城际重大危险源应急网络协同弹性探讨.docx

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城际重大危险源应急网络协同弹性探讨

城际重大危险源应急网络协同弹性探讨

在分析城际应急网络结构的基础上，构建了基于弹性的城际重大危险源应急网络协同机制，并分别从风险弹性、信息弹性、资源弹性三个角度对城际应急网络的协同弹性水平进行了研究，突出了协同弹性机制对城际重大危险源应急网络有效运行的重要作用。

emergencynetworksynergyresilienceofintercitymajorhazardszhaolin—du，chengting（instituteofsystemsengineering，southeastuniversity，nanjing210096）abstract：

basedontheanalysisofthestructureofintercityemergencynetwork，emergencynetworksynergymechanismofintercitymajorhazardsbasedonresilienceisestablished．thenthelevelofsynergyresilienceofintercityemergencynetworkisstudiedfromthreeaspectsofriskresilience，informationresilienceandresourceresilience，whichgivesprominencetotheimpo~anceofsynergyresiliencemechanismtotheeffectiveoperationofintercityemergencynetworkkeywords：

majorhazards；emergencymanagement；emergencynet—work；synergy；resilience1引言“城市群”和“都市圈”的出现使城市间的联系越来越紧密，为实现城市的可持续发展和资源的充分利用，建设城际应急网络的呼声越来越高。

WWW.BaSK.om由于城市重大危险源具有分布范围广，有些还以线状和网络分布在人口密集、公共设施集中的区域，以及危机工作状态复杂等特点，一些有毒、有害、易燃、易爆等危险源有明显向城市整体区域扩散的趋势，因此，面对每一座城市有限的应急管理资源，城市安全迫切需要建立一个经济的具有弹性的城际重大危险源应急网络，来应对重大危险源等隐患所引发的各种意外中断。

如何建立城际重大危险源应急网络间的协同机制，已经成为城市安全管理领域一项重要的研究内容。

bryson和crosby（1992）认为，城市在灾难发生后能否迅速做出适当的反应体现了一座城市的管理能力，而城市管理能力是由可得资源和资本的多少，以及有效发挥这些资源最大效用的能力决定的。

因此，为增强城市应急管理资源的可得性，国内外学者开展了有关城际应急网络协同机制方面的研究。

eloranta等人（1995）认为各个组织在一个网络一起工作能够保证获得“弹性的整合”，快捷、弹性以及协同的网络是一个组织生存的关键问题。

可见，建立不同城市应急网络之间的协同弹性机制已经成为今后城市公共安全管理工作的必然趋势。

考虑到城市应急网络在危机事件发生之后恢复到正常状态的能力，本文将弹性的概念引入到城际应急网络中，在系统分析城际应急网络主体结构和应急网络弹性基本含义的基础上，将研究构建基于弹性的城际重大危险源应急网络协同机制，重点研究应急网络协同弹性水平，提高城市应急网络的自适应和恢复能力。

2城际重大危险源应急网络结构城市群就是在具有发达交通条件的特定区域内，以一个或几个经济发达并具有较强城市功能的特大型或大型城市为核心，连同周围分布的若干个与其有经济内在联系和地域相邻的大小不等的城市，通过经济辐射和扩散所能影响的区域范围，包括其中的农村居民点。

例如，南京城市群是长江三角洲城市群中以南京为核心、车程一小时左右的城市密集带，包括南京、镇江、扬州、马鞍山、芜湖、滁州、淮安、巢湖等相邻的城市。

将城市群中的重大危险源应急体系进行优化组合，形成一个一体化、透明化、网络化的城际重大危险源应急网络（如图1所示），以集聚整个城市群内的应急管理资源，通过共享的信息资源增强整个城市群的应急管理能力。

如图1所示，坐落在城际应急网络中的城市应急管理主体已经跨越了城市边界，主要分为以下三个层次：

（1）城际应急网络管理中心包括城际应急指挥中心和城际应急管理研究中心。

在具有协同关系的城市群范围内，主要负责分析预测别重大事故风险和发布预警信息；统本文章共2页，当前在第1页本文章共2页，当前在第2页一协调、指挥整个城际范围内的安全应急救援工作；统一规划整个城际范围内的安全应急救援力量和资源等。

