基于WBS-RBS的突發事件應急資源需求匹配研究*

王國慶，肖智文，朱建明，秦紅江

(中國科學院大學 工程科學學院，北京 100049)

0　引言

突發事件是指那些綜合性較強、牽扯面較廣，對城市經濟社會系統正常運行擾動大，實現管理的程序化比較難，需要多個部門或多方面力量協同應對的一類事件，如突發性自然災害、社會安全事件等[1]。由于突發事件本身的不可預見性、低頻次以及危害處置的緊迫性，使得突發事件對應急裝備物資的需求具有突發性、緊迫性、多樣性、巨量性和不確定性等特點[2-3]。在天津港“8·12”事件中，天津港公安局消防支隊，沒有針對不同性質的危險貨物制定相應的消防滅火預案，準備相應的滅火救援裝備和物資[4]，暴露出突發事件應急響應過程中，應急資源的需求與供給不一致的問題十分突出。

近年來，針對不同突發事件的特征，眾多學者提出相應的處理方式，以解決突發事件應急響應過程中對應急資源的匹配問題，取得一定的成果。“情景-應對”是在分析以往災害事故發生、發展規律的基礎上，通過對情景及情景演變規律的分析，建立基于“情景-應對”的方法模型或應用平臺，并在實際案例中加以應用，實現對突發災害事故的決策支持和有效應對[5]，是當前突發事件應急處置過程中廣泛采用的方法[6-7]；張昊在考慮救援時間、成本和經濟損失等因素的前提下，建立應急資源配置的優化模型，研究應急物資的需求[8]；周廣亮從資源需求、供給效率2個角度，將供求關系描述為9種情景，根據災情的變化，選擇適合的資源配置模式[9]；張永領按照逐層遞進的方式，將突發事件應急資源需求分為4個層次，并分層次細化應急資源[10]；汪貽生采用案例推理方法，根據應急救援的進展、災害演變以及物資的消耗與籌集等情況，按需對下一階段的應急物資種類和數量需求進行預測[11]；Li Rui采用模糊控制理論，建立基于案例推理的三峽庫區水污染應急資源預測方法，快速確定三峽庫區對水污染材料的需求種類、數量及質量要求[12]。

突發事件的應急處置是一項復雜的系統工程，資源成本的約束性、救援過程的不確定性和一次性是其典型特征，應急處置過程中不確定因素多，新問題、新情況均需不斷地研究解決。在這種情況下，現有研究中，僅從突發事件總體角度研究應急資源的需求匹配問題，而對應急資源的需求環節和需求點不了解，是無法對應急資源進行規范化配置的，故對提高突發事件應急處置的效率和效果是有限的。針對此問題，本文借鑒項目管理學中的工作分解結構(WBS)對突發事件情景進行分解，將突發事件情景依據其任務屬性分解成若干個可以執行的子情景工作集合，根據每個子情景工作的實際需求，提供相應的應急資源，構建基于“工作分解結構—資源分解結構”(WBS-RBS)的突發事件應急資源需求矩陣，該方法不僅可以明確應急資源的需求環節和需求點，還可以根據需求對應急資源進行規范化配置，為進一步提升整體應急管理水平提供參考和借鑒。

1　應急資源需求的WBS-RBS分析

1.1　突發事件情景分解結構

突發事件情景是基于整個災害事故的，即在整個災害事故演變過程中，所有災害事故要素的狀態集合。在這個集合中，可以包含災害事故發生、發展過程中在某一時刻所有災害事故要素的狀態集合[13]。

情景從原始狀態開始，按照事件發生、發展的自然規律以及通過外界的人為干擾，經由不同的狀態點而產生新的情景的過程稱為情景的演變，情景幾乎是隨時在變的[14]，但在突發事件決策過程中，決策主體重點關注的是那些關鍵決策點所面對的情景，因此，本文將情景定義為決策關鍵點所面臨的態勢，該態勢所需的應急資源定義為任務。

