【摘要】：大規(guī)模自然災(zāi)害(Large-scale disasters)通常具有明顯的復(fù)雜性、不確定性特征和潛在次生衍生危害,屬于破壞性嚴(yán)重的小概率高風(fēng)險(xiǎn)事件,其嚴(yán)重影響了社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在大規(guī)模自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)過(guò)程中,可能會(huì)遇到以往少經(jīng)歷或沒(méi)有經(jīng)歷的情景,觸發(fā)一些始料未及的突發(fā)狀況,導(dǎo)致預(yù)案支持不足,沒(méi)有直接經(jīng)驗(yàn)可供借鑒,給應(yīng)急決策者帶來(lái)較為復(fù)雜的決策情景,如時(shí)間緊迫、資源稀缺、通訊中斷、信息不完備等大規(guī)模自然災(zāi)害極端情景,提醒人們關(guān)注大規(guī)模自然災(zāi)害的事前應(yīng)急準(zhǔn)備,對(duì)其進(jìn)行容錯(cuò)規(guī)劃設(shè)計(jì)。容錯(cuò)規(guī)劃中的“錯(cuò)”是指對(duì)大規(guī)模災(zāi)害預(yù)估不足或防御措施不當(dāng),從而引發(fā)的應(yīng)急響應(yīng)失誤,“容錯(cuò)”是通過(guò)應(yīng)急準(zhǔn)備階段的一系列措施對(duì)這些“錯(cuò)”進(jìn)行包容性處置,使應(yīng)急決策者能夠完成預(yù)設(shè)的容錯(cuò)目標(biāo)。容錯(cuò)規(guī)劃并不強(qiáng)調(diào)在災(zāi)害發(fā)生后的實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì),而是注重在應(yīng)急準(zhǔn)備階段設(shè)計(jì)相應(yīng)的防御措施,適當(dāng)增加一定的資本投入,以緩沖應(yīng)急決策者應(yīng)對(duì)意外情景或突發(fā)狀況的緊迫感,給其提供一定的應(yīng)急管理彈性,是應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的事前管理。本文以業(yè)務(wù)持續(xù)性理論(Business continuity management)為基礎(chǔ),結(jié)合恢復(fù)力概念(Resilience),研究大規(guī)模自然災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備的容錯(cuò)規(guī)劃問(wèn)題。首先,提出了大規(guī)模災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備的容錯(cuò)體系框架。通過(guò)孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子、承災(zāi)體、抗災(zāi)能力確定風(fēng)險(xiǎn)量化公式,并從提升應(yīng)對(duì)主體的抗災(zāi)能力角度,加強(qiáng)大規(guī)模自然災(zāi)害的應(yīng)急準(zhǔn)備。根據(jù)應(yīng)急任務(wù)以及大規(guī)模自然災(zāi)害造成的四類(lèi)后果(人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)恐慌和生態(tài)環(huán)境破壞),提出容錯(cuò)規(guī)劃整體框架。其次,在分析大規(guī)模災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上,將其劃分為可接受風(fēng)險(xiǎn)、中間警惕風(fēng)險(xiǎn)和不可接受風(fēng)險(xiǎn),判斷大規(guī)模災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的可接受度,在一定范圍內(nèi)盡可能地縮小不可接受風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。通過(guò)大規(guī)模災(zāi)害造成的人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)恐慌和環(huán)境破壞四類(lèi)后果計(jì)算其損益值,用區(qū)間數(shù)的形式處理災(zāi)害模糊信息;根據(jù)情景價(jià)值、權(quán)重及容錯(cuò)成本計(jì)算各容錯(cuò)綜合價(jià)值,并評(píng)估所期望達(dá)到的容錯(cuò)等級(jí)。再次,本文研究并提出了三種大規(guī)模自然災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備的容錯(cuò)規(guī)劃方法。