CN107451683A - 地铁车站火灾应急处置流程的管理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地铁车站火灾应急处置流程的管理方法和系统。该方法包括构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，利用所述处置措施基元生成地铁车站火灾应急处置流程；建立处置措施基元的属性与随机Petri网各元素之间的映射关系，将处置措施基元间的逻辑关系转化成随机Petri网；利用所述映射关系和随机Petri网建立所述地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型。本发明依循系统解耦、耦合以及类比推理的思想，将知识元、Petri网建模和随机过程理论引入地铁车站火灾应急处置流程生成和优化中，涉及地铁车站火灾应急场景构建、应急处置措施解耦及应急处置环节耦合，能够为优化地铁车站不同区域火灾应急处置工作提供重要的理论支撑。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种地铁车站火灾应急处置流程的管理方法和系统。
背景技术
地铁车站大多位于地下，具有环境相对密闭、内部空间结构复杂、客流类型复杂且流量大等特点，一旦发生火灾，应急救援以及人员疏散工作困难大，极易造成人员伤亡和巨大经济损失。研究地铁车站火灾应急处置流程有利于车站管理运营和应急处置等相关人员把握应急决策整体流程，提高应急处置效率，明晰车站不同应急主体的职责和义务，最大限度降低事故影响范围及程度。同时，应急处置流程归档也可以将应急处置案例细节完整的保存下来，以方便对应急处置流程进行优化，并为以后类似的应急场景的处置提供决策支持。因此，有必要以实际的地铁火灾事故案例为基础，利用建模的手段研究地铁车站火灾应急处置具体的流程及其内在规律，以便为地铁火灾应急处置过程中处置决策提供理论支撑。
目前对地铁车站火灾应急的研究主要集中在：①地铁车站火灾时的人员疏散问题；②地铁车站火灾的应急预防问题；③地铁火灾应急指挥系统构建；④地铁车站火灾应急预案以及应急措施；⑤地铁车站火灾应急疏散仿真等，针对车站火灾应急处置流程方面的研究较少。
在突发事件应急处置流程研究方面，目前多集中于突发事件应急处置流程分析、应急处置流程建模、应急处置流程评估等方面。在应急处置流程分析中，大多研究只是详细的分析应急处置流程的过程，并没有借助工具或者方法实现流程的生成，虽然已有学者开始利用知识元理论来分析应急处置流程，但针对地铁火灾事故应急处置流程构建仍旧没有形成一种普适的、有效的理论。在应急处置流程建模中，目前Petri网应用的最为广泛，但针对地铁车站火灾应急处置方面，如何将事故案例转化成Petri网模型并实现数字化储存的研究尚处于空白。在应急处置流程评估中，大多采用层次分析法、模糊分析法等，这些方法在评估过程中通常涉及评分问题和权重分配问题，存在较大的主观性，而且计算过程复杂，应急处置过程的随机特征表现不明显，不能直接应用于地铁车站火灾应急处置流程研究中。
地铁车站火灾应急处置流程是一个复杂的混杂系统，传统的建模方式和求解方法很难实现对应急处置过程的描述，而且非常容易发生处置状态爆炸的状况。
发明内容
本发明的实施例提供了一种地铁车站火灾应急处置流程的管理方法和系统。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种地铁车站火灾应急处置流程的管理方法，包括：
构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，利用所述处置措施基元生成地铁车站火灾应急处置流程；
建立处置措施基元的属性与随机Petri网各元素之间的映射关系，将处置措施基元间的逻辑关系转化成随机Petri网；
利用所述映射关系和随机Petri网建立所述地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型。
进一步地，所述的构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，包括：
根据处置措施基元的属性构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，所述处置措施基元的属性包括：主体、受体、操作、目标、触发集、资源集、信息发送、信息接收、时间、地点、时间约束集、空间约束集、活动状态集，所述主体包括车站管理人员、执行人员和决策人员，所述受体包括火灾、预案和救援方案，所述操作包括报送、接警和判断，所述目标包括确定火灾警情和上报火灾警情。
进一步地，所述的利用所述处置措施基元生成地铁车站火灾应急处置流程，包括：
将地铁车站火灾应急处置过程分成确定警情、先期处置、等级判断和火灾处置多个处置环节，每个处置环节是由相互联系的处置措施基元所构成，根据应急处置措施的基元之间的关联关系，将不同处置环节连接起来形成面向不同应急处置主题的应急处置子流程；
通过将所有的应急处置子流程关联起来形成地铁车站火灾应急处置流程，该地铁车站火灾应急处置流程包括接警响应流程、应急响应及救援行动流程和后期处置流程。
进一步地，所述的应急处置子流程包括：火灾警情确定子流程、先期处置子流程、运行方案及电力供应调整子流程、车站组织灭火子流程、119灭火子流程、120伤员救治子流程和应急指挥部响应子流程。
