图1 基于任务网络计划技术的应急管理过程模型
Fig.1 Emergency management process model based on task network planing technology
彭武良， 任宏潇
(沈阳理工大学 经济管理学院, 辽宁 沈阳 110159)
摘要：为提高煤矿企业应急管理的规范性和自动化程度，解决应急预案和应急决策的衔接问题，提出了一种基于网络计划技术的煤矿企业应急管理方法。该方法首先以应急预案的可重构性为基础，对应急预案进行规范化处理，采用任务网络计划技术将各个应急措施作为任务形成应急预案计划，然后将应急预案计划作为应急处置计划的模板，综合考虑突发事件的类型、具体情况、应急处置的资源条件及适度的个人偏好，在应急预案计划的基础上进行修正，迅速形成完整、规范的应急处置计划。实际应用表明，该方法可提高应急预案和应急执行计划的结构化和数字化水平，能够实现应急预案和应急执行计划的无缝衔接。
关键词：煤矿安全； 应急管理； 应急预案； 应急决策； 突发事件； 任务网络计划技术
目前应急管理逐渐成为各个领域研究的热点。中国工程院院士范维澄将我国应急管理研究进行了分类，认为复杂条件下应急决策问题是应急管理基础研究中的核心问题[1]。在完整的应急管理体系下，应急决策需要基于应急预案来完成[2-3]。从这个意义上来说，应急预案和应急决策是不可分割的。应急决策支持方法主要有2种：一种是基于应急预案的应急决策方法[4-5]，一种是基于范例推理的应急决策方法[6-7]。通过近年的文献分析来看，大多数基于应急预案的应急决策均是通过专家参与和预案推理等非结构化方式来实现的。
我国作为世界上最大的发展中国家，煤炭行业的繁荣发展对国家经济建设起着举足轻重的作用。由于我国地下开采状况相对复杂，开采设施较不完善，煤矿企业事故时有发生，造成了巨大的经济损失和人员伤亡。随着企业安全设备、资金的投入和人们安全意识的提升，事故发生率虽然明显降低，但与欧美等发达国家相比，还有相当大的差距。很多学者探讨了欧美先进产煤国家的应急管理经验，提出了改进我国煤矿安全管理水平的对策和建议[8]。刘宏俊等[9]将煤矿安全管理视作一种优化决策问题进行研究，探讨了煤矿应急决策的分析方法及决策目标的确定方法。张焕生等[10]研究了煤矿安全生产计划的制定方法，在多阶段决策理论的指导下，设计了煤矿安全生产多阶段动态决策模型。但总体来看，我国煤矿应急管理方法科学性不够，尤其是目前应急预案在针对性、时效性、执行性及可操作性等方面存在不足[11]。通过文献分析和实践调研发现，出现这些问题的一个重要原因是应急预案和应急决策的衔接不够，应急决策过程的结构化程度不足。针对上述问题，本文提出了一种基于任务网络计划技术的煤矿企业应急管理方法，该方法可提高应急预案和应急执行计划的结构化和数字化水平，能够实现应急预案和应急执行计划的无缝衔接。
李明磊等[12]在2012年首先提出了一种新的应用任务网络计划技术的应急决策方法。该方法是一种结构化的应急决策方法，通过在适用范围、灵活性、处理速度、针对性等多方面与其他方法进行比较，发现基于任务网络计划技术的应急决策方法具有明显的优势，是一种极具潜力的应急决策方法。
应急管理系统在应急管理中占核心地位[13-15]。基于任务网络计划技术的应急决策方法便于通过信息系统的方式实现计算机辅助决策支持。文献[12]虽然给出了基于任务网络计划的应急决策过程，但尚未深入探讨应急决策方法如何同应急预案进行衔接，也未给出相应的信息系统开发方法。本文在前述研究的基础上，综合基于应急预案的决策方法和基于任务网络规划的决策方法，提出一种新的基于任务网络计划的应急预案管理和决策方法。该方法以应急预案的可重构性为基础，首先实现一种基于任务网络计划技术的应急预案计划。在突发事件发生时，应急指挥人员首先需要选择适合的应急预案计划，然后以该应急预案计划为模板，综合考虑突发事件的类型、具体情况、应急处置的资源条件及适度的个人偏好，在该应急预案计划的基础上进行修正，迅速形成完整、规范的应急处置计划。
首先说明基于任务网络计划的应急管理完整过程，构建应急管理过程模型。IDEF0是在信息化领域中常用的过程模型构建工具，它从系统的角度出发, 客观揭示了系统的内部活动、联系和对象及其关系, 并且清楚地表示了各个过程之间的信息输入输出关系, 建立的模型易于理解。本文采用IDEF0构建基于任务网络计划技术的应急管理过程模型，如图 1 所示。
图1 基于任务网络计划技术的应急管理过程模型
Fig.1 Emergency management process model based on task network planing technology
基于任务网络计划技术的应急管理过程模型主要包括4个过程：
(1) 创建或修改数字化应急预案计划。首先需要对组织内部可能发生的每种突发事件进行分析，并根据历史处置经验和相关专业知识设计详细的应急预案。为增加预案的可操作性，本文参照项目管理技术，将每个具体应急措施作为任务，将应对突发事件的任务网络计划作为应急预案计划。例如，某煤炭企业针对较大火灾制定的应急预案计划如图2所示。
图2 较大火灾的应急预案计划
Fig.2 Emergency plan for large fire
这种应急预案计划可以综合企业内部专业人士和领域专家的意见，不但明确了处置某种突发事件所需要执行的可能措施，还给出了这些措施的优先关系。另外，这种应急计划便于按照项目计划的方式进行数字化存储和应用。因此，这部分工作的结果是形成组织范围内的数字化应急预案。
