图书档案馆灾害应急全过程的分级响应SPN模型及效能分析

2018-07-26邵必林郝佳乐

山西档案 2018年3期

文 / 邵必林郝佳乐

我国各类灾害频发，对图书档案馆馆藏资料及在馆人员的安全都会造成极为严重的危害。灾害发生时，如何保证馆藏资料不受损失或尽可能降低损失以及保障在馆人员安全，是相关管理人员与社会各界持续关注的问题。鉴此，本文尝试运用应急全过程理论与分级响应机制作为理论工具，引入SPN构建应急效能评估模型进行量化评估，旨在为图书档案馆提升应急管理水平及管理人员提高自身应急能力提供参考。

一、图书档案馆应急管理的理论工具及工作流程

（一）应急全过程管理及分级响应

图书档案馆应急全过程可分为五个阶段：监测、预警、响应、处置、修复及恢复。分级响应机制的出现源于灾害类型的增多和受灾程度的不同。依据灾害的类型及程度，开展有针对性的应急活动尤为重要。图书档案馆应急管理中，应充分考虑纸质资料及数据资料易受损坏的方式，依据可能的损失方式及程度进行划分。参考相关研究[1]，对灾害进行分类和分级，见表1。

表1 灾害分类及分级响应

（二）图书档案馆应急全过程的工作流程

图书档案馆应急管理工作流程的首要环节是应急监测，监测的对象包括：灾害相关信息、馆内的软硬件运行情况、在馆人员数量及分布、馆藏资料的数量及类型。预警环节中，当发布一、二级警情时需要及时启动相应应急预案，发布三、四警情时需要启动相应的预案或制定现场处置方案。特别地，五级警情只向馆内管理人员发布。警情发布后，随即进入应急响应环节。在响应环节，按照警情级别的不同，开展不同响应程序。一旦馆藏资料受损或人员受到伤害，立即进入应急处置环节。考虑到不同单位应急能力不尽相同，故分为馆内应急处置与内外应急联动处置。在修复及恢复环节中，第一阶段的主要工作是挖掘搜寻馆藏资料并转移受灾资料。之后按照资料受损的程度，开展修复工作，同时，进行受损设备设施及建筑物的恢复工作。应急全过程的结束以馆内资料重新归档作为标志。

二、SPN建模及分析步骤

（一）SPN的基本理论

SPN中每个变迁所联系的实施时间是随机变量，进而保证SPN的状态空间与马尔科夫链（MC）同构，为后续分析奠定基础。一个六元组∑=（P,T;F,K,W,M0）满足以下必要条件则称为Petri网。

