一种基于预案的多目标辅助决策平台的制作方法
【专利摘要】本发明属于城市综合应急管理【技术领域】，尤其涉及一种基于预案的多目标辅助决策平台。本发明的平台整体架构上共分为四个层次，分别为应用层、技术支撑层、数据层和硬件层；所述的应用层包括突发事件的录入、响应级别和突发事件类型的选取和确定、应急预案的确定、应急物质配给的确定等；所述的技术支撑层主要包括根据突发事件信息的录入，自动筛选和推荐突发事件的响应级别、突发事件类型和应急预案；根据多组突发事件信息和应急预案信息自动推荐应急物质配给；所述的数据层主要包括各种结构化、数字化的预案，应急物质资源库、突发事件结构化数据库。本发明解决了多目标的预案决策问题；可用于基于预案的多目标辅助决策。
【专利说明】一种基于预案的多目标辅助决策平台
【技术领域】
[0001]本发明属于城市综合应急管理【技术领域】，尤其涉及一种基于预案的多目标辅助决
I 口 O
【背景技术】
[0002]近年来自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等领域的突发公共事件频繁发生，不仅造成了严重的经济损失，而且夺走了数以亿计的生命，对全人类的生存和生活构成了严重的威胁。加强对突发事件应急决策的研究，不断提高政府预防和处置突发事件的能力，做好社会管理工作，是关系公众安危及国家安全的大事。
[0003]突发事件的发生、发展、蔓延等一系列复杂演变过程，是构建多阶段动态应急决策模型的出发点。在决策过程中如果只考虑单个目标，称为单目标决策；如果需要考虑多个目标的满足程度，则是多目标决策问题。多目标决策是对两个或多个通常相互矛盾的目标进行科学评估，然后从备选方案中选取最佳方案的决策过程。
[0004]国外与之相关的研究主要集中于风险管理和运筹学领域的效用分析和敏感性分析，如Noel Pauwels等人运用效用分析和敏感性分析方法分析了核泄漏事件发生后的撤退决策选择。Hiroyuki Tamura等人运用决策树分析方法对灾害风险进行了分析。
[0005]国内的研究成果包括:依据突发事件发生发展变化的特征，进行多层次多阶段机理分析；运用模糊聚类方法研究突发事件中应急物资分类问题；运用层次网络方法和突发事件链概念应对突发事件应急管理；将多层次知识需求概念框架和供给方法运用到应对突发事件应急管理，探讨多层次知识的决策支持系统的实现方法等。
[0006]但是，尚未见有基于预案的多目标决策平台。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题是提供一种基于预案的多目标辅助决策平台，旨在解决多目标间相对重要性的确定方法和应急资源的分配方法问题。
[0008]本发明解决上述技术问题的技术方案是:
[0009]所述的平台整体架构上共分为四个层次，分别为应用层、技术支撑层、数据层和硬件层；
[0010]所述的应用层包括突发事件的录入、响应级别和突发事件类型的选取和确定、应急预案的确定、应急物质配给的确定等；
[0011]所述的技术支撑层主要包括根据突发事件信息的录入，自动筛选和推荐突发事件的响应级别、突发事件类型和应急预案；根据多组突发事件信息和应急预案信息自动推荐应急物质配给；
[0012]所述的数据层主要包括各种结构化、数字化的预案，应急物质资源库、突发事件结构化数据库；
[0013]所述的硬件层主要包括信息输入和显示终端、信息传输设备和信息处理服务器。
[0014]所述的数据层的结构化、数字化的预案中包含了预案对各种应急资源需求的权重数据。
[0015]所述的信息输入和显示终端包括智能手机、平板电脑、笔记本等；所述的信息传输设备包括有线、无线网络。
[0016]本发发明的有益效果是:
[0017]1、预案响应级别跟多个情景要素相关，有时还包括主观性判定因素，因此将突发事件的响应级别作为目标相对重要性权重，可以充分利用事件重要性的多个条件。
[0018]2、突发事件预案根据突发事件类型进行了详细分类，每种分类下，对各种应急资源，均有不同需求程度的需求，各应急资源的重要程度，均是经过科学的验证，以此作为突发事件应急物质分配权重，可以避免随机性。
