城市应急物资管理流程模型研究——以危险化学品事故为例

仲 秋 雁，薛 慧 芳，叶 鑫

（大连理工大学 管理科学与工程学院，辽宁 大连 116024）

一、引 言

近年来，我国各种突发性灾害事件时有发生，如吉林石化分公司双苯厂“11·13”爆炸事故、大连“7·16”油管爆炸事故等，给人民生命财产造成了巨大损失。在这些突发事件发生时，为了在最快的时间内进行抢救，减少灾害带来的损失，应急物资的供应起着不可替代的作用。应急物资是紧急救援工作的最为基本的保障［1］，因此救灾的胜负在很大程度上依赖于对应急物资的管理。应急物资的管理也是应急管理的一个重要研究方向和不可缺少的组成部分，在很大程度上决定着城市应急能力的高低。因此，研究和探讨应急物资的管理，不仅具有理论意义，更有实用价值。

目前，国内外学者主要从应急物资储备和调度两方面就应急物资管理展开研究。例如，郭子雪等人研究了应急物资储备库最小费用选址问题，给出了区间数的概念和运算，构建了参数为区间数的应急物资储备库最小费用选址模型［2］；Barbarosoilu构建了一个两阶段的随机线性规划模型，应用此模型能获取在应急响应过程中将重要的急救物资运送到灾害影响地点的方案，还可以用来表示通常情况下多物资、多模式的网络流问题，从而描述了城市交通网络上的物资流［3］；汪欲、何建敏在考虑多物资、多出救点共同应急的基础上，建立了基于“出救点个数最少”和“应急开始时间最早”的多目标的调度模型［4］；王苏生、王岩以双层决策方法为基础建立了多受灾点应急物资配置模型，并依据应急出救的就近原则提出了基于动态优选策略的全局优化方法，结果表明该模型能够很好地解决多受灾点、多出救点的物资分配问题［5］。目前学者们研究的求解物资调度和配置模型的方法主要有遗传算法［6］［7］、基于模糊优化的技术方法［8］［9］、禁忌搜索（TS）算法［10］、模拟退火算法［11］、基于运筹学的方法［12］，等等。综上所述，对应急物资管理的研究大部分是针对应急物资储备、调度和分配模型及算法展开的，还没有学者从流程的角度去研究应急物资管理，而流程的研究有助于了解应急物资管理的过程，辅助应急管理人员实施应急物资管理。

本文以危险化学品事故（指危险化学品生产、经营、储存、使用和废弃危险化学品处置等过程中由危险化学品造成人员伤害、财产损失和环境污染的事故［13］，不包括危险化学品运输过程中发生的事故）为例，构建应急物资管理的流程模型，明晰城市应急物资管理过程，为科学管理城市应急物资奠定基础。同时，所构建的流程模型对应急物资管理研究也具有一定的理论意义。

二、应急物资与城市应急物资管理

应急物资是指应对突发事件过程中所使用的各种物资、装备的总称。应急物资与普通物资相比，具有以下特点：（1）时间紧迫性。突发事件一旦发生，就需要将各种应急物资以最短的时间运送到事故地点；（2）种类多、数量大。应对突发事件所需要的应急物资种类繁多，部分应急物资需求量很大；（3）需求不确定。应急物资需求的种类和数量根据当时的情景而定，是不断变化的；（4）弱经济性。一般以时间最短为目标进行应急物资的筹措和运送，而管理普通物资更侧重于节约成本，这一点体现出应急物资的弱经济性［14］。

应急管理是在应对突发事件的过程中，为了降低突发事件的危害，达到优化决策的目的，基于对突发事件的原因、过程及后果进行分析，有效集成社会各方面的相关资源，对突发事件进行有效预警、控制和处理的过程［15］。应急管理涉及一系列的活动，国家和地方政府都有责任进行应急管理，而企业、非政府组织、公众等也有义务积极参与突发事件的应急。

城市应急物资管理就是指城市政府为了应对突发事件针对应急物资进行的一系列有计划、有组织的管理过程，主要任务是有效地储备和调配各种应急物资，保障应急救援连续高效地进行，最大限度地减少突发事件的负面影响。城市应急物资管理包括城市应急物资储备和应急物资调配，储备是调配的基础。对于一个城市来说，做好应急物资储备，科学调配应急物资是非常重要的。《中华人民共和国突发事件应对法》将突发事件的应急管理分为预防与应急准备、监测与预警、应急处置与救援、事后恢复与重建四个过程［16］，城市应急物资的储备对应着预防与应急准备阶段和监测与预警阶段，而城市应急物资的调配对应着应急处置与救援和事后恢复与重建阶段。

