基于混乱图的CI系统应急能力不足挖掘方法*

刘天畅，李向阳，于　峰

(1. 哈尔滨工业大学 管理学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.中科信工程咨询(北京)有限责任公司，北京 100039)

0　引言

关键基础设施(Critical Infrastructure, CI)应急管理是国家城市化进程中的重要环节，其应急能力的提升是应急决策者追求的目标。关键基础设施主要是指对国家安全、社会经济、公共安全与公众健康等方面至关重要的系统与资产，其主要包括：电力系统、供水系统、交通运输系统、通信系统、政府机构与金融机构等[1-4]。近年来发生的突发事件，如2015年尼泊尔“4.25”地震和2016年斯里兰卡“5.17”洪灾等，使当地的CI系统受损严重，且这些突发事件更多地呈现出突发性、快速扩展性、严重破坏性与应对紧迫性等危机型特征[5]，这给CI系统应急管理带来了巨大的挑战。而且，从2008年中国南方雨雪冰冻灾害等类似历史突发事件的应急效果来看，应急任务的执行过程与结果并不完美，对于应急决策者来说，应急能力仍需要不断提升，特别是面向CI系统的突发事件应急管理[6]。

在应急准备阶段展开应急能力评估可为提升应急准备提供有效可靠的依据[7]，但在展开应急能力评估前，需要较为充分与全面地构建应急能力评估指标体系。从已有应急能力评估的研究来看，应急能力评估指标体系的构建，有基于应急准备能力、应急响应能力、应急恢复与重建能力等进行划分[8]；也有根据应急基础、应急法规、应急体制、应急机制与应急预案等进行划分[9]。除此之外，亦有相关研究针对特定的突发事件情景，构建应急能力或具体某一阶段应急能力的评估指标体系，如面向气象灾害，应急管理能力可按照灾害监测能力、灾害预防能力、居民应急准备能力、应急响应能力与灾后恢复能力等进行划分[10]；面向城市社区火灾，应急救援能力可基于应急救援软能力(监测预警能力等)和应急救援硬能力(应急救援基础设施建设情况等)进行划分[11]；面向溢油事故，应急响应能力可依据船舶条件、海洋环境、人因与应急装置等进行划分[12]。

应急准备及其能力分析存在因素复杂性与组织关联性，表现为应急准备混乱，缺乏认知将导致能力评估偏离组织基础与现实情况。虽然现有研究构建了较为完备的应急能力评估指标体系，但在实际评估时，并未充分认知应急准备混乱，以致不能有效地挖掘应急能力不足，这种情况不利于有效地反映应急准备混乱与指导相关应急部门提升其应急能力；同时，固定的应急能力评估指标体系也不利于认识深层次的能力不足问题，而我国城市突发事件应急管理的联动运行机制仍需要不断完善，以便应急部门之间更好地通力合作[13]；此外，现有应急能力分析多从正面出发，评估主体对能力判断的主观性较强，这不利于发现应急能力存在的问题，如难以根据应急物资储备水平判断现有应急准备能力，而应急能力不足是以应急任务失效为出发点，提供应急能力评估与影响关系挖掘的依据，这种情况有利于深入认知应急准备混乱、减轻能力分析的主观性。综上，从应急部门的角度，面向CI系统挖掘应急能力不足是十分重要的。有学者针对社会混乱展开研究，认为其主要表现为恶劣的问题，提出可用形态学的分析方法[14-15]与可视化语言工具[16-18]进行分析。社会混乱的特征主要包括：问题无唯一正确的见解、问题存在不同的见解且解决方案之间存在矛盾、问题之间存在关联等[16-18]，为了更好地描述这类问题，Horn与Weber提出了混乱图(Mess Map)的概念，其构建流程主要包括初始采访与分析、关联问题识别、具有因果关系的因素识别与主要结构因素分析等[17-18]。混乱图能够有效认知与消减社会混乱，已被应用于健康、军事、商业等领域[17]。

据此，为了有效地挖掘CI系统应急能力不足，基于混乱图及其构建流程[17-18]，面向特定突发事件情景构建CI系统应急能力不足混乱图，其具体构建流程主要包括：混乱图初始模板构建、应急能力不足识别、应急准备混乱因素识别与基础混乱图构建。需说明的，本文是围绕单一突发事件情景下的某1类具体的CI系统应急管理展开的，仅阐述基于混乱图挖掘CI系统应急能力不足的方法流程，不涉及CI系统应急能力不足对CI系统应急任务的影响作用。