[0019]本发明采用基于预案的多目标辅助决策技术，以启动预案的响应级别和预案所属类型，来确定多目标相对重要性和应急物质的分配问题，有效解决了突发事件多目标决策的依据性问题。该多目标辅助决策跟实际结合更加紧密，能够带来更大的社会和经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面结合附图对本发明进一步说明:
[0021]图1是本发明整体结构图；
[0022]图2是本发明实施流程图；
[0023]图3是本发明案例和预案结构化、数字化录入流程图；
[0024]图4是本发明质量评估方法流程图。
【具体实施方式】
[0025]见图1，本发明系统从应用流程上共划分为是三个层次，一是多目标辅助决策数据源，即多种类型、数目众多的突发事件；二是突发事件级别、类型的确定，进而确定突发事件预案，根据突发事件预案和应急资源储备，综合分配应急资源；三是多种类型、数目众多的突发事件的应急资源的配给。
[0026]系统从整体架构上共分为四个层次，分别为应用层、技术支撑层、数据层和硬件层。
[0027]应用层包括突发事件的录入、响应级别和突发事件类型的选取和确定、应急预案的确定、应急物质配给的确定等。
[0028]技术支撑层主要包括根据突发事件信息的录入，自动筛选和推荐突发事件的响应级别、突发事件类型和应急预案；根据多组突发事件信息和应急预案信息自动推荐应急物质配给。
[0029]数据层主要包括各种结构化、数字化预案，应急物质资源库、突发事件结构化数据库；更进一步的，结构化、数字化预案中包含了预案对各种应急资源需求的权重数据。
[0030]硬件层主要包括信息输入和显示终端(如智能手机、平板电脑、笔记本等)、信息传输设备(有线、无线网络)和信息处理服务器。
[0031]见图2所示，本发明的核心思想通过对多个突发事件目标信息的应急预案的确定，进而确定应急资源的需求量和权重，然后再由多目标应急资源求解模型，对应急资源进行实际分配，最终确定多目标应急资源配给方案。为更详细的说明各关键功能实现细节，具体说明如下:
[0032]多目标应急资源配给流程:
[0033]I)获得突发事件信息:突发事件的获取来源可以分为移动终端和桌面终端，但突发事件的信息描述需要进行结构化，以便于匹配应急预案。突发事件的结构化描述为:事件名称、事件发生时间、事件发生地点、事件所属类别、事件的基本情况描述和事件的详细情况描述等。事件的详细情况描述依据事件的类型，其结构化、数字化描述方法也有差异，主要用于确定响应级别。比如自然灾害类暴雨灾害事件的详细情况描述包括:降雨量、造成的死亡人数、经济损失数量、受伤人数、房屋倒塌面积、受灾人数等。
[0034]2)推荐选择预案:依据事件所属类别和事件的详细情况描述，确定应急预案类别和响应级别，进而确定需要采用的应急预案。
[0035]这里需要说明的是，事件类别和应急预案类别采用同样的分类方法，共划分为3个层次、4大类、44个子类、320多个小类。第一层包括自然灾害类、事故灾害类、公共卫生类、社会安全类；第二层是对第一层中的各种类型进行细分，比如自然灾害类包括森林火灾、地震、气象灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害、其他。第三层是在第二层类型基础上继续进行细分，比如水害灾害包括台风、高温、暴雨、雷电、冰雹、寒流、大雾、其他。
[0036]这里还需要说明的是，突发事件详细情况描述和预案响应级别确定结构化数字化方法是一致的。比如自然灾害类暴雨灾害预案的响应级别结构化描述为:降雨量、造成的死亡人数、经济损失数量、受伤人数、房屋倒塌面积、受灾人数等。