进一步地，所述的方法还包括：
定义所述地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型的动态运行机理，结合地铁车站火灾应急处置特点及相关基础理论，将地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型同构马尔科夫链，计算马尔科夫链的稳态概率，进而得出地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型的所繁忙概率、变迁利用率、平均执行时间评估指标值。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于所述的方法的地铁车站火灾应急处置流程系统，该系统采用功能分层架构模式，由上至下共分为三层：数据获取与管理层、数据加工与技术应用层和流程输出与发布层；
所述数据获取与管理层由车站设施拓扑结构管理子系统、火灾事件信息输入和编辑子系统、应急处置案例信息输入和管理子系统、火灾和应急预案信息输入和管理子系统、火灾应急处置资源信息管理子系统、车站FAS信息管理子系统组成；
所述数据加工与技术应用层由地铁车站应急处置影响要素辨识、车站火灾应急处置措施解耦分析、车站火灾突发事件应急处置场景构建、地铁车站火灾应急处置环节耦合、地铁车站火灾应急处置环节网络建模、地铁车站火灾应急处置信息归档六个模块组成，完成地铁车站火灾应急处置环节生成和整合，支撑地铁车站火灾应急处置流程生成和处置留痕；
所述流程输出与发布层由地铁车站火灾应急处置流程输出、处置流程动态优化调整、应急处置记录和归档、应急处置信息传输和应急处置报告生成组成，对系统技术应用层生成的相关信息进行展示，利用显示屏幕，通过图像、文字、表格形式展示应急处置流程相关信息。
进一步地，所述车站设施拓扑结构管理子系统用于管理车站结构GIS信息、输入车站内部设施几何属性、设施的连接关系、相关应急设施信息；
所述火灾事件信息输入和编辑子系统用于管理车站火灾事件库的建立，输入火灾事件的相关属性信息，包括车站火灾发生时间、地点、级别、起因和影响范围；
所述火灾应急预案信息输入和管理子系统用于管理车站火灾预案信息、车站火灾预案框架的构建、车站火灾预案内容的输入及数字化、车站火灾应急预案附件管理；
所述应急处置案例信息输入和管理子系统用于管理车站火灾历史应急案例库，包括历史车站发生火灾时间、火灾发生区域、处置人员、处置措施、处置序贯关系、处置资源、历经时长信息管理功能；
所述车站应急处置资源信息管理子系统用于管理火灾应急处置资源名称、应急资源用途、应急资源属性、应急资源存放地点、应急资源数量、应急资源时效和应急资源管理人员；
所述车站FAS信息管理子系统用于管理报警和灭火设备属性信息、位置信息、时效、管理人员；管理车站结构和设施相关属性，该相关属性包括车站设施的类型、几何尺寸、连接关系、出口属性及位置。
进一步地，所述系统基于Palm平台，采用GIS系统、WiFi无线通信和有线网络技术，建立地铁车站内火灾应急处置服务平台。
提供一种能够为典型地铁车站运营区域火灾生成应急处置流程，完成处置全流程优劣的评估，以及更新优化的完整技术，能够实现面向地铁车站火灾应急处置案例库的构建和数字化管理，以及车站火灾应急处置流程工作的优化和留痕，克服了现有应急处置依赖于文本形式的应急预案、应急决策人员的经验，以及应急处置流程不能追踪的现状，从而从全局的角度把握应急处置过程，克服应急处置相关环节存在的缺陷。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例依循系统解耦、耦合以及类比推理的思想，将知识元、Petri网建模和随机过程理论引入地铁车站火灾应急处置流程生成和优化中，涉及地铁车站火灾应急场景构建、应急处置措施解耦及应急处置环节耦合，能够为优化地铁车站不同区域火灾应急处置工作提供重要的理论支撑。本发明有效增强了火灾应急处置系统的可操作性和可实施性，可通过系统仿真在应急情况下的应急处置效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于随机Petri网的地铁车站火灾应急处置流程的管理方法的实现原理示意图；
图2为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置过程分析框架
图3为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置措施基元组成
图4为本发明实施例提供的一种应急处置措施基元间的关联图；
图5为本发明实施例提供的一种火灾警情确定子流程图；
图6为本发明实施例提供的一种先期处置子流程图；
图7为本发明实施例提供的一种运行方案及电力供应调整子流程
图8为本发明实施例提供的一种车站组织灭火子流程
图9为本发明实施例提供的一种119灭火子流程
图10为本发明实施例提供的一种本发明实施例提供的一种120伤员救治子流程
图11为本发明实施例提供的一种应急指挥部响应子流程
图12为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置接警响应流程
图13为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置应急响应及救援行动流程
图14为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置后期处置流程
