基于WBS-RBS的突发事件应急资源需求匹配研究*

王国庆，肖智文，朱建明，秦红江

(中国科学院大学 工程科学学院，北京 100049)

0　引言

突发事件是指那些综合性较强、牵扯面较广，对城市经济社会系统正常运行扰动大，实现管理的程序化比较难，需要多个部门或多方面力量协同应对的一类事件，如突发性自然灾害、社会安全事件等[1]。由于突发事件本身的不可预见性、低频次以及危害处置的紧迫性，使得突发事件对应急装备物资的需求具有突发性、紧迫性、多样性、巨量性和不确定性等特点[2-3]。在天津港“8·12”事件中，天津港公安局消防支队，没有针对不同性质的危险货物制定相应的消防灭火预案，准备相应的灭火救援装备和物资[4]，暴露出突发事件应急响应过程中，应急资源的需求与供给不一致的问题十分突出。

近年来，针对不同突发事件的特征，众多学者提出相应的处理方式，以解决突发事件应急响应过程中对应急资源的匹配问题，取得一定的成果。“情景-应对”是在分析以往灾害事故发生、发展规律的基础上，通过对情景及情景演变规律的分析，建立基于“情景-应对”的方法模型或应用平台，并在实际案例中加以应用，实现对突发灾害事故的决策支持和有效应对[5]，是当前突发事件应急处置过程中广泛采用的方法[6-7]；张昊在考虑救援时间、成本和经济损失等因素的前提下，建立应急资源配置的优化模型，研究应急物资的需求[8]；周广亮从资源需求、供给效率2个角度，将供求关系描述为9种情景，根据灾情的变化，选择适合的资源配置模式[9]；张永领按照逐层递进的方式，将突发事件应急资源需求分为4个层次，并分层次细化应急资源[10]；汪贻生采用案例推理方法，根据应急救援的进展、灾害演变以及物资的消耗与筹集等情况，按需对下一阶段的应急物资种类和数量需求进行预测[11]；Li Rui采用模糊控制理论，建立基于案例推理的三峡库区水污染应急资源预测方法，快速确定三峡库区对水污染材料的需求种类、数量及质量要求[12]。

突发事件的应急处置是一项复杂的系统工程，资源成本的约束性、救援过程的不确定性和一次性是其典型特征，应急处置过程中不确定因素多，新问题、新情况均需不断地研究解决。在这种情况下，现有研究中，仅从突发事件总体角度研究应急资源的需求匹配问题，而对应急资源的需求环节和需求点不了解，是无法对应急资源进行规范化配置的，故对提高突发事件应急处置的效率和效果是有限的。针对此问题，本文借鉴项目管理学中的工作分解结构(WBS)对突发事件情景进行分解，将突发事件情景依据其任务属性分解成若干个可以执行的子情景工作集合，根据每个子情景工作的实际需求，提供相应的应急资源，构建基于“工作分解结构—资源分解结构”(WBS-RBS)的突发事件应急资源需求矩阵，该方法不仅可以明确应急资源的需求环节和需求点，还可以根据需求对应急资源进行规范化配置，为进一步提升整体应急管理水平提供参考和借鉴。

1　应急资源需求的WBS-RBS分析

1.1　突发事件情景分解结构

突发事件情景是基于整个灾害事故的，即在整个灾害事故演变过程中，所有灾害事故要素的状态集合。在这个集合中，可以包含灾害事故发生、发展过程中在某一时刻所有灾害事故要素的状态集合[13]。

情景从原始状态开始，按照事件发生、发展的自然规律以及通过外界的人为干扰，经由不同的状态点而产生新的情景的过程称为情景的演变，情景几乎是随时在变的[14]，但在突发事件决策过程中，决策主体重点关注的是那些关键决策点所面对的情景，因此，本文将情景定义为决策关键点所面临的态势，该态势所需的应急资源定义为任务。

