内容简介
《突发事件应急方案选择的决策方法研究》介绍了作者近年来针对突发事件应急方案选择的决策理论与方法,主要包括基于情景概率估计的应急方案选择的风险决策方法、考虑决策者行为的应急方案选择的风险决策方法、基于相似案例分析的应急方案选择的决策方法、应急救援人员分组与派遣的决策方法、应急方案选择的多阶段决策方法等。
《突发事件应急方案选择的决策方法研究》可以作为突发事件应急管理领域的研究人员和管理人员的参考书,也可以作为高等院校决策科学、管理科学、系统工程和应急管理等相关专业研究生的学习用书。
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目录
第1章 绪论
1.1 突发事件应急方案选择问题的研究背景
1.1.1 突发事件应急管理中存在大量应急方案选择问题
1.1.2 突发事件应急方案选择的决策方法研究备受关注
1.1.3 深入研究突发事件应急方案选择的决策方法的必要性
1.2 突发事件应急方案选择问题的提出
1.2.1 依据突发事件现实背景的应急方案选择问题
1.2.2 突发事件应急方案选择的决策模型与方法
1.3 本书的研究目标与研究意义
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究意义
1.4 本书的章节安排
1.5 本书数学符号及用语的说明
1.6 本章小结
第2章 突发事件应急方案选择问题
2.1 应急方案选择问题的相关概念及特征分析
2.1.1 突发事件应急方案选择问题的相关概念
2.1.2 应急方案选择问题的主要特征
2.1 _3应急方案选择决策问题与传统决策问题的对比分析
2.2 应急方案选择的若干决策问题
2.2.1 基于情景概率估计的应急方案选择的风险决策问题
2.2.2 考虑决策者行为的应急方案选择的风险决策问题
2.2.3 基于相似案例分析的应急方案选择的决策问题
2.2.4 应急救援人员分组与派遣的决策问题
2.2.5 应急方案选择的多阶段决策问题
2.3 本章小结
第3章 基于情景概率估计的应急方案选择的风险决策方法
3.1 基于主客观信息集成的突发事件情景概率估计方法
3.1.1 实际背景与相关研究概述
3.1.2 问题描述
3.1.3 情景概率估计方法
3.1.4 算例分析
3.2 基于故障树分析的突发事件情景概率估计方法
3.2.1 故障树分析方法
3.2.2 相关符号说明
3.2.3 情景演变的故障树构建方法
3.2.4 情景概率估计方法
3.2.5 算例分析
3.3 应急方案选择的多指标风险决策方法
3.3.1 实际背景与相关研究概述
3.3.2 决策问题描述
3.3.3 决策方法
3.3.4 算例分析
3.4 应急方案选择的动态调整决策方法
3.4.1 实际背景与相关研究概述
3.4.2 决策问题描述
3.4.3 决策方法
3.4.4 算例分析
3.5 本章小结
第4章 考虑决策者行为的应急方案选择的风险决策方法
4.1 行为决策理论概述
4.1.1 决策者行为特征
4.1.2 前景理论
4.1.3 后悔理论
4.2 基于前景理论的应急方案选择的风险决策方法I
4.2.1 实际背景与相关研究概述
4.2.2 决策问题描述
4.2.3 决策方法
4.2.4 算例分析
4.3 基于前景理论的应急方案选择的风险决策方法Ⅱ
4.3.1 实际背景与相关研究概述
4.3.2 决策问题描述
4.3.3 决策方法
4.3.4 算例分析
4.4 基于后悔理论的应急方案选择的风险决策方法工
4.4.1 实际背景与相关研究概述
4.4.2 决策问题描述
4.4.3 决策方法
4.4.4 算例分析
4.5 基于后悔理论的应急方案选择的风险决策方法Ⅱ
4.5.1 实际背景与相关研究概述
4.5.2 决策问题描述
4.5.3 决策方法
4.5.4 算例分析
4.6 本章小结
第5章 基于相似案例分析的应急方案选择的决策方法
5.1 CBR与CBDT概述
5.1.1 CBR
5.1.2 CBDT
5.2 基于CBR的应急方案选择的决策方法
5.2.1 实际背景与相关研究概述
5.2.2 决策问题描述
5.2.3 决策方法
5.2.4 算例分析
5.3 基于CBDT的应急方案选择的决策方法
