基于PETRI网的中小城市应急管理系统的研究

摘要

当前，中国中小型城市应急管理系统的建设与经济发展越来越不相协调。突发事件发生后，应急管理应有的信息畅通难以及时实现，应急资源无法有效的利用，这就要求我们在我国城市中建立健全一种真正灵敏、高效，而且有组织协调、业务指挥权威和现场处理能力的应急机制。 本课题首先从理论上对Petri网理论建模进行了论证，并对Petri网应用于中小城市应急管理系统的一般过程进行阐述，即从应急管理体系的工作流程入手，通过建立Petri网点的系统模型，利用Petri网理论分别对所涉及的库所、变迁、托肯（token）进行定义，对应急业务流程中的各个环节进行建模，经过随机Petri网等效化简后，根据马尔可夫链的计算方法证明建模的合理性与可行性。再根据Petri网的优化算法，对模型在时间效率和资源配置上的性能进行具体赋值计算，得出应急管理系统在所建模型的指导下的可以得到更好的优化。 以烟台11.24“大舜号”海难为案例（海难事故属于城市事故一部分），建立了合理的随机Petri网模型，并使用化简的Petri网最优路径进行了计算。在Petri网模型构建情况下，最优路径选择实施所用的最少时间消耗，仅是没有实施应急响应优化情况的0.142，即使在有效的信息反馈以及相应的专家意见指导情况下，所用时间也只是实际救援过程中时间消耗的0.314。经计算，本文所得的有效时间，是在2.19小时以内完成对该事故应急救援，与实际事故救援所用的7小时相比，大大提高了应急救援系统的效率，得出了所建Petri网模型在应急效率上的合理性和优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.2.1突发事件概述及特点

1.2.2制约城市应急的因素

1.3本课题采用的技术路线

2 应用相关理论及发展现状

2.1突发事件应急管理的发展现状

2.1.1突发事件的定义及内涵

2.1.2突发事件的主要特征

2.1.3应急管理的定义以及功能分析

2.1.4应急管理的发展现状

2.2 Petri网理论以及发展现状

2.2.1 Petri网理论概述

2.2.2 Petri网的基本性质

2.2.3 Petri网的特点

2.2.4 Petri网的当前应用现状

2.3本章小结

3 城市应急管理系统流程的Petri网络建模

3.1当前我国城市应急管理模式的构建框架

3.1.1城市应急管理体系概述及建设原则

3.1.2我国城市应急管理体系的典型模式

3.2城市应急管理业务流程化设计建模

3.2.1城市应急管理建模的复杂性

3.2.2城市应急管理流程化描述

3.3突发事件应急管理流程化建模

3.4随机Petri网模型性能等价化简

3.4.1随机Petri网四种基本结构及其时间性能等价化简分析

3.4.2随机Petri网时间性能等价化简与分析

3.4.3现场应急救援模型性能等价化简

3.5本章小结

4 烟台应急管理系统Petri网模型及有效性分析

4.1烟台市11.24海难基本数据采集与应急救援流程模型

4.2基于马尔科夫链的事故Petri网模型的有效性分析计算

4.2.1基于马尔科夫链的事故Petri网有效性定性分析

4.2.2基于马尔科夫链的Petri网模型有效性定量计算

4.3本章小结

5 结论

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录