WBS通过树形结构分解工作，以确定项目中包含的所有工作，作为一种通用的项目管理方法，广泛应用在工程项目中[15]。在突发事件处置中，将整个突发事件情景看作1个项目，则情景由很多分支情景(子情景)构成，每个子情景又由若干个分支情景(子情景)构成，整个情景的分解就类似于1个项目的工作分解结构(WBS)，如：通过对普洱地震资料的了解和分析，在72 h救援黄金期，首要的救援任务就是解救被困、被掩埋的灾民，故第一时间内需要的应急物资是救灾的机械设备、急救药品，能够及时掌握这些关乎生命救援的物资需求，是提高灾民生还率的关键因素之一；而地震发生几天之后，对保障居民正常生活的饮用水、食品、帐篷等物资的需求急剧上升；最后，在灾后重建工作时，则需要工程设备、建材等物资[16]。从这个角度，整个普洱地震就可以看作由“灾民急救”、“打通道路”、“恢复供电”等若干个救灾子情景构成，而每个子情景又对应若干任务。

在突发事件应急救援处置时，虽然突发事件种类差别较大、具体的救援内容不尽相同，但面临的救援任务及所需的应急资源具有一定的相似性，如在汶川地震发生后，主要的救援任务包括：抢救伤员、寻找遇难者、对灾民安置和转移、打通救援道路、输送救援物资、密切防范余震以及由地震带来的其他灾害(如地质灾害)的发生等；而在天津港“8·12”事件发生后，主要的救援任务包括：抢救伤员、对周围居民进行疏散安置和转移、扑灭大火、隔离可燃物、防止由于火灾引发危化品爆炸等。通过对突发事件进行分析可知，突发事件的救援任务主要分为以下3类：

1)与人相关的救援任务，如伤员救治、灾区人员疏散、安置和转移、遇难者身份确认及尸体处理；

2)与物相关的救援任务，如必要时的物资抢救、关键设备的抢修以及灾后的重建工作；

3)防御次生灾害任务，如密切监测可能发生的次生灾害、划定警戒区域、预防预警、次生灾害发生后带来的与人、物相关的任务以及次生灾害防御任务。

将每个子情景看作是1个子项目，依据情景的生命周期构成和情景面临的救援任务，对突发事件情景进行WBS分解，结果如图1所示。

图1　突发事件情景WBS分解Fig.1　WBS decomposition of emergent events

1.2　面向救援任务的资源需求分析

资源分解结构(RBS)是项目管理中，分析单位工作所需物资清单的一种常用方式，是组织分解结构的一种变异，通常在将工作元素分配到个人时使用。

当1个项目的组织分解结构，将项目的工作分别分配给项目团队或项目组织的某个群体或个人后，项目管理还需要适用这种项目分解结构去说明，在实施这些工作中，有权得到资源的情况以及项目资源的整体分配情况，这种分解结构同样适用于本文中对子情景的分解。

由于突发事件的救援任务趋于一致，故针对具体的应急救援任务处置时，处置过程及使用到的应急装备物资也有一定的相似性，以人员救援为例，如图2所示。

图 2　与人相关的子任务救援流程Fig.2　Human related sub task rescue process

在灾害发生后，与人相关的子任务救援流程包括：确定灾民、灾民搜救、灾民急救、灾民疏散、灾民转移、灾民安置和尸体处理等几个阶段。在各类突发事件处置中，发生人员伤亡需启动人员救援流程时，满足救援需求的装备物资种类在特定灾害中虽有所不同，但总体趋于一致，如表1所示。

表1　与人相关救援任务应急资源需求表

1.3　应急资源需求的WBS-RBS矩阵

WBS-RBS是一种既能用来把握突发事件的全局，又能深入到突发事件的具体细节辨识装备物资需求的方法，其辨识装备物资需求的过程包含：首先，构建WBS，即把整个突发事件情景逐级分解为若干个子情景，直到分解为若干个独立的作业单元；其次，构建RBS，即将每个独立的作业单元需要的应急资源进行统计，细化到最小应急资源组成单元；最后，以WBS为列、RBS为行，构建WBS-RBS耦合矩阵，构成救援任务与应急资源需求的映射关系。WBS-RBS矩阵如图3所示。

图3　情景“WBS-RBS”分解结构Fig.3　Scene "WBS-RBS" decomposition structure

2　应急资源需求的模型化表示

2.1　情景分解结构

将情景定义为SS，子情景救援任务定义为S，与人相关的任务定义为p，与物相关的任务定义为g，次生灾害防御任务定义为k，则：

1个子情景救援任务可以表示为：

S=δ(p|g|k)

(1)

若1个情景由n个子情景构成，则1个情景(即1个WBS分解的情景救援任务集合)SS表示为：

(2)