5.3.1 实际背景与相关研究概述
5.3.2 决策问题描述
5.3.3 决策方法
5.3.4 算例分析
5.4 基于预案特征匹配的应急方案选择的决策方法
5.4.1 实际背景与相关研究概述
5.4.2 决策问题描述
5.4.3 决策方法
5.4.4 算例分析
5.5 本章小结
第6章 应急救援人员分组与派遣的决策方法
6.1 考虑技能要求的应急救援人员分组的决策方法
6.1.1 实际背景与相关研究概述
6.1.2 决策问题描述
6.1.3 决策方法
6.1.4 算例分析
6.2 考虑时间成本的应急抢修队伍派遣的决策方法
6.2.1 实际背景与相关研究概述
6.2.2 决策问题描述
6.2.3 决策模型与决策方法
6.2.4 算例分析
6.3 考虑胜任度和时间满意度的应急救援人员派遣的决策方法
6.3.1 实际背景与相关研究概述
6.3.2 决策问题描述
6.3.3 决策方法
6.3.4 算例分析
6.4 本章小结
第7章 应急方案选择的多阶段决策方法
7.1 实际背景与相关研究概述
7.1.1 多阶段应急决策的研究现状
7.1.2 应急决策方案链
7.2 决策问题描述
7.3 决策方法
7.3.1 各阶段方案的评价
7.3.2 多阶段决策模型的建立与求解
7.4 算例分析
7.4.1 N核电站核泄漏事故的背景简介
7.4.2 核泄漏事故应急决策方案链
7.4.3 核泄漏事故应急决策指标体系
7.4.4 应急决策方案链的择优
7.5 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 本书的主要研究成果及结论
8.2 本书的主要贡献
8.3 本书的研究局限
8.4 对后续研究工作的建议
8.5 本章小结
参考文献
前言/序言
现实中各式各样的突发事件频繁发生,面对突发事件发生时的复杂情景,决策者如何选择有效的应急方案并迅速组织实施,以降低突发事件造成的人员伤亡和财产损失,是一个值得深入研究的重要课题。因此,开展突发事件应急方案选择的决策方法研究,不仅具有重要的学术价值,而且具有广阔的应用前景。目前,关于突发事件应急方案选择的决策模型与决策方法研究,已经引起一些学者的关注,可以看到一些研究成果。然而,这些研究成果还不够丰硕,尤其是针对复杂情形的突发事件应急方案选择的决策方法研究还不多见。因此,本书针对现有研究薄弱之处,开展了深入的研究。对突发事件应急方案选择的决策问题进行了提炼,并给出了针对各种情形的决策分析方法。
本书对突发事件应急方案选择的决策问题进行了探讨与研究,主要开展了以下6个方面的研究工作。
1)本书提炼了突发事件应急方案选择的决策问题。由于突发事件应急方案选择的决策问题具有大量的实际背景,并且对该类问题的研究具有重要的理论意义和实际应用价值,所以本书在明确了应急方案选择问题的相关概念及特征的基础上,提炼了突发事件应急方案选择的决策分析问题。首先,给出了突发事件应急方案选择问题的相关概念及特征分析,然后针对不同情形的突发事件应急方案选择问题提炼了相应的若干决策问题,即基于情景概率估计的应急方案选择的风险决策问题、考虑决策者行为的应急方案选择的风险决策问题、基于相似案例分析的应急方案选择的决策问题、应急救援人员分组与派遣的决策问题、应急方案选择的多阶段决策问题等。
2)本书研究了基于情景概率估计的应急方案选择的风险决策方法。具体地,本书研究了应急决策方案对突发事件发展演变无干预时的突发事件情景发生概率估计问题、应急决策方案对突发事件发展演变存在干预时的突发事件情景发生概率估计问题、突发事件应急方案选择的风险决策问题和突发事件应急方案的动态调整问题。针对这些问题,分别提出了基于主客观信息集成的突发事件情景概率估计方法、基于故障树分析的突发事件情景概率估计方法、突发事件应急方案选择的多指标风险决策方法和突发事件应急方案选择的动态调整决策方法,并针对每一种决策分析方法给出了具有实际背景的算例分析。
3)本书研究了考虑决策者行为的应急方案选择的风险决策方法。具体地,本书研究了考虑决策者参照依赖、损失规避、概率判断扭曲、后悔规避等心理行为特征的应急方案选择的风险决策问题。针对应急方案对突发事件情景概率无影响和有影响的两种类型的应急方案选择问题,分别提出了基于前景理论的应急方案选择的风险决策方法I、基于前景理论的应急方案选择的风险决策方法Ⅱ、基于后悔理论的应急方案选择的风险决策方法I、基于后悔理论的应急方案选择的风险决策方法Ⅱ,并针对每一种决策分析方法给出了具有实际背景的算例分析。