[0037]3)确定应急资源数量和权重:在制定应急预案时，根据预案类型和响应级别，对应急资源的需求量和需求权重进行了设置。这里完全可以按照应急预案中的应急资源和权重来确定应急资源数据和权重。比如事故类灾害对救护类、治安类应急资源需求权重最高，火灾类事件对消防类应急资源需求权重较高、而台风、暴雨对橡皮艇、沙袋类应急资源需求权重最高。为了便于在应急预案制定时对各类物资权限进行设置，按照应急资源需求程度，从高到低一共设置了 4个级别:一级需求应急资源是急需应急资源，无论是在时间上、还是在数量上，均需最大程度的满足，不满足会对事件处理及其发展带来严重的恶劣影响。二级需求应急资源是在数量上需要最大程度的满足、时间上较大程度的满足，不满足会对事件处理及其发展带来较重的恶劣影响；三级需求应急资源是在数量上需要较大程度的满足、时间上较大程度的满足，不满足会对事件处理及其发展带来一般的恶劣影响；四级需求应急资源是在数量上需要一般程度的满足、时间上一般程度的满足，不满足会对事件处理及其发展带来较轻的恶劣影响。
[0038]4)确定多目标应急资源配给方案。根据采用的应急预案以及确定的应急资源数量和权重，综合分配应急资源。
[0039]见图3、4所示，本发明系统主要包括两个应用操作流程，分别为数据维护流程和质量评估流程，为更详细的说明各流程和其中用到的数据结构和关键技术，分别说明如下:
[0040]数据维护流程具体实现步骤:
[0041]I)收集纸质或电子版的历史知识信息，包括预案知识、案例知识等。
[0042]2)依照不同的事件类型，采用不同的结构化和数字化方法进行数据录入。
[0043]按照事件类型，共包括自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件4大类、44个子类、320多个小类，按照突发事件严重性和紧急程度，每种类型又分别对应1、11、II1、IV级共四个响应级别。
[0044]举例:针对自然灾害、环境事件的情景描述模型:{环境事件发生地域、因环境污染直接导致死亡人数、因环境污染直接导致中毒人数、因环境污染需疏散转移群众人数、因环境污染造成直接经济损失、因环境污染造成国家重点保护的动植物物种损坏程度、因环境污染造成饮用水取水难度程度、放射源造成环境影响程度、影响区域范围};针对上述情景的处置描述模型为:{启动响应级别、采用组织机构、任务完成时限、主要责任部门、处置资源装备}。
[0045]3)对于案例的录入，需要增加要素评估数值的录入，即以实际的处置结果为评价依据，对处置中涉及到的资源要素进行量化评价。
[0046]举例:针对2)中描述的情景的要素评估为:{响应级别评价值、组织机构评价值、响应时间评价值、主要责任部门评价值、资源装备评价值、是否为成功案例}
[0047]4)将相关数据存入数据库中。
[0048]质量评估流程具体实现步骤:
[0049]I)选定待评估的预案，从预案库中，选择待评估的结构化和数字化预案，作为评估对象。
[0050]2)匹配案例，以选定预案中的结构化情景要素为条件，从案例库中匹配相似案例，按照是否为成功案例进行区分，并按照相关度大小进行排序，案例均是在与预案同一分类下案例库中进行选取。
[0051]举例:针对数据维护流程2)中案例，则选择自然灾害、环境事件下的案例，作为匹配案例数据的来源。依照情景评估要素中的{是否为成功案例}，进行成功案例和失败案例区分；根据{环境事件发生地域、因环境污染直接导致死亡人数、因环境污染直接导致中毒人数、因环境污染需疏散转移群众人数、因环境污染造成直接经济损失、因环境污染造成国家重点保护的动植物物种损坏程度、因环境污染造成饮用水取水难度程度、放射源造成环境影响程度、影响区域范围}要素，进行相似度计算，根据计算结果，对案例按照相似度大小进行排序。
[0052]3)通过指定案例数目或指定相似度大小为依据，选择部分案例为评估参考样例。通过该步骤，可以有效控制案例的质量，增大评估结果值的有效性。
[0053]举例:如指定相似度值大小排在前5的案例为评估参考案例或相似度值大小大于0.8的案例为评估参考案例。
[0054]4)针对选定相似案例，计算单个案例的要素评估值。单个案例要素评估综合了参照案例的要素评估值、预案和案例处置要素对比值等因素。