三、城市应急物资管理流程分析及模型构建

1.城市应急物资管理流程分析

与一般业务管理流程相比，应急管理流程（包括应急物资管理流程）具有以下两个特点：（1）应急管理流程更具有动态性。活动之间的关系比较复杂，有时需要根据当时的情景去决定流程的执行。（2）应急管理流程的目标是基于控制突发事件的发展，减少突发事件带来的损失。可见，一般业务管理流程中更注重成本控制，而应急管理流程中更注重时间节约。

虽然业务流程与应急流程具有不同的特点，但Franke在案例研究的基础上，指出可以参考业务流程管理的相关技术和方法来研究应急流程管理，因为两者研究的是相似的问题，只是在不同的领域［17］。因此，在对应急管理流程进行建模时，可以借鉴构建一般业务管理流程的方法，只是在选择方法时要考虑应急管理流程的特点和建立流程模型的目的。本文采用BPMN（business process modeling notation，业务流程建模标注）这一流程建模技术来描述应急物资管理流程。

城市应急物资的储备一般由当地政府应急办负责，应急物资的调配与保障一般由现场应急指挥部设置的物资保障组负责。物资保障组的基本任务是：（1）通知有关应急物资储备库准备好相应的应急物资；（2）利用现有交通运输物资，将所需物资供应现场。针对危险化学品事故，物资保障组一般由发改部门、安监部门、交通部门等组成。构建流程模型时，假设应急物资的调配由物资保障组负责。本文构建流程模型时参考的资料主要包括5个典型案例、6个应急预案、1个救援手册、1个法律法规以及4个政府文件。

经过分析发现，应急物资调配贯穿整个应急救援过程，并且应急管理人员根据突发事件实际情景实时地调配应急物资。一般情况下，物资保障组（指负责调配物资的工作组）分析突发事件情景，并基于分析结果预测应急物资需求，包括物资的种类、数量等，初步确定应急物资需求后，开始筹措物资。对于危险化学品事故来说，一般先调用事故单位储备的应急物资，不满足需求时再考虑其他方式。国家危险化学品事故灾难应急预案中提到，应急响应时所需物资的调用、采购、储备、管理，遵循“服从调动、服务大局”的原则，保证应急救援的需求［13］。所以，物资保障组可以采取调用所在城市储备物资、征用物资、组织社会捐赠物资、采购等方式满足应急物资需求。

筹措物资后，利用现有交通资源将各物资供应点处的应急物资运送到事故现场。由于应急物资陆续到达，所以，当存在多个物资需求点时，物资保障组需要根据紧急程度分配物资。

2.城市应急物资管理流程模型构建

根据以上分析，分别构建城市应急物资储备和城市应急物资调配的流程模型。针对城市应急物资储备流程，只建立其核心流程；而对于城市应急物资调配流程，先建立核心流程，再针对两个关键环节建立子流程。

（1）流程中基本元素说明

应急物资管理流程中主要元素有开始事件（start event）、结束事件（end event）、子流程（subprocess）、任务（task）、数据对象（data object）、并发事件网关（parallel gateway）、包容性网关（inclusive gateway）、排他事件网关（exclusive gateway）、注释（text annotation）、池（pool）、顺序流（flow）、信息流（message flow）、关联（association），另外还使用到数据关联、消息和数据库。其中，“池”用来描述流程中的参与者，它是将一系列活动区别于其他“池”的活动的图形容器。网关控制流程的分支和聚合。

（2）城市应急物资储备流程

城市应急物资储备包括建立应急物资储备制度、普查现有应急物资储备、确定城市所需应急物资储备、制定应急物资储备库建设方案、建设应急物资储备库、建立应急物资储备数据库、定期检查、维护和补充应急物资，具体流程模型如图1所示。

图1 城市应急物资储备流程模型

首先，城市中所有应急物资统归应急办登记管理，实现应急物资的集中管理，有利于全面掌握应急物资情况和有效调配应急物资。其次，在制定应急物资储备库建设方案时，最重要的是储备库选址问题。将应急物资储备库置于合理的位置，不仅可以降低成本，而且还能够保证提供应急物资的时效性，它直接关系到应急物流保障的反应速度和最终成效［2］。再次，要储备必需的应急物资，同时建立应急物资储备数据库。最后，要保证储备库和数据库的数据一致性，定期检查、维护和补充应急物资，以免由于物资缺乏而延误应急救援。