从而，使整个城市群的应急救援工作就如同一座城市一样快速有序运作。

（2）各城市的应急管理中心包括本城市的应急指挥中心和应急管理研究中心。

其主要职责有：

组织编制本城市的应急救援预案；督促、检查重大危险源企业应急救援预案的编制及备案工作；统一协调、指挥本城市的安全应急救援工作等。

（3）各城市的应急救援力量包括公共应急救援部门（消防、公安、交通、医疗等）、专业救援队伍（铁路部门救援、矿山行业救援等）和重大危险源企业自备的应急救援队伍。

3城际应急网络协同的弹性机制3．1城际应急网络弹性为应对城市重大危险源等隐患所引发的各种意外中断，城际应急网络不仅要注重城市内部各个应急管理主体之间的协同，而且要注重城市群各个城市之间的协同，并注重在提高协同性的基础上增加反应性、适应性和自修复能力，即弹性。

具有弹性的城际应急网络，表现为一定的鲁棒性、自组织和自修复能力，能够承受各类突发事件的冲击。

组织弹性不是什么新概念，一个组织成功应对不可预见事件的能力一直是取得成功的核心要素。

在今天的商业环境中，“弹性”这一术语被广泛用来描述组织对意外中断的反应并恢复其正常功能的能力。

由于城际应急网络是一种复杂的网络组织，面对众多危机事件的影响，弹性在城际重大危险源应急管理中就显得尤其重要。

基于对弹性的理解和认识，可将城际应急网络弹性定义为：

城际应急网络系统在危机事件发生之后能够恢复到初始状态或理想状态的能力，包括恢复到正常绩效水平（应急资源储备、专业救援人员比率等）的速度。

城际应急网络形式是一种获得弹性的恰当方式，城际应急网络上的组织在获得较低的内部弹性的同时却能获得极高的外部弹性，只有蕴含足够弹性的城际应急网络，才能真正抵御各种不可预知的危机事件，才能有效保障城市安全。

3．2基于弹性的城际应急网络协同机制在城际重大危险源应急管理体系中，存在众多的重大危险源和有限的城市应急管理资源，如何确保城际应急网络能够抵御各类危机事件的冲击，已经成为一项重要的研究内容。

具有弹性的城际应急网络不仅能使城市应急管理主体及时应对各类危机事件，而且能够始终保持旺盛的活力。

每座城市的应急管理中心依据重大危险源的风险弹性信息。

通过对监测的重大危险源进行分析，判断是否存在危机以及危机类型和等级情况，并及时将重大危险源信息传递到城际应急管理中心，处于网络hub节点的城际应急管理中心一方面及时将危机信息在整个城际应急网络中传播，实现危机信息共享；另一方面针对危机事件配置应急救援力量和应急管理资源，实现应急管理资源的快速流动和优化配置。

在这种动态协同机制的作用下，城际应急网络形成了一种弹性应急决策机制，及时高效地处理重大危险源带来的各类危机事件。

因此，围绕城际重大危险源逐步形成了一个以应急管理中心为节点的城际应急网络协同弹性机制（如图2所示）。

如图2所示，在城市群范围内，各城市的应急管理主体通过协同关系形成一个以城际应急管理中心为核心节点，各城市应急管理中心为边界节点的城际应急网络。

各管理中心根据重大危险源的风险弹性变化，在网络中的各个节点之间实现弹性信息和弹性资源的协同，以提高应急决策的弹性水平。

在城市群内的城市之间通过应急管理中心之间的协同，不仅实现了弹性信息流在网络中的共享和资源的弹性优化，提高了单个城市应急资源的可得性，而且在城际动态协同机制作用下所形成的弹性决策，使得单个城市能够更有效地应对危机事件。

因此，这种城际间的协同在增强城际应急网络弹性的同时也增强了单一城市的弹性。

4城际重大危险源应急网络协同弹性城际应急网络弹性涵盖城市群内城市应急管理主体在内的整个城际应急系统应对危机事件的能力，这种能力不仅取决于每座城市所具备的组织弹性水平、风险弹性信息，而且取决于各座城市应急网络之间信息流、物流（应急资源）协同的弹性水平。