[0055]举例:预案中的处置要素值为:{启动响应级别(II级)、采用组织机构(市长I人、环保局局长I人、公安局长I人、公安5人、消防10人、医疗人员15人)、任务完成时限(24小时)、主要责任部门(环保局局长I人)、处置资源装备(消防车2辆、救护车5辆)}；案例中的处置要素值为:{启动响应级别(II级)、采用组织机构(市长I人、环保局局长I人、公安局长I人、公安8人、消防12人、医疗人员18人)、任务完成时限(12小时)、主要责任部门(环保局局长I人)、处置资源装备(消防车6辆、救护车6辆)};案例评估结果值为:{响应级别评价值(1.0)、组织机构评价值(0.8)、响应时间评价值(0.9)、主要责任部门评价值(1.0)、资源装备评价值(0.9)、是否为成功案例(是)}。
[0056]利用上述要素，计算的预案要素评估值为:{响应级别评价值(1.0)、组织机构评价值(0.6)、响应时间评价值(0.45)、主要责任部门评价值(1.0)、资源装备评价值(0.7)}。
[0057]5)利用所有的案例，计算综合评估值。
[0058]综合评估值计算公式描述为:
[0059]假定预案与案例I的相似度值为K1，基于案例I的要素评估值为{xl，x2, x3,x4,…};预案与案例2的相似度值为K2，基于案例2的要素评估值为{yl，y2，y3，y4，…}；则综合评估值计算公式为:
[0060]{(kl*xl+k2*x2)/ (kl+k2)，(kl*x2+k2*y2)/ (kl+k2)，(kl*x3+k2*y3)/(kl+k2),(kl*x4+k2*y4)/(kl+k2)，…}。
[0061]举例:案例I与预案的相似度为0.8，要素评估值为{响应级别评价值(1.0)、组织机构评价值(0.6)、响应时间评价值(0.45)、主要责任部门评价值(1.0)、资源装备评价值(0.7)}，案例2与预案的相似度为0.6，要素评估值为{响应级别评价值(1.0)、组织机构评价值(0.8)、响应时间评价值(0.7)、主要责任部门评价值(1.0)、资源装备评价值(0.8)}，则综合评估值为{响应级别评价值(1.0)、组织机构评价值(0.686)、响应时间评价值(0.557)、主要责任部门评价值(1.0)、资源装备评价值(0.743)}
[0062]6)根据综合评估值，给出评估结果。
[0063]对待评估的预案分别计算综合评估值后，根据评估值大小进行排序，评估值高的预案为优选预案。评估时采用成功案例和失败案例两类数据对应急预案进行评估，给出预案的优劣两方面的质量评估结果。只有在成功案例综合评估值和失败案例综合评估值都比较高的情况下才能被系统列为优选预案。通过这个评估策略的运用，使得质量评估结果更加全面、有效。
【权利要求】
1.一种基于预案的多目标辅助决策平台，其特征在于:所述的平台整体架构上共分为四个层次，分别为应用层、技术支撑层、数据层和硬件层； 所述的应用层包括突发事件的录入、响应级别和突发事件类型的选取和确定、应急预案的确定、应急物质配给的确定等； 所述的技术支撑层主要包括根据突发事件信息的录入，自动筛选和推荐突发事件的响应级别、突发事件类型和应急预案；根据多组突发事件信息和应急预案信息自动推荐应急物质配给； 所述的数据层主要包括各种结构化、数字化的预案，应急物质资源库、突发事件结构化数据库； 所述的硬件层主要包括信息输入和显示终端、信息传输设备和信息处理服务器。
2.根据权利要求1所述的基于预案的多目标辅助决策平台，其特征在于:所述的数据层的结构化、数字化的预案中包含了预案对各种应急资源需求的权重数据。
3.根据权利要求1或2所述的基于预案的多目标辅助决策平台，其特征在于:所述的信息输入和显示终端包括智能手机、平板电脑、笔记本等；所述的信息传输设备包括有线、无线网络。
【文档编号】G06Q10/06GK104361470SQ201410713210
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】韩鸿哲, 赵锋伟, 贺忠堂, 李金良, 邱玲, 李新安 申请人:东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心