1.（P,T;F）是一个网，P元素是位置，T元素是变迁；

2.K:P→N+是位置容量函数；

3.W:F→N+是弧权函数；

4.M1:S→N是初始标识满足：∀S∈S:M_0(s)≤K(s)。

连续时间SPN=（P,T;F,K,W,M0 ,λ），其中λi={λ1,λ2,…,λm}是变迁平均实施速率集合。

（二）模型构建及效能分析的步骤

图书档案馆应急全过程模型构建及效能分析的步骤如下：

1.依据图书档案馆应急全过程工作流程配，构建出SPN模型；

2.根据SPN模型与马尔科夫链的同构型，得到同构MC；

3.求解稳定状态概率。设MC中n个状态的概率为一个行向量X=（x1，x2，…，xn），则可建立如下线性方程组：

带入λi={λ1，λ2，…，λm}，求解方程组，解得每个状态XQ的稳定概率G[Mi]；

4.基于稳定状态概率求解效能指标库所繁忙率与变迁利用率。

库所繁忙率G[M(Pi)=1]是指：应急信息处理及资源调度的繁忙概率。求解公式为：

变迁利用率U（ti）是指：将变迁转化为使能变迁的所有标识的稳定概率之和。求解公式为：

三、基于SPN模型的灾害案例应急效能量化分析

（一）图书档案馆应急全过程SPN模型

本研究构建出图书档案馆应急全过程SPN模型，见图1。

图1 图书档案馆应急全过程SPN模型

库所含义为：P1表示监测开始，P2表示监测灾害，P3表示内部监测，P4表示灾害类型成因，P5表示影响范围及事态发展，P6表示减灾系统运行情况，P7表示馆藏资料类型及数量，P8表示馆内人员数量及分布，P9表示设备、设施情况，P10表示灾害汇总信息，P11表示馆内汇总信息，P12表示决策信息，P1表示一级红色预警信息，P14表示二级橙色预警信息，P15表示三级黄色预警信息，P16表示四级蓝色预警信息，P17表示应急响应开始信息，P18表示馆内外应急联动信息，P19表示馆内应急响应信息，P20表示事态缓解及灾情遏制，P21表示全面挖掘搜寻资料，P22表示转移受灾资料，P23表示受灾情况评估，P24表示修复受损资料，P25表示恢复受损设备设施，P26表示资料归档，Pa表示馆内汇总反馈信息。变迁含义为：t表示监测，t2表示灾情监测，t3表示内部监测，t4表示汇总灾情信息，t5表示汇总馆内信息，t6表示分析研判，t7表示发布一级红色预警，t8表示发布二级橙色预警，t9表示发布三级黄色预警，t10表示发布四级蓝色预警，t11表示应急响应，t12表示馆内响应，t13表示内外应急联动，t14表示响应结束，t15表示受损资料处置，t16表示处置结束，t17表示修复、恢复，t1表示修复、恢复结束，t19表示应急总结、循环，ta表示受灾可能性低。

（二）SPN模型同构MC

由变迁t1,t2,….,t19依次激发，得到不同的标识集，根据标识集，构造同构MC，见图2。

（三）稳定状态概率及效能分析

云南省2011年遭受5.9级地震灾害，对省内某档案馆造成不小损失，参照此次灾害事件中该档案馆应对过程的记录报道，对变迁平均实施速率λi进行设定：λ1=10，λ2=5，λ3=6 ，λ4=3，λ5=3，λ6=1，λ7=2，λ8=2，λ9=1，λ10=1，λ11=4，λ12=1，λ13=8，λ14=3，λ15=3，λ16=5，λ17=2，λ18=15，λ19=1，λa=1。根据公式（1）得到线性方程组，代入λi的数值，求解稳定状态概率。解得：x1=0.010899；x2=0.029064；x3=0.02422；x4=0.048441；x5=0.036331；x6=0.108992；x7=0.054496；x8=0.054496；x9=0.108992；x10=0.108992；x11=0.027248；x12=0.108992；x13=0.013624；x14=0.036331；x15=0.036331；x16=0.021798；x17=0.054496；x18=0.007266；x19=0.108992。

图2 SPN模型同构MC

依照公式（2）求解库所繁忙概率。其中G[M(P11)=1]，G[M(P14)=1]，G[M(P15)=1]，G[M(P26)=1]，G[M(P17)=1]，G[M(Pa)=1]的值远大于其他G[M(Pi)=1]，说明库所P11、P14、P15、P16、P17、Pa的繁忙概率较大，即容易出现信息堆积，影响应急效率以及最终应急效果的达成。

库所P11代表馆内汇总信息，日常管理中，应定期对减灾系统测试、统计备案馆藏资料、更换老旧设备设施、统计在馆人数，以便在发生在灾害时，及时汇总信息为后续应急各环节做准备。Pa表示馆内汇总反馈信息，加快应急反馈信息传递速度，能进一步提高应急效率。

P14、P15、P16表示的二、三、四级预警信息中涵盖的多种灾害类型，应急预案很难覆盖，故可以通过提前制定现场处置方案来辅助应急预案的执行，以优化上述环节的信息处置效率，解决易出现信息堆积的问题。对一、二级预警信息的优化，可以提升P17表示的应急响应开始信息的处置效率。

依照公式（3）求解变迁利用率。其中U（t6）、U（t11）、U（t12）、U（t13）、U（t19）的值远大于其他U（ti），说明t6、t11、t12、t13、t19的利用率较高，即环节耗时较长，应重点优化以提升应急效率。

t6表示分析研判，包括对灾情及馆内汇总情况的判断。此环节是应急决策效率的具体体现，快速及时的分析研判建立在对灾害信息保持高度敏感以及馆内各方面情况及时掌握的基础上。馆内管理人员应从这两个方面提高分析研判过程的速度。

t11、t12、t13分别表示应急响应、馆内响应、内外应急联动，是应急全过程中的核心环节，涉及到应急资源的调配、馆内部门之间及人员之间的协调、馆内与消防部门及其他政府部门间的合作。因此，优化上述环节应急效能，能直接有效地提升图书档案馆的应急水平。

t19表示单次应急过程的结束，即应急常态监测开始。面对各类灾害频发的不确定性，馆内管理人员应长期保持警惕，不应有所懈怠。