中國物流系統(tǒng)工程學會報告(東南大學).ppt

基于多部門協(xié)同任務規(guī)劃的 應急決策模型,唐攀 華中科技大學系統(tǒng)工程研究所,2009 年 11 月,匯報內(nèi)容,2,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內(nèi)容 3、應用,1 問題提出,3,1 問題提出,4,武漢是長江和漢江的交匯造就的一座“因水而生”“以水聞明”的城市。 在長江與漢江交匯的漢口岸，是武漢人熟悉的“龍王廟”，也是武漢三鎮(zhèn)版圖的幾何中心。關(guān)于我們關(guān)于應急管理的故事從“龍王廟”說起。 這里是歷來的險工險段，也是人們燒香拜佛，祈求龍王保護的地方。1931年長江發(fā)生大洪水的時候，民國武漢地方政府請了一群和尚做法式。當時沒有洪水預報系統(tǒng)，當洪水過來時，那群和尚也被洪水吞沒。,1 問題提出,5,洪水災害,6,1 問題提出,上個世紀，長江發(fā)生過，1931年，1954年，1998年三次全流域性洪水。對于生活在長江兩岸的人們來說，長江是我們的母親河。但是，當長江洪水肆虐的時候，她又被稱為“洪魔”，無情的剝奪了無數(shù)人的生命，給兩岸百姓造成了無窮無盡的災難。其中，1931年大水淹沒整個漢口城長達兩個月之久死亡33600人。 “萬里長江險在荊江”，對于地處荊江河段的湖北或者武漢來說，防洪應急管理是“天大的事”。,7,1 問題提出,新中國成立六十年來，在荊江河段修建了荊江分洪工程，加高加固了荊江大堤，建設了舉世矚目的三峽水利樞紐工程，在荊江河段的長江干流和支流上建立了一系列的水利水電工程，用以控制長江洪水。,三峽工程,8,1 研究背景,荊江大堤,荊江分洪工程進洪閘,9,1 研究背景,但是現(xiàn)有的工程性措施是抵御長江洪水的基礎，但是不夠的。開展洪水應急管理，有效組織長江流域特別是荊江河段不同區(qū)域政府，不同部門，社會單位和沿岸群眾有效開展應急響應工作，調(diào)度中央，湖北的一切應急資源參與防洪搶險，才能夠從根本上控制洪水，減小洪水造成的損失，真正起到“扶危定傾”“轉(zhuǎn)為為安”的作用。,10,1 研究背景,這是一場比“淮海戰(zhàn)役”規(guī)模更大，參與人數(shù)更多，更復雜的一場全民與洪水搏斗的戰(zhàn)爭，如何有效的指揮和協(xié)調(diào)參與應急響應的各成員高效和有序的開展應急工作是應急管理的關(guān)鍵。 開展應急決策，面對復雜應急態(tài)勢科學制定應對方案，實現(xiàn)對突發(fā)事件的干預和控制，是應急管理工作的基礎和核心。,匯報內(nèi)容,11,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內(nèi)容 3、應用,12,2 應急決策組織和程序,應急指揮組織框架,13,2 應急決策組織和程序,事件現(xiàn)場應急組織,14,2 應急決策組織和程序,基于規(guī)劃制定應對方案 的業(yè)務過程,incident occur,15,2 應急決策組織和程序,多部門應急決策程序包括以下步驟： 1）評估應急態(tài)勢，應急指揮人員識別應急目標及其優(yōu)先級，并提出實現(xiàn)目標的戰(zhàn)略。同時，各應急響應參與單位提出開展應急響應工作的相關(guān)約束條件； 2）在分析當前應急態(tài)勢的基礎上，根據(jù)建立的目標和戰(zhàn)略，各部門應急指揮人員建立應急組織的職責劃分，并提出應急組織中各處置單元的戰(zhàn)術(shù)行動； 3）各部門應急指揮人員確定各個處置單元的戰(zhàn)術(shù)行動和資源需求，并為應急行動分配應急資源； 4）現(xiàn)場應急指揮長簽署應對方案，并向應急響應參與人員發(fā)布方案，各單位應急處置人員根據(jù)發(fā)布的方案執(zhí)行應急行動；,信息交互,多部門協(xié)作規(guī)劃 的應急決策模型,應對方案,信息交流行動,領域知識,信息交互,應急態(tài)勢,領域知識,16,2 應急決策組織和程序,匯報內(nèi)容,17,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內(nèi)容 4、應用,18,突發(fā)事件應對方案是應急任務，應急之間的邏輯關(guān)系和任務的執(zhí)行實體等要素構(gòu)成。