基于证据理论的多Agent联合灭火救援战术处理分析

摘要：多Agent系统依托证据理论，针对联合灭火救援战术实施有效处理，是当前提高救援速度，强化救援成果的重要途径。在此之上，文章简要分析了灭火救援的影响因素，并阐述了多Agent联合灭火救援的任务结构，而后通过搭建战术处理框架、完善证据理论规则、动态任务分配算法、细化战术处理流程等关键点，为灭火救援工作提供更可靠的决策保障。

关键词：证据理论;多Agent系统;联合灭火救援;战术处理

根据相关研究：多Agent系统是以自治Agent组合而成且具备协作性、通讯作用特征的系统。为了进一步应对火灾风险，实现高效救援，应当针对证据理论予以改进，以此提出新的系统改造设计思路，借此凭借多Agent系统的应用，为联合灭火救援工作给予重要支持，对救援战术进行精准分析，而后保证每一项在火灾现场发布的战术都具备实效性，切实起到保护参与作战的消防救援人员安全的作用。

一、灭火救援的影响因素

（一）时间与环境因素

灭火救援速度直接影响火势控制效果。本次研究中以石化火灾救援为研究对象，分析影响灭火救援的具体因素。而后针对多Agent系统予以优化设计。其中较为关键的是救援时间，若火灾发生后消防力量能够在较短时间内迅速到场参与救援活动，即可有效抑制火势蔓延。接到火警，通常要求专职救援队应在5分钟以内到场，国家救援队应在15分钟内到场，所以时间的控制影响力较大。而在火灾现场，周边救援通道以及救援设施等环境的影响，也会给救援速度带来阻碍。特别是遭遇暴雪天气，不利于救援车辆及时到场。

（二）人为与后勤因素

灭火救援工作常由专职队与国家救援队的联合作战，有效消除火灾风险。而消防救援人员以及其他人员是否能够各司其职、听从指挥，都是联合救援工作中的主要因素。至于后勤保障因素，具体指的是适用于石化火灾的救援物资，如泡沫灭火剂等，应当保证救援物资的充足性，更要在滅火作业中保证持续供应，以免耽误灭火战术的充分展现。

二、多Agent联合灭火救援的任务结构

（一）任务详细部署

多Agent联合灭火救援系统实则是在多个Agent联合处理下，实现灭火救援战术的精准处理。其中系统中各个Agent均可视为单个作战单元，从而在协同作战中，对火灾现场的环境、火势进行综合分析，保证所提出的战术更具合理性。其中要求系统在联合作战中务必具有详细的作战部署。而且要求系统运行中，能够建立信息交互条件，继而协同指挥员作出正确决策。同时，还能在决策导向下，执行系统功能任务，削弱外在环境对灭火救援决策造成的局限性，保证灭火救援达到最佳救援效果。特别是面对复杂救援环境，多Agent系统可以通过对动作与状态的分析，达到高标准灭火救援要求。

（二）任务分解信息

在该系统运行中，需要分配细致的灭火任务，而后在不同功能响应中完成各种操作任务。第一，成员交互任务，具备通信控制、信息传递功能;第二，环境感知任务，可对火场信息进行有效采集，协作群体结构任务，用于支持救援任务信息管理需求;第三，信息存储任务，汇总场景状态以及协作动态变化信息;第四，协作综合态势任务，可提供协作决策算法生成功能，实现协作态势信息接收服务，有效转换信息噪声，保持信息同步;第五，动态协作任务，能够满足人机交互与优化调度、远程操控功能;第六，协作决策任务，辅助灭火救援决策，下达功能执行指令。经过对多Agent系统任务的详细分解，有利于提升联合灭火救援能力[1]。