WBS通過樹形結構分解工作，以確定項目中包含的所有工作，作為一種通用的項目管理方法，廣泛應用在工程項目中[15]。在突發事件處置中，將整個突發事件情景看作1個項目，則情景由很多分支情景(子情景)構成，每個子情景又由若干個分支情景(子情景)構成，整個情景的分解就類似于1個項目的工作分解結構(WBS)，如：通過對普洱地震資料的了解和分析，在72 h救援黃金期，首要的救援任務就是解救被困、被掩埋的災民，故第一時間內需要的應急物資是救災的機械設備、急救藥品，能夠及時掌握這些關乎生命救援的物資需求，是提高災民生還率的關鍵因素之一；而地震發生幾天之后，對保障居民正常生活的飲用水、食品、帳篷等物資的需求急劇上升；最后，在災后重建工作時，則需要工程設備、建材等物資[16]。從這個角度，整個普洱地震就可以看作由“災民急救”、“打通道路”、“恢復供電”等若干個救災子情景構成，而每個子情景又對應若干任務。

在突發事件應急救援處置時，雖然突發事件種類差別較大、具體的救援內容不盡相同，但面臨的救援任務及所需的應急資源具有一定的相似性，如在汶川地震發生后，主要的救援任務包括：搶救傷員、尋找遇難者、對災民安置和轉移、打通救援道路、輸送救援物資、密切防范余震以及由地震帶來的其他災害(如地質災害)的發生等；而在天津港“8·12”事件發生后，主要的救援任務包括：搶救傷員、對周圍居民進行疏散安置和轉移、撲滅大火、隔離可燃物、防止由于火災引發危化品爆炸等。通過對突發事件進行分析可知，突發事件的救援任務主要分為以下3類：

1)與人相關的救援任務，如傷員救治、災區人員疏散、安置和轉移、遇難者身份確認及尸體處理；

2)與物相關的救援任務，如必要時的物資搶救、關鍵設備的搶修以及災后的重建工作；

3)防御次生災害任務，如密切監測可能發生的次生災害、劃定警戒區域、預防預警、次生災害發生后帶來的與人、物相關的任務以及次生災害防御任務。

將每個子情景看作是1個子項目，依據情景的生命周期構成和情景面臨的救援任務，對突發事件情景進行WBS分解，結果如圖1所示。

圖1　突發事件情景WBS分解Fig.1　WBS decomposition of emergent events

1.2　面向救援任務的資源需求分析

資源分解結構(RBS)是項目管理中，分析單位工作所需物資清單的一種常用方式，是組織分解結構的一種變異，通常在將工作元素分配到個人時使用。

當1個項目的組織分解結構，將項目的工作分別分配給項目團隊或項目組織的某個群體或個人后，項目管理還需要適用這種項目分解結構去說明，在實施這些工作中，有權得到資源的情況以及項目資源的整體分配情況，這種分解結構同樣適用于本文中對子情景的分解。

由于突發事件的救援任務趨于一致，故針對具體的應急救援任務處置時，處置過程及使用到的應急裝備物資也有一定的相似性，以人員救援為例，如圖2所示。

圖 2　與人相關的子任務救援流程Fig.2　Human related sub task rescue process

在災害發生后，與人相關的子任務救援流程包括：確定災民、災民搜救、災民急救、災民疏散、災民轉移、災民安置和尸體處理等幾個階段。在各類突發事件處置中，發生人員傷亡需啟動人員救援流程時，滿足救援需求的裝備物資種類在特定災害中雖有所不同，但總體趨于一致，如表1所示。

表1　與人相關救援任務應急資源需求表

1.3　應急資源需求的WBS-RBS矩陣

WBS-RBS是一種既能用來把握突發事件的全局，又能深入到突發事件的具體細節辨識裝備物資需求的方法，其辨識裝備物資需求的過程包含：首先，構建WBS，即把整個突發事件情景逐級分解為若干個子情景，直到分解為若干個獨立的作業單元；其次，構建RBS，即將每個獨立的作業單元需要的應急資源進行統計，細化到最小應急資源組成單元；最后，以WBS為列、RBS為行，構建WBS-RBS耦合矩陣，構成救援任務與應急資源需求的映射關系。WBS-RBS矩陣如圖3所示。

圖3　情景“WBS-RBS”分解結構Fig.3　Scene "WBS-RBS" decomposition structure

2　應急資源需求的模型化表示

2.1　情景分解結構

將情景定義為SS，子情景救援任務定義為S，與人相關的任務定義為p，與物相關的任務定義為g，次生災害防御任務定義為k，則：

1個子情景救援任務可以表示為：

S=δ(p|g|k)

(1)

若1個情景由n個子情景構成，則1個情景(即1個WBS分解的情景救援任務集合)SS表示為：

(2)