(1)應(yīng)急裝備容錯(cuò)規(guī)劃。對(duì)于救援類(lèi)應(yīng)急裝備,在大規(guī)模災(zāi)害爆發(fā)后無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成生產(chǎn),需要在應(yīng)急準(zhǔn)備階段配置一定數(shù)量的應(yīng)急特殊裝備。此外,生命線(xiàn)備份系統(tǒng)是為了防范主系統(tǒng)故障,因地震、臺(tái)風(fēng)、暴雨等不可抗力因素導(dǎo)致的實(shí)時(shí)系統(tǒng)停運(yùn)、數(shù)據(jù)丟失、文件毀壞等突發(fā)狀況,是確保數(shù)據(jù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要方法之一。由此本文運(yùn)用前景理論、價(jià)值函數(shù)、模糊綜合評(píng)價(jià)以及博弈論探討應(yīng)急特殊裝備的提前儲(chǔ)備與備份系統(tǒng)的投資問(wèn)題。結(jié)果表明:適當(dāng)?shù)貎?chǔ)備應(yīng)急裝備有利于減少災(zāi)害損失;無(wú)限制的對(duì)供電設(shè)備投資也是不現(xiàn)實(shí)的,即需要投入相當(dāng)大的成本才能有效地減少災(zāi)后損失,投入成本隨著可能損失風(fēng)險(xiǎn)的增加也在相應(yīng)的增加,控制較大的大規(guī)模自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)需要更多資金的投入。(2)應(yīng)急物資調(diào)用容錯(cuò)規(guī)劃。應(yīng)急物資在地理上是分散儲(chǔ)備,如何克服環(huán)境影響迅速有效給受災(zāi)點(diǎn)調(diào)用有限的物資是物資容錯(cuò)規(guī)劃需要解決的首要問(wèn)題。在有限的應(yīng)急物資條件下,各個(gè)災(zāi)區(qū)的物資需求是相互沖突的,以深圳超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害為例,依照成本最小原則,運(yùn)用博弈論,研究對(duì)多個(gè)災(zāi)區(qū)合理調(diào)送應(yīng)急物資的問(wèn)題。(3)應(yīng)急任務(wù)流程容錯(cuò)規(guī)劃。主要指在大規(guī)模災(zāi)害的應(yīng)急準(zhǔn)備階段,做好防護(hù)措施,對(duì)應(yīng)急任務(wù)流程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行冗余備份,提升應(yīng)急任務(wù)分配的速度,優(yōu)化應(yīng)急任務(wù)流程結(jié)構(gòu)。本文采用Petri網(wǎng)模型與馬爾科夫鏈來(lái)研究應(yīng)急任務(wù)流程的冷熱備份問(wèn)題。結(jié)果表明:當(dāng)有一至三個(gè)容錯(cuò)備份時(shí),冷備份容錯(cuò)流程的可用性大于熱備份容錯(cuò)流程,具有備份流程的應(yīng)急準(zhǔn)備能夠更好地應(yīng)對(duì)大規(guī)模自然災(zāi)害,保障應(yīng)急響應(yīng)的可持續(xù)性。最后,提出了容錯(cuò)規(guī)劃模板。根據(jù)大規(guī)模自然災(zāi)害容錯(cuò)規(guī)劃的PDCA持續(xù)改進(jìn)過(guò)程,分析大量同類(lèi)大規(guī)模災(zāi)害,尋找內(nèi)在共同點(diǎn),發(fā)現(xiàn)內(nèi)在規(guī)律,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為知識(shí),知識(shí)再轉(zhuǎn)變成預(yù)案或是制度,不斷完善應(yīng)急管理體系,提升應(yīng)急抗災(zāi)能力。以電網(wǎng)應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害為例,說(shuō)明容錯(cuò)模板的使用。本文將容錯(cuò)概念引入大規(guī)模災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備中,建立了應(yīng)急準(zhǔn)備容錯(cuò)規(guī)劃模型,為應(yīng)急管理研究提供了一個(gè)新思路,本文為實(shí)際應(yīng)對(duì)大規(guī)模災(zāi)害、保障應(yīng)急響應(yīng)的可持續(xù)性提供實(shí)踐參考。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：X43

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本文編號(hào)：2565865