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| 內容簡介： |
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《重大灾害事故应急决策模型构建及应用》聚焦于应急管理领域的核心问题，即如何在火灾、爆炸等重大灾害事故中作出高效应急决策。重大灾害事故具有不确定性、复杂性和快速性，应急决策面临信息滞后、程序非常规及处置阶段性等挑战，需要特殊理论和方法。随着大数据时代的到来，应急决策须基于实时数据而非历史数据和专家经验。本书围绕大数据时代重大灾害事故应急决策需求，深入探讨了事故演化机理、多源信息采集与融合、动态情景构建与推演、应急任务分解与资源配置等内容。本书可作为普通高等学校应急救援等专业的辅助教材，政府和企业应急救援队伍的培训教材，也可供从事应急救援的专业人员借鉴和参考。
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第一章 绪论001第一节 研究背景及意义003一、研究背景003二、研究意义005第二节 国内外研究进展006一、重大灾害事故现场数据融合与智能分析研究006二、重大灾害事故现场动态情景构建及推演研究008三、重大灾害事故应急决策方案生成及筛选研究010四、研究现状评述012第三节 研究内容和方法014一、主要研究内容014二、主要技术路线015三、主要研究方法015第四节 研究创新之处017第二章 重大灾害事故界定与演化机理分析019第一节 重大灾害事故的界定021一、“灾害事故”的涵盖范围界定021二、“重大”的等级含义界定021第二节 重大灾害事故演化和决策特征分析024第三节 重大灾害事故演化机理分析025一、演化形式分析025二、系统构成要素关系分析027三、基于区域灾害链的事故演化机理分析028四、区域灾害链的演化特点030本章小结031第三章 基于边缘计算的重大灾害事故现场大数据采集与分析033第一节 重大灾害事故现场多源信息层级分析035一、现场多源信息优化选取035二、现场多源信息层级处理041三、现场多源信息层级解析045第二节 重大灾害事故现场多源信息处理048一、边缘计算概述048二、现场异构数据统一管理051第三节 重大灾害事故现场多源信息重构059一、本体概念及作用060二、本体构建具体步骤061三、本体联系说明065第四节 重大灾害事故现场异构数据标注066一、灾害数据标注类别066二、灾害数据标注规则067三、灾害数据标注内容068第五节 实例验证069一、案例概述069二、灾害现场信息模型070三、灾情信息边缘处理073本章小结077第四章 基于实时数据的重大灾害事故情景构建及推演079第一节 情景构建081一、单一情景构建081二、综合情景合并082第二节 情景系统实现084一、系统总体设计085二、系统功能结构085三、系统界面展示087第三节 情景推演分析088一、基于特征要素的情景演变规律分析088二、情景演变路径关系分析089三、基于特征要素的事故情景演变链路图构建092四、基于随机Petri网的事故情景重构092第四节 基于实时情景的决策生成分析097一、基于情景时空分解的决策分析098二、基于关键情景的决策优化分析103三、基于马尔可夫链的事故决策分析与优化109第五节 实例分析115一、事故情况介绍及特点分析115二、事故区域灾害链演化机理分析116三、事故情景构建118四、事故决策分析与优化123本章小结133第五章 基于“情景-任务-资源”的重大灾害事故方案生成方法135第一节 重大灾害事故应急目标的制定137一、应急目标和关键情景的关系137二、基于RHI模型的应急目标制定138第二节 重大灾害事故应急任务分解与分配142一、应急任务的分解142二、应急任务的分配148第三节 重大灾害事故应急资源配置153一、重大灾害事故应急资源需求分析154二、重大灾害事故应急资源协调配置方法156三、应急资源配置优化过程159第四节 实例分析163一、灾害事故现场应急目标制定164二、应急任务的分解分配169三、应急资源协调配置177本章小结183第六章 应用与展望185第一节 研究的主要成果187第二节 应用的主要方向188第三节 展望190参考文献192