三、基于证据理论多Agent联合灭火救援战术处理关键点

（一）搭建战术处理框架

多Agent联合灭火救援系统依托证据理论实现战术的完善处理，需要先行搭建战术处理框架。实际上，在该系统中分布的各个Agent多具备交互性特征，利用指挥Agent对其他Agent的集成管理，以便出具的灭火救援战术在实际火场中具有指向性作用。一般情况下，局部地区具备的消防力量有限，而面对大型火灾或者环境复杂的火场，单纯依靠地方消防，很难快速控制火情。此时，需要进一步利用联合灭火救援的方式，于协作灭火中，对当前战术应用后的结果加以衡量，自此提交可靠的决策证据。于战术处理初期，需要获取Agent决策证据，多包含以下几点：第一，多Agent系统中假设层属性，在系统运行中需要采集火场信息，如现场已出现的火势蔓延范围以及伤亡人数等，而后获取真实的证据，用于支持协作决策，以免出现误判情况，造成联合灭火决策出现低时效性问题;第二，各种证据占比度，假设层提出的证据，对协作决策带来的影响度，亦是证据采集的重要内容;第三，证据属性特征信息的采集与分析;第四，依据特征信息预判现有证据量;第五，准确识别假设层各项证据，并推断出可能性最大的假设结果，最终在多次循环验证中，确保联合灭火救援决策符合现场实际情况。

基于联合灭火救援要求，需要在指挥Agent干预下，对Agent进行调度处理，并为其出具对应的战术处理计划，且主要由信息处理层对各个Agent提供互动条件。在多Agent框架设计中，应当保证Agent在信息采集中，能够在指挥Agent合成处理中，为灭火救援战术处理事项提供一个证据验证、概率辨识的环境，以期如实确定联合灭火救援计划的可行性，同时，还要掌握不同战术的应用规则，经过推演后，即可传递战术动作，并对灭火方案进行筛选，按照指定动作的联合操作，达成预期灭火目标[2]。

（二）完善证据理论规则

关于火灾救援工作中的不确定因素，常需要通过调整战术，促使作战风险得以规避。因此，需要加强对证据理论的合理改进，而后根据战术处理规则，提升协作决策的可靠性。第一项规则为Dempster合成规则，具体可参照信度函数确认战术处理框架中的各项信息。即，该函数中M代表的是多Agent系统框架信度函数，而m1至mn指代基本可信度分配，经过指挥Agent的合成能够实现各证据的集成处理，而后经过证据特性的分析，确定当前采集的证据信息的关联性。一般情况下，根据函数转换推断出的可信度（q）的函数关系式变化情况，能够判定证据是否具有冲突性。即。随着q值的增加，其证据冲突性更强，自此需要重新审视现有证据的可靠性。

另外，还应当研究证据理论中的组合特征。通常在对组合证据予以改进时，还应当在函数变化规律中了解基本可信数的变化特征，从而保证改进后的证据理论能够在多Agent系统中表现出应用优势。根据联合灭火救援工作决策的分析，需要获取支撑决策的证据，而后对战术动作进行布置，以便在联合作战中可以实现火势的合理控制。基于此，应当遵循证据理论的合成与组合规则，自此对救援战术进行科学处理，便于在最佳救援战术的统一部署中，快速实现火势的精准控制，为火灾现场消防救援人员安全带来可靠保障，也能适当降低火灾经济损失。证据理论的改进理应成为系统优化改造的重要依据，借此满足联合灭火战术布设需求[3]。

（三）动态任务分配算法

多Agent联合灭火救援战术处理在证据理论指引下，还应当借助动态任务分配算法，保证此系统具备推广价值。第一点即为合同网协议，它能够通过对假设证据的阐述与分析，从目标函数中求出最优解，而后在循环程序中，对火场的实际情况进行深层次分析，以此给出正确决策，并发送动作指令，完成战术处理任务。另外，还能在联合作战力量调度中择优而选，以互选的形式增强灭火救援合力。第二点是约定协议。在联合灭火救援中需要遵守一定的原则，包括最快到场、安全至上、协同兼顾原则。与此同时，在决策优先选择上，以消防指挥人员决策为主，且具备消防力量指挥权。为了防止出现多决策方互相干扰的情况，理应对不同人员的决策权重进行合理分配，便于在指定人员决策导向下，可以为联合作战提供可靠依据，以免消防力量出现冲突。在分配算法中，需要假设多Agent系统中的作战集合数量为m，对应的子任务集合完成数量为T。经过仿真分析后，系统中ti符合任务对应的集合（tiT），应当在实际分析中按照指定的推演程序，确定当前执行任务是否满足决策标准，从而为多方消防力量的协作灭火给出最优化的分配建议。联合灭火救援任务只有在最合理的分配结果下才能获取最优救援效果，也能最大化减少消防力量遭受的损失。而且每次面对火场险情提出的救援任務均具备独立性，故此在任务结束后，则代表任务分配工作的终止。