4)本书研究了基于相似案例分析的应急方案选择的决策方法。具体地,本书研究了突发事件部分属性值缺失情形的应急方案选择问题、综合考虑应急效果和应对成本的突发事件应急方案选择问题、突发事件特征属性值具有混合形式信息情形的应急预案选择问题。针对这些具体的决策分析问题,分别提出了基于CBR的应急方案选择的决策方法、基于CBDT的应急万案选择的决策方法、基于预案特征匹配的应急方案选择的决策方法,并针对每一种决策分析方法给出了具有实际背景的算例分析。
5)本书研究了应急救援人员分组与派遣的决策方法。具体地,本书研究了应急救援人员分组的决策问题、应急抢修队伍派遣的决策问题和应急救援人员派遣的决策问题。针对这些具体的决策分析问题,分别提出了考虑技能要求的应急救援人员分组的决策方法、考虑时间成本的应急抢修队伍派遣的决策方法、考虑胜任度和时间满意度的应急救援人员派遣的决策方法,并针对每一种决策方法给出了具有实际背景的算例分析。
6)本书研究了应急方案选择的多阶段决策方法。具体地,本书研究了多阶段不同情景下多指标、多任务的应急方案选择问题。针对这一类决策问题的特点,提出了应急方案选择的多阶段决策方法,并给出了具有实际背景的算例分析。
本书针对突发事件应急方案选择的决策问题,提出了针对不同情形的、有针对性的决策模型和决策方法,为突发事件应急方案选择的决策问题研究提供了理论与方法层面的学术参考,并丰富了突发事件应急决策的理论与方法。本书的研究成果可为解决现实中大量存在的突发事件应急方案选择的决策问题提供决策模型和决策方法的支撑。此外,通过将本书提出的针对不同突发事件应急方案选择问题的决策模型和决策方法与相关的应急管理平台进行集成,能够为应急管理决策者进行应急方案选择或编制应急预案提供辅助决策支持。
复杂系统演化与管理:基于多智能体模型的视角 图书简介 本书深入探讨了复杂系统在动态环境下的演化机制、涌现行为及其管理策略。聚焦于多智能体系统(Multi-Agent Systems, MAS)的建模与仿真,本书旨在为理解和干预那些由大量相互作用个体构成的系统(如社会经济网络、生态系统、城市交通流或大规模工业流程)提供一套严谨的理论框架和实用的分析工具。 第一部分:复杂系统的基础理论与建模范式 本部分奠定了复杂性科学的理论基石,并详细介绍了将现实系统转化为可计算模型的方法论。 第一章:复杂系统的本质特征与系统观的重构 本章首先界定了“复杂系统”与“复杂性”的科学内涵,区别于传统的还原论和线性分析方法。重点阐述了复杂系统的核心特征:非线性动力学、自组织性、涌现性、鲁棒性与脆弱性的辩证统一,以及尺度依赖性。通过对经典案例(如布洛赫球模型、人工生命实验)的回顾,展示了宏观规律如何从微观互动中诞生。随后,探讨了系统科学视角下,决策者如何从关注局部优化转向关注系统整体结构与反馈回路的必要性。引入了相变理论在系统状态突变分析中的应用,特别是针对系统从稳定态向混沌态或新稳定态转变的临界点识别。 第二章:多智能体系统建模的理论基础 详细介绍了构建多智能体模型的必要性、优势及其局限性。本章聚焦于BDI(Belief-Desire-Intention)模型、基于规则的反应模型以及基于效用理论的理性选择模型的数学形式化。重点分析了智能体间的异质性(Heterogeneity)——包括感知能力、执行能力和目标函数上的差异——如何影响群体行为。同时,探讨了信息不对称性在智能体互动中的作用及其对全局收敛性的影响。本章还对基于主体的建模(Agent-Based Modeling, ABM)方法论进行了系统梳理,包括环境的离散化、时间的同步与异步处理,以及模型的验证与确认(Verification and Validation, V&V)标准。 第三章:交互机制与网络拓扑的结构耦合 复杂系统的行为不仅取决于个体,更取决于个体间的连接方式。本章深入研究了智能体间的交互拓扑结构。内容涵盖了无标度网络、小世界网络、格子网络以及动态演化网络(如基于偏好连接或竞争淘汰机制的网络)的生成算法。