1　CI系统应急准备混乱与应急能力不足

根据牛津字典，混乱(Mess)1词的解释是指1类因缺乏组织或存在错误而充满各类问题的情况[19]。在CI系统应急管理中，相关的历史案例已表明应急准备混乱(Emergency Preparedness Mess, EPM)是可能存在的，比如：应急人员的培训不足与应急资源仓库储备能力不足等。在不同的突发事件情景下，应急准备混乱可能会导致应急任务出现种种问题，表现为应急准备阶段的应急能力不足。因此，本文认为CI系统应急准备混乱主要是指在特定突发事件情景下应急部门对CI系统应急准备规划的结构不合理、目标不明确或方式不规范等。其中，结构不合理是指规划内容缺乏组织关联性与影响因素关联性，如路网抢修涉及公安部门、交通部门等多个组织，且路网抢修、路网控制等任务需要各组织联合作业；目标不明确是指准备规划缺乏统一的指导思想与规划准则，难以提出合理有效的规划目标；方式不规范是指涉及组织分散，缺乏统一协调与综合规划。应急能力不足隶属应急准备阶段的能力分析范畴，应急能力不足分析的有效性有赖于对应急准备混乱的深入认识。除此之外，应急能力不足是相对于特定的突发事件情景而言，其主要是指应急准备规划的应急能力不能够有效支持应急任务的执行。可以说，从某种角度来看，应急准备混乱与应急能力不足是等价的概念，都是描述应急准备阶段存在的问题。因此，为了构建CI系统应急能力不足的混乱图(Mess map of CI System Emergency Capability Shortage，简写为CSECS-Mess Map)，需要面向应急部门充分认知应急准备混乱。

2　CI系统应急能力不足的混乱图构建

2.1　CSECS-Mess Map初始模板构建

通过对相关应急决策者、专家与学者等的访谈，并参考相关历史案例，可基于突发事件情景模拟想定与应急部门识别构建CSECS-Mess Map初始模板，其主要提供给相关应急部门用于挖掘应急能力不足，主要包括如下2方面内容。

1)突发事件情景模拟想定：构建CSECS-Mess Map初始模板需要先模拟想定具体的突发事件情景，才可以展开进一步分析。模拟想定的突发事件情景主要包括致灾因子、承灾载体(CI系统)、孕灾环境等要素及其主要特征。其中，致灾因子主要包括地震、暴雨与火灾等；承灾载体在本文中主要是指各类具体的CI系统，如电力系统、供水系统、交通运输系统与通信系统等；孕灾环境主要包括自然环境与社会环境等[20]。

2)应急部门识别：在模拟想定具体的突发事件情景后，需要识别相关的应急部门，以便从应急部门的角度挖掘应急能力不足[18]。根据国家专项应急预案[21]，应对地震、安全生产事故与大面积停电等突发事件时，需要由不同的应急部门联动来完成。例如，应对地震灾害的相关应急部门包括民政部门、公安部门、安全生产监管部门、交通运输部门、水利部门、城乡建设部门与医疗卫生部门等，在抗震救灾时，可迅速成立抗震救灾指挥部，其主要包括抢险救援组、预报监测组、卫生防疫组与社会治安组等[22-23]，这些抗震救灾组可称之为联动组，即同1联动组内的应急部门需要共同完成同1项或多项应急任务。

2.2　应急能力不足识别

基于CSECS-Mess Map初始模板，应急决策者需要针对特定突发事件情景下具体的应急部门，展开应急能力不足识别，其主要包括如下2方面内容。

1)基于应急预案的应急能力不足识别：根据相关应急预案的内容，针对相应的应急任务，识别应急部门可能存在的应急能力不足。

2)应急能力不足之间的关系识别：应急能力不足之间可能是存在关系的，其需要以应急部门之间的联动关系来识别。例如，执行路网抢险任务时，主要由交通运输部门、公安部门与医疗卫生部门等共同完成，其中，交通运输部门负责抢修受损的交通基础设施等，公安部门负责抢修现场的安全保卫和交通管制与疏导等，医疗卫生部门负责路网抢修人员的医疗保障等，这3个主要应急部门的应急能力不足之间是存在关系的。

2.3　应急准备混乱因素识别

为了识别应急能力不足因素，应急决策者需要根据模拟想定的突发事件情景，识别主要的应急准备混乱因素，且这些应急准备混乱因素，被应急决策者认为在模拟想定的突发事件情景下，对相应的应急任务影响较大。此外，应急能力不足的应急准备混乱因素之间可能存在相互作用关系，其共同影响了应急部门相关的应急能力。例如：交通部门的路网抢修流程设计受抢修人员的培训成果与抢修队伍召集能力影响，当存在抢修人员培训不足或抢修队伍召集能力不足情况时，将促使路网抢修流程设计不足的产生，而上述3个混乱因素及其影响关系又共同构成了路网工程抢修能力不足这1能力层面问题。

2.4　基础CSECS-Mess Map构建

基于CSECS-Mess Map初始模板，应急决策者可根据识别出的应急能力不足、应急准备混乱因素及其关系，构建基础CSECS-Mess Map，其概念图如图1所示。基础CSECS-Mess Map主要包括：突发事件情景模块、应急部门模块、应急能力不足模块与应急准备混乱因素模块，具体阐述如下。

