：基于SOM神经网络的预案内容相似性评估方法；基于故障树的预案诊断方法；基于流程的预案有效性评估方法；基于层次网络匹配的有效性评估方法；基于邻居节点信息的网络节点相似性度量算法。6）实证研究：利用故障树对《国家地震应急预案》进行了诊断；以国家级预案为样本，建立了预案之间的关联网以及预案之间内容相似性的聚类图；以雅安地震为例实现了基于流程的预案有效性评估；以南方冻雨灾害为例建立了预案层次网络模型，实现多个预案的整合，并实现了基于层次网络匹配的预案有效性评估。