（3）城市应急物资调配管理流程

城市应急物资调配管理的核心流程模型如图2所示。

图2 应急物资调配流程模型

从广义上看，城市应急物资调配主要包括以下四个环节：

①情景分析及预测物资需求。基于事故发生发展的情景、应急预案和相关事故应对经验，估算当前需要的物资种类和大概数量。近年来，城市中非常规突发事件发生的频率不断增大，而人们对非常规突发事件的演化规律的了解还不够充分，所以很难进行事先预防。传统的“预测－应对”模式不适用于非常规突发事件的应对，学者们普遍转向了“情景－应对”模式。例如，杨文国等人提出了应急处置的情景分析方法，给出了情景的定义和情景分析的要素，并对比了面向非常规突发事件的三种决策准则［18］。在分析非常规突发事件应对物资需求时，同样要考虑决策时的情景信息，即采用基于“情景－应对”型的应急处置模式，根据突发事件所处的情景预测物资的需求。因此，在预测物资需求之前物资保障组要尽可能多地收集情景信息，并对其进行分析以形成初始情景，同时，要查找并参考相关的指导文件，例如相关预案、应急救援手册等，然后结合情景信息、指导文件和专家意见实时预测物资需求。若分析的不是初始情景，则判断指导文件是否满足需要，以确定是查找相关指导文件还是直接参考指导文件。该环节的流程模型如图3所示。

②拟定应急物资筹措计划，组织应急物资筹措。应急物资筹措最好的方式是动用储备物资。由于非常规突发事件的供需双方不在一个地方，所以实现物资的空间转移就需要有一定的在途物资和待运物资。按照有关规定，危险化学品从业单位都会储备危险化学品事故应急救援物资和装备，因此首先要使用的是事故单位的储备物资。然后根据发生的危险化学品事故的特点，动用其他企业和当地政府应急物资储备库中的物资，也可以直接强制征用物资，事后再进行结算和补偿。如果储备和征用物资还不能满足应急救援的需求，就要进行政府统一的采购。除了动用储备、强制征用和采购以外，还有组织社会捐赠、争取国际援助等方式来筹措物资［19］。在拟定应急物资筹措计划、组织应急物资筹措时，若时间允许，要先了解物资储备等信息，基于所了解的信息进行商讨来制定物资筹措方案。如果紧急调用物资，可省略部分步骤，简化决策过程。该环节的具体流程模型如图4所示。

③执行应急物资综合调度。利用现有交通资源运输应急物资，借助地理信息系统选择适当的路线，以期最小化调度时间，最大化应急救援效率。

④应急物资分配、使用及反馈信息收集。将应急物资分配到各救援地，救援人员使用所分配应急物资进行现场救援。物资保障组则要实时掌握物资使用情况，以便进行情景分析，确定物资需求。

在实际的应急救援过程中，应急物资调配流程不断地循环进行。对于少量应急物资的调度，可能会简化某一个环节，但大致会按以上所描述的四个步骤进行。每一环节都会对第一环节有反馈，以丰富情景信息，及时地修改所要调度的应急物资种类和数量，实现基于情景的动态应急物资调度。对于特殊应急物资，可能在事故发生时就已经被调度到事故现场，因此根据情景选用合适的物资应对突发事件即可。

图3 情景分析及预测物资需求流程模型

图4 物资筹措流程模型

四、实例分析

用流程的形式来表示具体的应急物资储备实例和应急物资调配实例，来验证前文中提出的应急物资管理流程模型的有效性。

1.某市应急物资储备实例

某市在开展应急物资管理工作时，首先进行的是建立应急物资储备库的工作。第一，着手建立应急物资储备制度；第二，对该市现有各类应急物资储备进行普查（共普查、上报了8个市区县应急办和19个专项应急指挥部的应急物资储备情况，完成初步普查工作），同时通过考察调研，分析该市必须储备的应急物资；第三，经与有关专家商榷，初步将该市的应急保障物资分为13种大类58种小类共计上百个项目；第四，在分类的基础上，该市结合实际拟定了《某市应急物资储备总体预案》，并建设应急物资储备库。预案中包括了应急物资的各种类、数量、存放地点、责任人等；第五，建立物资储备数据库。第六，为了保障突发公共事件来临时的物资供应和后勤支援，该市制定了《某市突发公共事件应急处置物资供应善后安置预案》，明确了后勤各个部门在应急工作中的职责。要求应急物资必须处于良好的待用状态，指派专人定期检查、试用、维护、管理，要及时地添置和优化一些应急救援器材和设备，尤其是现场使用的物资装备和车载设备，使之保持完好性和先进性，以提高应急救援的水平和成效。