图1　基础CSECS-Mess Map的概念Fig.1　Conceptual diagram of basic CSECS-Mess Map

1)突发事件情景模块：主要用于表示所模拟想定的突发事件情景，主要包括致灾因子、承灾载体与孕灾环境等。

2)应急部门模块：主要用于表示应急部门，不同的应急部门联动应对突发事件，共同完成应急目标。

3) 应急能力不足模块：主要用于表示应急部门中可能存在的应急能力不足，应急能力不足之间可能存在直接影响关系，该关系是由应急部门之间的联动关系决定的。图1中的虚线箭头指向表达了应急能力不足的组织责任关系，即由应急任务的执行组织指向指挥组织。例如，如果应急部门A与应急部门B共同完成某1项应急任务且应急部门A主要负责该应急任务，则应急部门B相应的应急能力不足指向应急部门A相应的应急能力不足。

4) 应急准备混乱因素模块：主要用于表示应急能力不足中包含的应急准备混乱因素，其是应急能力不足进一步划分所得到的内容，应急准备混乱因素之间可能存在直接影响关系，该关系表明了应急准备混乱因素之间的影响作用。图1中的实线箭头指向表达了应急准备混乱因素的因果关系及影响路径，即由应急准备混乱的起因指向结果，而混乱因素结合影响路径共同构成了应急准备混乱。

3　案例分析

根据以上内容，为了挖掘M市应急部门在地震灾害情景下的路网抢险能力不足，根据相关地震应急案例、相关地震应急预案[22]与实地调研访谈等，以M市为背景，在模拟想定的突发事件情景下，构建路网抢险能力不足混乱图(Mess map of Road Network Emergency Capability Shortage，简写为RNECS-Mess Map)，以此简要说明混乱图在挖掘CI系统应急能力不足方面的应用。需要指出的是，案例分析中的讨论不代表M市应急部门实际存在这些应急能力不足，仅是举例说明混乱图是如何支持应急决策者，从应急部门的角度挖掘CI系统应急能力不足的。

首先，需要构建路网抢险能力不足混乱图初始模板。在RNECS-Mess Map初始模板中，突发事件情景设置为市县级的较大地震灾害，具体模拟想定的地震灾害情景及其主要特征如表1所示。在此类地震灾害情景中，与路网抢险相关的市县级应急部门主要包括：交通运输部门、公安部门与医疗卫生部门等。当然，还有其他若干相关部门应包含在内，但为便于阐述，本文仅针对上述主要应急部门构建RNECS-Mess Map初始模板。

表1　模拟想定的M市地震灾害情景

其次，根据相关地震灾害历史案例与相关地震应急预案可知，在路网抢险时，一方面要及时有效地抢修受损公路，另一方面也要及时有效地控制因路网受损所导致的级联效应[4]，如交通拥堵影响其他CI系统正常运行等，即路网抢险能力不足主要分为：路网工程抢修能力不足与路网效应控制能力不足。路网抢险时，应急部门之间是联动的，如交通运输部门、公安部门与医疗卫生部门等共同执行路网工程抢修任务，交通运输部门与公安部门等共同执行路网效应控制任务。因此，按照以上联动关系，可识别出各应急部门应急能力不足之间的关系。

然后，针对应急部门相关的应急能力不足，可识别出相关的应急准备混乱因素。如对于交通运输部门的路网工程抢修能力不足，在模拟想定的地震灾害情景下，其所包含的应急准备混乱因素主要包括：路网抢修人员培训不足、路网抢修队伍召集能力不足与路网抢修流程设计不足等，即这3个应急准备混乱因素主要“贡献”了交通运输部门的路网工程抢修能力不足。而且，这些应急准备混乱因素之间是存在相互作用关系的，比如：路网抢修人员培训不足与路网抢修队伍召集能力不足会导致路网抢修流程设计不足。

最后，基于以上分析，根据RNECS-Mess Map初始模板，最终构建出基础RNECS-Mess Map，如图2所示。需要指出的是，所构建的RNECS-Mess Map仍需要进一步在实际应急情况下完善与改进，而在模拟想定的突发事件情景下挖掘出的路网抢险能力不足的问题，亦可以对实际执行路网抢险任务时作为参考。

4　结论

1)CI系统应急准备是可能存在混乱的，这些应急准备混乱所对应的应急能力不足，需要应急决策者在突发事件应急准备阶段进行有效挖掘。

2)基于混乱图从应急部门的角度挖掘CI系统应急能力不足，阐述了特定突发事件情景下CI系统应急能力不足混乱图的构建流程，其主要包括CSECS-Mess Map初始模板构建、应急能力不足识别、应急准备混乱因素识别与基础CSECS-Mess Map构建等。

3)将混乱图应用于CI系统应急管理是1种新的尝试，对应急准备混乱与应急能力不足概念的理解，及所构建的CI系统应急能力不足混乱图，需在今后的应急实践中不断完善与改进。

图2　模拟想定的地震灾害情景下构建的M市基础RNECS-Mess MapFig.2　Basic RNECS-Mess Map under presumed earthquake disaster scenarios in M city

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