（四）细化战术处理流程

1.准确感知环境特征

从以往新闻报告中了解到：消防力量虽然在火灾救援中确有一定的专业优势，但由于某些火势规模偏大，或者现场出现风向转变等突发状况，也会导致消防力量遭受损失，从而危及消防员安全。而在联合灭火救援中，应当进一步维护消防员的人身安全，不以牺牲为前提，提出正确的决策。根据往日决策结果进行分析，多缺乏环境感知环节，直接依据经验与现场火情的规模判定决策，此时承担的风险较大。因此，在多Agent系统证据理论的辅助下，需要加大对环境特征的准确感知，借此通过火情侦察，抵御突发风险。经多则研究成果将侦察表达式以下列方式进行表示：，该表达式中F、m、分别指代的是侦察内容、侦察内容真实度、侦察器材。若经过分析后判定某一处区域取证后可信度高达80%，可以适当调配消防力量前往侦察地点展开救援，以免出现联合作战分配不合理的问题，致使火情再度失控。此外，于环境感知中还可以对时间特征予以侦察，每一时刻对应的环境特征存在差异，若能以时间为基准加以侦察，即可提高侦察内容的可靠性。在环境感知流程中亦可建立侦察模型，经过对环境特征的描述，从侦察模型中分配虚拟任务，而后可从中判断当前执行决策是否能够达到预期效果，由此最大程度上保障消防人员的安全，并且可以采用最可靠的战术，完成此次联合救援任务，证实了环境侦察的必要性[4]。

2.精准处理救援信息

多Agent系统在战术处理中，要想优化联合救援效果，理应对救援信息先行进行妥善处理，而后验证决策中提出的战术是否需要调整，以期在改进后的决策战术指引下，顺利执行救援任务。在救援信息循环处理中，要求处理效率更高，以此增加对火灾态势的精准把控。首先，需要对现有火灾情况予以评估，而后对此次救援战术的分配权重进行合理设计。如若在联合救援中遭遇突发事件，需要将其纳入信息处理流程中，重新分配信息的基本概率。之后可以由决策层对信息处理数据实施汇总处理，并保留好可信度较高的信息，而且还要在救援小组与情报组间建立信息共享管理，以供决策层采集的信息足够全面，且符合现场实际情况。经过对信息可信度的分析，若达到界定标准，可将其作为证据处理战术。达标后则代表此次信息处理循环已经结束，等待下一项信息处理过程的到来。

3.合理分配救援指令

正确的决策与合理的战术能够为联合救援工作的开展给予重大保障。因此，需要在信息采集后，对决策中分配的战术动作进行权衡，而后发送救援指令，在多Agent系统辅助下执行功能模块。在此系统中分布的Agent作战单元除了具备执行指令的作用外，还能实施预测处理，但需要得到多项信息源的支撑。火势发展本身存在多个不确定因素，对于联合作战中的救援主体，理应以预判视角对有可能出现的火场状况进行估计，之后灵活地调整战术。此系统多以假设的方式判定不同证据的可信度，若存在多项证据，此时需要及时剔除已知可信数，并在证据理论支持下，增加救援指令的正确度。

四、结语

综上所述，以证据理论对多Agent联合灭火救援战术进行妥善处理，是为了有效提高救援效率，增强联合灭火救援战术的可行性。对此，应从战术处理框架、证据理论规则、动态任务分配算法、战术处理流程等方面着手，确保优化后的多Agent系统，无论从联合灭火救援效果还是战术可靠性上，均能有所提升，有利于促进火灾联合救援工作的合理性优化，有效维护民众生命财产安全。

参考文献：

[1]吴俊逸.浅谈如何提高支队间跨区域灭火救援联合作战能力提升与策略——以某地仓储爆炸为例[J].绿色环保建材，2021（11）：174-175.

[2]汪文野，刘静，罗阳洪.大型石化火灾应急救援多Agent仿真研究[J].消防科学与技术，2020，39（03）：391-394.

[3]赵瑞.原油储罐区联合灭火救援力量调集研究[D].重庆：重庆科技学院，2019.

[4]陈晶，郭雄.望城区多部门联合举行危化品仓库跨区域灭火救援实战演练[J].湖南安全与防灾，2019（03）：60-61.

作者简介：蔡强威（1994.12—），男，浙江省金华市人，本科，初级专业技术职务，副站长，研究方向：消防指挥。