(2) 当突发事件发生时，企业相关负责人需要根据突发事件的类型、级别，选择适当的应急预案计划。这部分工作也可以采用计算机辅助查询、智能搜索和案例推理等手段来完成。
(3) 应急过程剪裁。虽然应急预案计划经过了专业人士和领域专家的反复斟酌，但限于目前灾害分级、分类的粒度仍然比较大，预案难以全面适应所有的突发事件。因此，在选择最适合的应急预案计划之后，仍然需要对该应急预案计划进行修改。也就是针对突发事件的具体特点，在原预案的基础上，增加或删除某些任务。这里，借鉴过程质量管理中的相关概念，称之为剪裁。根据突发事件的特点，对应急预案计划进行剪裁，将形成适合于特定突发事件处理的应急处置计划。
最终形成的应急计划是一种基于任务网络计划技术形成的任务网络，类似于项目网络计划，能够很方便地实现任务分配、时间调度、资源和成本优化等功能。
(4) 执行应急处置计划。执行既定的应急处置计划，并记录执行过程。在应急处理结束之后，一般都要进行汇报总结，对本次事故处理过程进行回顾，吸取经验教训，对应急预案计划进行补充或修改，提升应急预案计划的针对性。若事故处置过程中发现应急预案计划与实际需要差别过大，可以考虑设计新的应急预案计划。
通过这4个过程，将能够保证企业应急预案的科学性、可用性，并能够实现应急预案的持续改进。
为实现基于任务网络计划技术的应急管理方法，本文基于上节所提出的应急管理过程模型，采用PowerDesinger 15作为设计工具，对应急管理系统进行了概要设计和详细设计。限于篇幅，本文只给出概念数据模型,如图3所示。其中事故类型对组织内部可能发生的突发事件类型和级别进行定义。应急预案计划是针对每种事故类型和级别预先定义的应急处理计划。应急预案由预案任务组成，每个预案任务描述了一个在应急处理过程中需要执行的具体活动，包括任务名称、任务类型、前置任务、优先级、执行说明等属性。事故类型、应急预案、预案任务组成了应急预案计划的基本结构。
突发事件模块维护特定突发事件的信息，包括事故类型、级别、发生时间、发生地点和事故特征的描述。应急处置计划是针对特定突发事件制定的，是在应急预案计划的基础上裁剪而来。计划任务是应急处置计划里面具体包括的任务信息，如任务名称、任务类型、前置任务、优先级、计划开始时间、计划结束时间、资源安排等，还包括实际开始时间、实际完成时间、完成百分比等实时信息。突发事件、应急处置计划、计划任务组成了应急处置计划的基本结构。
图3 应急管理系统的概念数据模型
Fig.3 Conceptual data model of the emergency management system
在煤矿企业中，矿井地理位置分散，应急数据来源复杂，种类多。本文根据所提出的过程模型和数据模型，以微软Tomcat 7.0作为Web服务器，SQL Server 2005作为数据库服务器，采用JSP语言开发了一套3层架构的基于任务网络计划的应急管理系统，如图4所示。
图4 应急管理系统体系架构
Fig.4 System framework of the emergency management system
数据存储层是所有应急数据的物理存储，包括基础数据、空间数据、预案库、实例库、案例库和知识库。主要通过关系型数据库表的形式存放，辅助以格式化文件XML和非格式化文件如Office文件等。
业务逻辑层是系统的核心部分。按功能分为应急决策支持、应急指挥调度、应急执行管理3个部分。应急决策支持对基于网络计划技术的应急预案进行管理，提供预案添加、修改和删除服务;应急决策支持还可对各种应急处理的经验知识进行维护，对历史案例的归档数据进行管理;提供计算机辅助决策功能，为预案、知识、案例提供高效智能的检索方式。应急指挥调度部分提供应急事件范围评估、预案选择与剪裁、应急计划制定和变更等功能，是应急管理过程得以完整实现的关键;另外，对应急资源进行搜集，提供应急资源管理服务。应急执行管理负责应急计划的启动、执行、收尾工作,对应急任务进行分配，对应急计划的执行情况进行跟踪，对应急资源进行动态分配。
展现层提供了业务逻辑层的用户接口，通过Web页面实现应急决策支持、应急指挥调度、应急执行管理界面。另外，通过专家干预界面，为来自应急决策、应急指挥、应急执行管理等方面的专家提供介入接口。
基于任务网络计划技术的应急管理系统目前已经在铁法煤业(集团)有限责任公司大兴煤矿进行试运行，在突发事件分级分类、预案设计方面，企业给予了充分的基础支持。针对煤尘、瓦斯爆炸、火灾、透水等灾害进行了详细的分级，在运行的一年多时间里构建了30余种应急预案计划。该系统的实施极大地提升了企业应急管理的规范性和自动化程度。企业进行了多次基于该应急管理系统的应急演练，先后处理了1次险情和1次较大事故。在事故处理过程、系统的反应速度、执行效率等方面均表现了较好的适应性，使企业避免了更大的损失。
(1) 应急管理作为当前研究热点，旨在事故时降低企业的财产损失和保障人员安全，其结合了管理学、计算机科学、运筹学等多学科，是一种跨领域的综合研究。当突发事件发生时，及时、有效、可操作性强的应急处理非常重要。参考项目管理中的网络计划技术，将其应用到应急预案的数字化中，提出一种新的基于任务网络计划技术的数字化煤矿企业应急管理方法。该方法可帮助应急指挥人员在面对突发事件时，能够综合考虑突发事件的类型、具体情况、应急处置的资源条件及适度的个人偏好，迅速形成完整、规范的应急处置计划，使突发事件的应对有章可循，使救援人员能够快速、有序、高效地开展救援工作，最小化突发事件的危害程度。