任務規(guī)劃和調(diào)度模型為制定應對方案提供了一種有效手段。 面向復雜任務的多部門協(xié)同規(guī)劃是參與應急響應的各部門面對應急態(tài)勢動態(tài)變化和應急資源稀缺等特殊約束條件，共同構(gòu)建應對方案的方法和手段。,3 研究內(nèi)容,19,知識規(guī)劃作為一種關(guān)于動作的推理，通過選擇和組 織一組動作，實現(xiàn)預先給定的目標，是理性決策的關(guān)鍵 環(huán)節(jié),為求解復雜決策問題提供了一種有效方法，能夠 用以支持應急決策者科學制定應對方案。 在眾多知識規(guī)劃模型中，htn規(guī)劃通過基于前提條件 的推理，能夠選擇和組織完成初始任務（目標）一系列 應急行動，為應急決策者在復雜應急態(tài)勢條件下制定應 對方案提供了一種有效手段。,3 研究內(nèi)容,20,應急預案模板,應急態(tài)勢,應對方案,基于預案模板的應急決策,任務規(guī)劃,3 研究內(nèi)容,21,一，多部門協(xié)同規(guī)劃的應急決策模型 htn規(guī)劃系統(tǒng)shop2是一種基于狀態(tài)的前序規(guī)劃模型，在其基礎上，嵌入任務分配模型，建立任務規(guī)劃和調(diào)度集成模型。利用基于前提條件和影響的推理技術(shù)解決任務的邏輯關(guān)系的推理。利用數(shù)學優(yōu)化模型解決任務規(guī)劃過程的中的任務分配問題，將任務映射到執(zhí)行的應急隊伍。從而開發(fā)多部門協(xié)同規(guī)劃模型，為應急決策提供支持。,3 研究內(nèi)容,22,二，時態(tài)htn規(guī)劃模型 應對方案中涉及大量并行執(zhí)行的行動，且應急行動有復雜的時間約束關(guān)系。針對shop2不能表達任務的時限條件和任務之間的同步關(guān)系，且規(guī)劃結(jié)果是線性行動序列等問題，在shop2規(guī)劃系統(tǒng)建立的htn規(guī)劃框架下建立任務時態(tài)條件的表達模型和任務分解算法，研究時態(tài)增強的htn規(guī)劃模型。,3 研究內(nèi)容,23,三，資源受限條件下的應急任務規(guī)劃模型 資源受限是應急響應環(huán)境關(guān)鍵特征之一，應急響應過程中應急決策者不能解決執(zhí)行應急組織完成所有應急任務。在對應急任務進行分級的基礎上，開發(fā)應急任務分解過程的搜索算法，建立資源受限條件下的應急任務規(guī)劃模型。,3 研究內(nèi)容,匯報內(nèi)容,24,1、研究背景 2、應急決策的組織和程序 3、研究內(nèi)容 4、應用,25,以三峽洪水災害應急響應過程為背景構(gòu)建多部門應急決策模型。,4. 應用,26,(:method (emergencyrespose a) (emergency-happen e1 ?loc-to) (transport stone) (!pop stone) (emergency-happen e2 ?loc-to) (unorderd: (transport concrete)(transport steerwire) (!combine concrete irionwire ?loc-to) (!pop combo ?loc-to) ) 洪災應急處置領域知識描述模型,4. 應用,領域知識模型：,27,(defproblem problem floodresponse ( (emergency-happen e1 loc1-1) (material-at stone loc2-1) (material-at sandbag loc2-2) (material-at concrete loc2-