该市的应急物资储备工作过程如图5所示，其与本文建立的城市应急物资储备流程模型基本一致。目前，该市大部分应急物资储备库已经建设完成，相关部门根据预案定期检查和更新储备物资，同时拟定了应急物资储备总体预案与应急物资供应善后安置预案，为快速应对突发事件提供了物质保障。

图5 某市应急物资储备流程

2.应急物资调配实例

某市液化石油气有限公司4号球罐发生液化石油气泄漏事故，外泄的液化石油气将工人冻伤，大量的液化石油气喷涌而出，迅速向外蔓延。市消防支队值班室接到报警后，立即调动5个消防中队，25台消防车、125名消防官兵前往事发现场实施救援，并向市政府、省消防总队值班室、市公安局指挥中心报告情况。事故发生后，某市政府领导第一时间赶到现场，成立了事故处置临时指挥部，立即启动《某市燃气重大事故应急处置预案》，组织安监、公安、建委、环保等部门对事故进行处置。根据处置预案，指挥部立即采取以下措施：立即设置警戒区，实行交通管制；紧急疏散居民，关电熄火；停止周边企业生产。同时，指挥部了解现场实际情况，决定采取措施关闭泄漏阀门，防止液化石油气继续泄漏扩散。用喷雾水枪驱散液化石油气，用泡沫水枪对泄漏储罐的整个防护堤进行覆盖处理，阻止已经泄漏的气体快速挥发。该阶段（第一阶段）物资调配流程如图6所示。

消防队员协同技术人员组成的关阀堵漏小组成功地进行了堵漏。消防队员继续用泡沫枪对罐区防护堤内进行泡沫覆盖，缓解气体的蒸发，同时用喷雾水枪清除低洼地带沉积的液化石油气，防止发生爆炸。经过前一阶段应急物资调配的初步处理，虽然现场救援情况得到一定的缓解，但危险源仍旧存在，需要进一步采取有效的救援与调配措施。第二阶段物资调配流程如图7所示。

图6 第一阶段应急物资调配流程

图7 第二阶段应急物资调配流程

第一阶段中的调配流程属于情景分析及预测物资的需求流程。从收集当前情景的基本信息开始，确定液化石油泄露事故的危险源，同时在分析情景信息后，确认了基本的救援情况。在确定其为初始情景后，通过查找指导性的应急方案与救援预案，同时参考相关专家的指导性意见，预测出了应急的物资需求。第二阶段进入应急物资的筹措流程。从确定所需的物资储备流程开始，一方面通过动用事故单位的基本储备物资采取紧急救援；另一方面专家在对情景的及时分析后，动态地调整救援方案，并动用当地政府和其他企业的资源匹配所需的物资。最终在多部门的联合调配下，完成救援物资的组织与筹措。以上两个应急物资调配流程与本文提出的应急物资调配流程模型一致，在一定程度上说明所建立流程模型的有效性和可用性。

五、结 论

本文借助业务流程领域中的业务流程建模标注对应急物资管理流程进行图形化表示，提出了从流程的角度研究城市应急物资管理调配的流程模型。该模型一方面简化了应急物资调配的业务分析与流程，另一方面弥补了已有研究物资管理模型的缺陷，并实现了对这些模型的应用。本文在研究典型案例、相关应急预案和操作手册的基础上，基于实地调研结果，对城市应急物资储备和城市应急物资调配的过程进行了分析。并以此为基础，构建了城市应急物资管理流程模型，包括应急物资储备流程模型和应急物资调配流程模型。流程模型构建后，给出了具体的城市应急物资储备实例和城市应急物资调配实例，并通过两个阶段的应急物资调配流程与本文提出的应急物资调配流程模型的对比结果，验证了流程模型的科学性和有效性。本文的研究结果在理论上丰富了应急流程管理的内容和方法，在实践上对科学有效地开展城市应急物资管理工作具有一定的指导意义。本文的局限性在于所建立的应急物资调配流程模型只适用于危险化学品事故灾难的应急物资管理，下一步将研究适用于各类突发事件的物资管理流程模型，并对流程模型进行细化和优化。

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