因此，为提高城市应急反应能力、城市安全度和城市可持续发展能力，建立城际重大危险源应急网络协同弹性机制是保障城市安全的必然选择。

在危机事件应急管理过程中，城际和各城市应急管理主体要建立动态的协同机制，这种城际运作的动态性决定了城际应急网络的弹性也具有动态性。

城际应急网络的弹性与风险弹性相关，当风险弹性与应急网络资源和信息弹性水平相平衡时，应急网络的弹性水平处于动态平衡状态，当风险的弹性变化增加时，为应对风险带来的突发事件，需要提高应急网络的弹性，应急网络由原来的弹性平衡状态向新的平衡状态演进，并在持续追求平衡的过程中形成新的协同机制（如图3所示）。

可见，城际应急网络的运作过程具有明显的动态性，具有随着风险特性动态变化的特性。

4．1城际重大危险源的风险弹性重大危险源是指工业活动中危险物品或能量超过临界量的设备、设施或场所。

城际重大危险源是城际应急网络风险产生的主要原因，了解城市群中重大危险源的数量、类型及分布情况是主动应对城际重大危险源风险的有效途径，也是合理配置应急管理资源的重要依据。

因此，城市应急管理主体是否掌握重大危险源的变化规律，即风险弹性信息是决定应急资源优化配置效率高低、城际应急网络协同水平的一个关键因素。

城际重大危险源的风险弹性信息可以通过危险源的监控数据和危险源事故发生的概率分析获得。

城际应急管理中心应定期开展所管辖城市群内的重大危险源的普查、监控工作，针对七大类危险源：

贮罐区、库区、生产场所、危险建筑物、压力管道、锅炉、压力容器，统计各个城市危险源的数量和分布情况，以界定城市群中众多重大危险源的分布区域。

另外，风险弹性信息还体现在危险源事故发生的次数和事故危害性大小随时间变化的情况上，城际和各城市应急管理中心可以绘制如图4所示的城际重大危险源风险弹性变化曲线，了解历年来由重大危险源等隐患所引发的各类安全事故变化情况风险弹性信息反映了城市群区域的风险状况，使城市应急管理主体能够对各城市的重大危险源进行综合安全规划，有效预防和控制火灾、毒物泄漏等重大事故的发生。

4．2城际应急网络信息协同弹性应急活动需要的信息来自不同的地域、空间、单位和部门，必须进行信息资源的整合，才能交换数据、共享信息，支持应急反应的各种活动。

信息协同水平是影响城际应急网络运作效率的重要因素之一，由于城市间、企业间、企业与政府管理部门之间的沟通与交流甚少，信息流缺乏弹性常是导致危机爆发、危机控制不力的主要原因。

因此，必须充分考虑信息协同的弹性水平，而建立弹性信息系统是实现信息协同弹性的关键。

城际重大危险源分布的复杂性、预测的不确定性，都对信息系统在城际应急管理主体之间实现应急信息共享与交流提出了更高的弹性要求。

在整个城际应急系统中，信息的共享与交流都需要有效的信息系统支持，弹性信息系统的构建不仅需要每座城市建立综合的信息系统，而且要求这些信息系统之间能实现有效的整合，从而为城际应急网络内的信息协同提供支持。

弹性信息系统是城际应急网络中的基础子系统，如果该系统缺乏弹性，将大大影响城际应急网络的弹性水平，其构建包括两个方面的含义：

一方面为风险弹性构建信息系统；另一方面，为应对信息需求的变化、信息技术的发展，以及满足城际危机事件应急管理信息集成的要求，应使信息系统具有一定的弹性。

在弹性信息系统的基础上，不仅实现了弹性信息流在预警、反应、干预、救援和评估恢复各个关键环节之间的协同，而且实现了弹性信息在各城市应急管理主体、城际应急管理中心之间的协同（如图5所示）。

在这种基于弹性的信息协同机制的支持下，城际应急管理主体能够迅速做出应急决策，应对危机事件的爆发。

4．3城际应急网络资源协同弹性在城际应急管理中，资源是指可被城市用以掌握、缓解和消除危机的安全基础设施、安全监控与应急救援物资、安全人才等，这些资源的储备、调度和使用等都需要科学的规划与协同。