重点分析了不同拓扑结构对信息传播速度、群体一致性达成难度以及系统鲁棒性的影响。引入了图论与矩阵分析工具,用于量化网络结构参数(如平均路径长度、聚类系数)。此外,还讨论了耦合强度的概念,即不同智能体系统之间相互依赖的程度,以及如何通过调节耦合参数来控制系统的整体同步性或去同步化。 第二部分:复杂系统中的动态行为与涌现现象分析 本部分将理论模型应用于实际动力学分析,重点解析在非线性互动下可能出现的复杂现象。 第四章:自组织、同步与模式形成 本章聚焦于系统中自发秩序的产生过程。详细分析了经典的霍普夫分岔(Hopf Bifurcation)在解释智能体活动周期性出现中的作用。通过对元胞自动机(Cellular Automata)的扩展应用,展示了简单的局部规则如何导致复杂的、宏观上可见的模式(如交通波、群体迁移)。同步性研究部分,结合Kuramoto模型的原理,探讨了在存在延迟和异构性干扰下,智能体如何实现或维持相位同步,并将其与社会规范的形成联系起来。 第五章:反馈回路、滞后效应与系统稳定性分析 反馈是复杂系统的核心驱动力。本章细致辨析了正反馈回路(增强与失控)和负反馈回路(调节与平衡)在系统动态中的作用。重点分析了时间滞后(Time Lag)对系统稳定性的破坏性影响,特别是在决策延迟和反应延迟较大的系统中,滞后可能导致振荡甚至不可预测的混沌行为。引入李雅普诺夫稳定性理论(Lyapunov Stability Theory)的基本概念,用于判断系统在受到外部扰动后回归原位或走向新平衡的能力。 第六章:临界点、相变与系统韧性(Resilience) 本章侧重于系统脆弱性与适应性的研究。定义了系统韧性的多个维度:抵抗力(Resistance)、恢复力(Recovery Rate)和适应性(Adaptability)。通过渗透相变(Percolation Theory)的原理,分析了系统中关键节点的失效如何引发级联故障,导致系统功能崩溃。研究了早期预警指标(Early Warning Indicators, EWI),例如方差和自相关性的增加,作为识别系统接近临界点的信号。本章探讨了如何通过增加系统的冗余度(Redundancy)和多样性(Diversity)来提高其对极端事件的吸收能力。 第三部分:复杂系统的干预、控制与优化策略 本部分将分析工具应用于实际管理问题,探讨如何在复杂系统中实施有效的、非侵入式的干预措施。 第七章:智能体行为的定向诱导与社会影响力建模 本章关注如何通过外部激励或信息干预来引导智能体行为的演化方向。研究了网络结构上的关键节点(Hubs)在信息扩散中的作用,并探讨了“意见领袖”或“关键设施”的识别和利用。引入了演化博弈论(Evolutionary Game Theory),特别是重复博弈和学习机制,来模拟智能体如何通过模仿、惩罚或合作来调整其策略,实现全局效用最大化或特定社会规范的建立。分析了激励设计对复杂系统稳定性的影响,避免产生意料之外的负面激励循环。 第八章:基于模型的干预与控制策略的有效性评估 系统控制不再是简单的开环调节,而需要适应系统的非线性特征。本章介绍了基于模型的控制(Model-Based Control)方法在复杂系统中的应用,例如反馈线性化、鲁棒控制在应对不确定性时的局限性。重点介绍了基于观测器的估计(Observer-Based Estimation)技术,用于在无法直接观测系统内部状态时,通过外部输入和输出数据来估计关键的隐藏变量。强调了干预的成本效益分析:如何以最小的外部作用力实现目标状态的稳定。 第九章:仿真实验、数据驱动的校准与未来展望 本章指导读者如何利用构建的MAS模型进行有效的仿真实验。涵盖了参数敏感性分析、蒙特卡洛模拟在评估模型不确定性下的表现。重点讨论了数据驱动的ABM校准技术,即将实时或历史观测数据(如人员流动数据、市场交易数据)嵌入到模型中,通过优化算法(如遗传算法或粒子群优化)来调整智能体的内部参数和交互权重。最后,对计算复杂性、模型的“可解释性黑箱”问题,以及未来在人工智能与复杂系统管理交叉领域的研究方向进行了展望。 本书适合于系统工程、管理科学、经济物理学、社会计算及相关领域的科研人员、高级管理人员以及致力于复杂系统建模与仿真的研究生。阅读本书要求具备扎实的数学基础和初步的计算建模知识。