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重大灾害事故具有突发性、罕见性与强破坏性特征，对人民生命财产安全与社会稳定构成严峻挑战。如何在火灾、爆炸等重大灾害事件中实现高效应急决策，始终是国家相关部门与学术界亟待解决的核心问题。传统应急决策模式主要依赖历史经验与专家主观判断，在应对灾害演化过程中的不确定性、复杂性与信息滞后性上存在显著局限。随着大数据时代的到来，多源信息采集技术、通信技术及智能分析技术的快速发展与广泛应用，为灾害应急管理提供了新的技术支撑。如何从海量异构信息中快速构建灾害关键情景、精准推演灾害发展趋势并形成科学决策，已成为当前灾害应急管理领域亟需突破的核心命题。本书紧密围绕大数据时代重大灾害事故应急决策的需求与特征，系统开展了重大灾害演化机理、多源信息采集与融合、动态情景构建与推演、应急决策任务分解与分配、应急资源优化配置等关键方向的研究，构建了适应新时代需求的重大灾害事故应急决策理论与方法体系。首先，本书聚焦灾害情景的基础理论，明确了重大灾害情景的要素构成、识别方法及内在关联机制，深入剖析了致灾因子与承灾体之间的转化规律、承灾体间的关联路径及其演化模式。上述研究为后续灾害情景的科学构建、动态推演及应急决策制定奠定了坚实的理论基础。其次，针对灾害现场多源异构信息体量大、时效性强等挑战，本书提出了多层级应急决策信息优化方法：基于扎根理论分析与解释结构模型，实现了态势信息的客观筛选与优先级排序；引入边缘计算技术，显著提升了实时态势信息的处理效率，有效解决了传统模式下信息传输延迟与终端存储能力不足的瓶颈问题；进一步运用本体理论构建灾害现场决策信息模型，通过信息与数据的标准化互联，结合边缘终端信息的精准标注，实现了碎片化信息的系统整理与标签化管理，全面保障了情景推演过程的实时性与可靠性。在理论构建层面，本书基于“情景元”概念，实现了多源异构信息的规范化融合与情景的标准化表示；结合情景元的动态演化规律与复杂演化路径，构建了动态情景演化链路图，从定性角度精准分析关键情景决策变化对灾害状态演化的具体影响；通过融合随机Petri网与马尔可夫链理论，建立了“定性分析—定量分析”衔接的重大应急决策模型，提升了模型的科学性与可解释性；基于情景推演结果与RHI (Risk-Hazard-Impact，风险-危害-影响)分析方法，进一步构建了多目标应急决策模型，兼顾灾害处置的效率、安全与资源约束等多维度目标。在实践应用层面，本书通过任务分解法厘清了应急子任务间的关联机制与路径依赖，借助应急任务网络模型识别关键任务节点与共享资源，实现了有限应急资源的动态优化配置，确保核心应急任务的高效执行。为验证理论与方法的可行性与有效性，本书选取了三个典型重大灾害事故案例开展实证研究：·2016年江苏省靖江市“4·22”物流仓储爆炸事故：综合运用灾害救援信息筛选方法，示范了边缘终端信息处理模型的实际应用效果，重点验证了灾害事故现场情景演化的可视化呈现能力；·2010年辽宁省大连市“7·16”输油管道爆炸事故：从承灾体视角深入分析了事故区域的灾害链演化机理与过程，基于情景元理论与随机Petri网构建了事故情景模型，并利用马尔可夫链理论对关键情景的应急处置决策进行了动态优化分析；·2021年江苏省响水县“3·21”特别重大爆炸事故：将“情景→任务→资源”的应急决策方案生成方法应用于实践，通过识别关键情景与核心任务明确应急目标，依托任务分解与分配机制协调应急资源调配。实证结果表明，本书提出的重大灾害事故应急决策模型兼具科学性与实用性，不仅为灾害现场应急决策提供了理论支撑与技术指导，更为应急救援部门高效应对突发事件提供了可复制的实践参考。参加本书编写的人员和具体编写分工如下：夏登友(第一章)、朱毅(第二章)、陈昶霖(第三章第五节、第四章第五节)、佟润泽(第三章第一～四节)、陶钇希(第四章第一～四节)、葛杰(第五章第一～三节)、张明辉(第五章第四节、第六章)。本书的编撰得到国家自然科学基金项目(52174224)的资助以及众多业务部门的悉心指导，中国人民警察大学救援指挥学院、涉外安保学院、研究生院，以及天津市消防救援总队、重庆市消防救援总队、江苏省无锡市消防救援支队、黑龙江省鸡西市消防救援支队的相关领导与专家给予了大力支持，在此谨向所有提供帮助的领导、专家及同行致以诚挚谢意。由于水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正，以臻完善。作者2025 年5 月
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