资源协同弹性是指城市应急管理主体配置和利用资源的灵捷性。

对于城际应急系统，问题的关键在于如何提高现有应急资源利用的灵活性，以最少的安全投入实现最大的安全经济效益，而资源的弹性优化是解决这一问题的有效方法。

（1）城际安全经济效益函数安全经济效益是指由于安全投入而避免或减少危机事件造成的直接经济损失和间接经济失即隐性的经济效益，表示为安全产出与安全投入的比。

由于安全投入是城际安全产出的关键素安全经济效益是衡量其安全投入效用的重要指标，所以以函数q=安全产出／安全投入=f（x1,x2...，xn）

（1）表示城际应急系统在一定的安全资源投入下的安全经济效益，其中：

xi（i=1，2，...,n）为城际应急管理所需的n种应急资源。

安全经济效益函数反映城际应急系统在各种应急资源的不同配置下，整个城市群的总效益状况。

由于弹性的城际应急网络具有有效调度应急资源的能力，不需要针对城市群内每个城市的应急所需分别配置资源，而是实现应急资源在城市群中的整体优化配置，避免同种类型的应急资源在多个城市内的重复储备，造成资源的浪费和安全投入的增加。

因此，相比于单一城市内的优化配置而言，n种应急资源在城市群中的优化配置，能够以更小的安全投入达到相同的城市安全产出，即为单个城市带来更大的经济效益。

（2）应急资源有效性的判定对于不同的城市群，由于地理位置、网络结构以及重大危险源分布等的不同，各种应急资源存在有效、无效资源之分。

有效应急资源是指城际应急系统更多地获取这种资源，增加储备，能够使城际安全经济效益得以提高。

无效应急资源是指资源的增加并不能使城际安全经济效益得以提高，甚至反而降低的更快。

有效、无效应急资源是一个相对的概念，可以根据重大危险源的风险弹性进行判定。

一般而言，110、119等公共应急资源都是有效资源，而一些专业的应急资源（如电力救援物资、矿山行业救援队伍）对于不同的城市群可能是有效资源，也有可能是无效资源。

根据城际安全经济效益函数，各种资源的弹性函数为：

资源弹性表示影响安全经济效益的某种应急资源每变动百分之一会使城际安全经济效益变动的百分数。

当>0时，加大投入或储备这种资源，可以使城际安全经济效益q增加，应急资源x．应为有效资源；当<0时，继续投入这种资源，安全经济效益q反而下降，这种资源为无效应急资源。

城际应急管理主体应该尽可能地多获取有效应急资源，减少无效应急资源的储备。

有效、无效应急资源的判定有助于城际应急管理主体更好地选取储备资源类型，避免因盲目增加无效资源而导致城际应急系统投入成本的提高。

（3）应急资源的弹性优化以城际安全经济效益的增加为目标，城际应急管理中心可以完全自由地储备和配置各种应急资源。

对于>0的有效应急资源，要充分保证资源可得性。

优先配置（max{}i≥1）中的资源x，，加大其储备量，因为这类应急资源增加，可以为城际安全带来更高的经济效益；对于（max{}10<s<1）中的资源x．，可以根据资源的特点适当储备，因为这类资源的增加对城际安全经济效益的提高作用不明显；同时，应尽量减少<0中的无效资源的储备和配置。

应急资源的这种弹性优化有助于建立一个有效的资源协同弹性机制，有利于城市群以最小的安全投人实现尽可能高的城际安全度。

5结论弹性能帮助城际应急网络在危机事件发生之后恢复到正常或理想状态，使应急系统能够正常高效地运行。

本文从弹性的角度分析了城际重大危险源应急网络的构建模型，探讨了城际应急网络弹性的形成机理，并重点从风险弹性、信息弹性和资源弹性三个方面对应急网络协同弹性水平进行分析。

风险弹性反映了城市群区域内的风险状况，是影响应急网络弹性平衡状态的关键因素；基于信息弹性的协同机制是实现弹性信息流在不同网络之间协同的有效途径；资源的弹性优化有助于提高城市应急管理主体配置资源的灵敏性，从而建立一个富有弹性的城际应急网络，抵御各种不可预知的危机事件，提高网络的自组织和自修复能力。

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