假设有这种可能，将所有突发事件的子情景进行穷举得到子情景集合Sw，在有限理性的假设下，认为Sw包含了突发事件中所有可能发生的子情景，突发事件所有可能发生的子情景个数为t，则：

(3)

对于任何突发事件进行WBS分解，得到子情景救援任务均可以从Sw中找到对应的子情景救援任务。

2.2　资源需求结构

将RBS定义为每个具体任务所用到的应急装备物资，以E表示应急资源，e表示每种具体的装备物资，通过对各类突发事件中用到的应急装备物资进行分析，建立应急资源清单。

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

(4)

φr表示1个救援任务，则每个救援任务需要的应急资源均包含在E中，从E中选取需要用到的装备物资。

φr=E(ek+i,ek+j,...)

(5)

假设1个情景中有m个子情景救援任务，tr为第r个子情景救援任务对装备的使用系数，即该子情景救援任务中装备的使用量。则处理1个情景所面临的所有应急任务所需应急资源的集合W：

(6)

3　应用举例-以地震灾害情景下某电网公司应急处置装备物资需求匹配为例

根据调研，某电网公司在地震灾害救援过程中，经常由于应急装备物资配套不合理，导致救援缺少关键装备物资，造成应急效率低下，如：在高风险地区，应急发电机的储备不合理，灾害发生后，需要从临近地市调拨相应物资。

基于电网应急处置的主要职责，地震灾害下电网应急处置阶段一般划分为以下5个阶段：

1)预警减灾：对于有可能发生的灾害进行先期预防，减小灾害发生可能造成的损失。

2)应急调度：电力调度第一时间隔离受损电网，确保非灾区的用电保障。

3)现场抢险救援阶段：主要任务是保供电和照明，从而维持稳定的秩序，使用的装备为发电车、小型发电机、照明灯塔等。

4)电网抢修恢复阶段：主要任务是修复受损线路，时间周期可能较长，多达1～2周，使用的装备为水泥杆、导线、铁塔等。

5)重建规划阶段：对于受损比较严重的地区政府，进行电网的重建规划和区域的重建计划，如重建工业园和居民区等。

通过对电网公司的实地调研，阶段1)发生在预警阶段；阶段2)的应急调度采用计算机自动化处理，无需人工干预；阶段5)属于重建阶段，故本文分解3)和4)阶段。参阅某电网公司近年来应对地震灾害的资料，将3)和4)阶段按照功能分解为：点亮第一盏灯、指挥部搭建、帐篷供电和修复受损线路、修复受损发电站、修复倒杆等6个关键任务，如表2所示。应急资源以某电网公司数据库中保存的应急物资统计表中资源清单为准，共涉及防护用品类、生命救助设备类、临时食宿用品类、发电设备及燃料类、器材工具类、照明设备类、通讯广播类和工程材料类等8类。

表 2　某电网公司地震灾害下“WBS-RBS”分解结构

通过建立某电网公司基于地震灾害下的WBS-RBS分解结构，对某电网公司应对地震灾害下的救援任务有了清晰的刻画，构建救援情景和相关子情景，明确关键救援活动任务，确定活动所需的装备，这些均为应急处置提供科学、合理的支持与建议，能够进一步提高某电网公司在应急处置过程中的效率与效果。

4　结论

1)通过对突发事件情景构成进行分析，引入项目管理中的工作分解结构(WBS)对情景进行分解。

2)突发事件发生后，从相关决策主体重点关注的决策点入手，将情景定义为决策关键点所面临的态势，进而通过对情景所面临的救援任务进行分析，将救援任务分为与人相关的任务、与物相关的任务和次生灾害防御任务3个方面，最终通过工作分解结构(WBS)建立突发事件情景分解结构。

3)引入资源分解结构(RBS)，对WBS分解后的各子情景子任务的应急资源需求进行分析，初步建立基于WBS-RBS的突发事件应急资源需求模型，最后以某电网公司在地震灾害下的实际需求为例进行说明 。

4)在对基于WBS-RBS的突发事件应急资源需求进行分析的过程中，本文的重点是围绕应急资源的品类、单个子情景子任务对每种应急资源的数量需求进行研究，而对1个突发事件的应急资源的总体数量需求没有进行深入研究，因为每个突发事件的子情景构成种类可能一样，但是数量却是不定的，对于这方面的研究，将是作者今后的主要研究方向之一。

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