(2) 该方法以基于任务网络计划技术的数字化应急预案为基础，以预案剪裁为应急计划的主要实现手段，以应急计划的完整性和优化为目标，实现了应急计划制作的科学化、规范化和自动化。
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Emergency management method for coal mines based on task network planning technology
PENG Wuliang， REN Hongxiao
(School of Economics and Management, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159, China)
Abstract：To improve standardization and automation levels of emergency management in coal mines and solve linking problem between emergency plan and emergency decision, a new emergency management method for coal mines based on task network planning technology was presented. Firstly, emergency preparation plan is standardized treated based on reconfigurability of the emergency preparation preparation plan, each emergency measure is taken as a task to form emergency preparation plan by the task network plan technology; then the emergency plan is used as template for emergency execution plan and thus the complete and standardized emergency execution plan can be quickly formed by correcting the emergency preparation plan according to types, specific circumstances, resource conditions of emergency disposal and moderate personal preference of emergencies. The practical application shows that the method can significantly improve structuralization and digitalization level of emergency preparation plan and emergency execution plan, and can realize the seamless connection between the emergency preparation plan and the emergency execution plan.
Key words:coal mine safety; emergency management; emergency preparation plan; emergency decision; emergency; task network planning technology
收稿日期：2016-12-15；
修回日期：2017-03-23；责任编辑：张强。
基金项目：国家自然科学基金面上项目(71671117, 71071100)。
作者简介：彭武良(1973-)，男，内蒙赤峰人，教授，博士，主要研究方向为应急管理和项目管理等，E-mail:peng-wuliang@163.com。
引用格式：彭武良，任宏潇.基于任务网络计划技术的煤矿企业应急管理方法[J].工矿自动化，2017,43(9)：36-40. PENG Wuliang，REN Hongxiao. Emergency management method for coal mines based on task network planning technology[J].Industry and Mine Automation，2017,43(9)：36-40.
文章编号：1671-251X(2017)09-0036-05
DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.2017.09.007
中图分类号：TD76
文献标志码：A 网络出版时间：2017-08-28 10:45
网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20170828.1045.007.html