假設有這種可能，將所有突發事件的子情景進行窮舉得到子情景集合Sw，在有限理性的假設下，認為Sw包含了突發事件中所有可能發生的子情景，突發事件所有可能發生的子情景個數為t，則：

(3)

對于任何突發事件進行WBS分解，得到子情景救援任務均可以從Sw中找到對應的子情景救援任務。

2.2　資源需求結構

將RBS定義為每個具體任務所用到的應急裝備物資，以E表示應急資源，e表示每種具體的裝備物資，通過對各類突發事件中用到的應急裝備物資進行分析，建立應急資源清單。

E=(e1,e2,...,es)

(4)

φr表示1個救援任務，則每個救援任務需要的應急資源均包含在E中，從E中選取需要用到的裝備物資。

φr=E(ek+i,ek+j,...)

(5)

假設1個情景中有m個子情景救援任務，tr為第r個子情景救援任務對裝備的使用系數，即該子情景救援任務中裝備的使用量。則處理1個情景所面臨的所有應急任務所需應急資源的集合W：

(6)

3　應用舉例-以地震災害情景下某電網公司應急處置裝備物資需求匹配為例

根據調研，某電網公司在地震災害救援過程中，經常由于應急裝備物資配套不合理，導致救援缺少關鍵裝備物資，造成應急效率低下，如：在高風險地區，應急發電機的儲備不合理，災害發生后，需要從臨近地市調撥相應物資。

基于電網應急處置的主要職責，地震災害下電網應急處置階段一般劃分為以下5個階段：

1)預警減災：對于有可能發生的災害進行先期預防，減小災害發生可能造成的損失。

2)應急調度：電力調度第一時間隔離受損電網，確保非災區的用電保障。

3)現場搶險救援階段：主要任務是保供電和照明，從而維持穩定的秩序，使用的裝備為發電車、小型發電機、照明燈塔等。

4)電網搶修恢復階段：主要任務是修復受損線路，時間周期可能較長，多達1～2周，使用的裝備為水泥桿、導線、鐵塔等。

5)重建規劃階段：對于受損比較嚴重的地區政府，進行電網的重建規劃和區域的重建計劃，如重建工業園和居民區等。

通過對電網公司的實地調研，階段1)發生在預警階段；階段2)的應急調度采用計算機自動化處理，無需人工干預；階段5)屬于重建階段，故本文分解3)和4)階段。參閱某電網公司近年來應對地震災害的資料，將3)和4)階段按照功能分解為：點亮第一盞燈、指揮部搭建、帳篷供電和修復受損線路、修復受損發電站、修復倒桿等6個關鍵任務，如表2所示。應急資源以某電網公司數據庫中保存的應急物資統計表中資源清單為準，共涉及防護用品類、生命救助設備類、臨時食宿用品類、發電設備及燃料類、器材工具類、照明設備類、通訊廣播類和工程材料類等8類。

表 2　某電網公司地震災害下“WBS-RBS”分解結構

通過建立某電網公司基于地震災害下的WBS-RBS分解結構，對某電網公司應對地震災害下的救援任務有了清晰的刻畫，構建救援情景和相關子情景，明確關鍵救援活動任務，確定活動所需的裝備，這些均為應急處置提供科學、合理的支持與建議，能夠進一步提高某電網公司在應急處置過程中的效率與效果。

4　結論

1)通過對突發事件情景構成進行分析，引入項目管理中的工作分解結構(WBS)對情景進行分解。

2)突發事件發生后，從相關決策主體重點關注的決策點入手，將情景定義為決策關鍵點所面臨的態勢，進而通過對情景所面臨的救援任務進行分析，將救援任務分為與人相關的任務、與物相關的任務和次生災害防御任務3個方面，最終通過工作分解結構(WBS)建立突發事件情景分解結構。

3)引入資源分解結構(RBS)，對WBS分解后的各子情景子任務的應急資源需求進行分析，初步建立基于WBS-RBS的突發事件應急資源需求模型，最后以某電網公司在地震災害下的實際需求為例進行說明 。

4)在對基于WBS-RBS的突發事件應急資源需求進行分析的過程中，本文的重點是圍繞應急資源的品類、單個子情景子任務對每種應急資源的數量需求進行研究，而對1個突發事件的應急資源的總體數量需求沒有進行深入研究，因為每個突發事件的子情景構成種類可能一樣，但是數量卻是不定的，對于這方面的研究，將是作者今后的主要研究方向之一。

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