图15为本发明实施例提供的一种应急处置措施基元到SPN的映射示意图；
图16为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置措施间逻辑关系示意图；
图17为本发明实施例提供的一种处置措施基元顺序关系SPN转化示意图；
图18为本发明实施例提供的一种处置措施基元并行汇聚关系SPN转化示意图；
图19为本发明实施例提供的一种处置措施基元并行分支关系SPN转化示意图；
图20为本发明实施例提供的一种处置措施基元选择汇聚关系SPN转化示意图；
图21为本发明实施例提供的一种处置措施基元选择分支关系SPN转化示意图；
图22为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置整体流程SPN模型示意图；
图23为本发明实施例提供的一种接警响应流程SPN模型示意图；
图24为本发明实施例提供的一种应急响应及救援行动流程SPN模型示意图；
图25为本发明实施例提供的一种后期处置流程SPN模型示意图；
图26本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置流程系统的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例一
本发明实施例采用随机Petri网以描述，实现对应急场景发展这种连续事件和处置措施这些离散事件组成的复杂过程描述，根据随机Petri网和随机马尔科夫链的同构特性，通过分析同构马尔可夫链实现应急处置过程发展的随机性演化，为车站火灾应急决策提供理论支撑。
本发明实施例提供了一种地铁站火灾应急处置流程系统的实现原理示意图如图1所示，基于随机Petri网的地铁车站火灾应急处置流程系统中包括地铁车站火灾应急处置场景构建的方法、应急处置流程的生成方法、应急处置流程转化成随机Petri网方法、应急处置流程随机Petri网系统，具体实现过程如下所示：
(1)地铁车站应急处置场景构建方法
以历史地铁火灾案例为支撑，分析不同车站设施拓扑结构，提取车站内部设施几何属性、设施的连接关系、相关应急设施信息。分析处置案例信息，包括历史车站发生火灾时间、火灾发生区域、处置人员、处置措施、处置序贯关系、处置资源、历经时长等信息。结合车站拓扑结构和案例处置信息构建不同的应急处置场景。
(2)应急处置流程生成方法
(a)基于基元的地铁车站火灾应急处置措施解耦
地铁车站火灾应急处置过程由确定警情、先期处置、等级判断、火灾处置等多个环节所组成，每个环节又是由相互联系的处置措施基元所构成，图2为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置过程分析框架，因此本方法引入基元实现应急处置措施解耦。图3为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置措施基元组成，对于一个处置措施基元而言，其属性包括主体、受体、操作、目标、触发集、资源集、信息发送、信息接收、时间、地点、时间约束集、空间约束集、活动状态集等。其中主体包括车站管理人员(值班站长等)、执行人员(调度、119等)、决策人员(应急指挥部)，受体包括火灾、预案、救援方案等，操作包括报送、接警、判断等，目标包括确定火灾警情、上报火灾警情等，如图3所示，通过活动基元实现文本形式的案例及处置经验的数字化储存。
(b)地铁车站应急处置影响要素辨识
以历史地铁火灾案例为支撑，辨识出反映应急处置过程各阶段的要素，将要素按不同阶段分类存储。
(c)地铁车站火灾应急处置环节耦合
将不同应急处置措施与应急处置的不同阶段相结合，通过相互关系耦合形成应急处置环节。
(d)地铁车站火灾应急处置子流程构建
图4为本发明实施例提供的一种应急处置措施基元间的关联图，通过不同处置环节之间的关联，如图4所示，实现将不同处置环节连接起来从而形成面向不同应急处置主题的应急处置子流程，包括火灾警情确定子流程、先期处置子流程、运行方案及电力供应调整子流程、车站组织灭火子流程、119灭火子流程、120伤员救治子流程、应急指挥部响应子流程等，分别如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示。
(e)地铁车站火灾应急处置流程生成
地铁车站火灾应急处置的目标是尽快完成火灾应急处置，减少事故损失，这个过程由若干个子目标组成，包括确定火灾警情、上报火灾警情、完成先期处置、确定事故等级、启动应急响应、灭火、医疗救治、调度方案调整、人员疏散与救治、外事协调、善后处置、信息发布、事故调查评估、建立事故档案等，不同子目标对应着一个子流程，通过将所有的子流程关联起来从而形成地铁车站火灾应急处置流程，包括接警响应流程、应急响应及救援行动流程、后期处置流程，分别如图12、图13、图14所示。
(3)地铁车站火灾应急处置流程转化成随机Petri网方法
利用处置措施基元生成的地铁车站火灾应急处置流程，要实现对应急处置流程建模还需建立处置措施基元与随机Petri网之间的映射关系。包括处置措施基元及其逻辑关系的随机Petri网转化以及地铁车站火灾应急处置整体流程的随机Petri网转化。
(a)处置措施基元的随机Petri网转化
建立处置措施属性与随机Petri网各元素之间的映射关系，从而实现活动基元到随机Petri网的无损转化。
随机Petri网可以用一个元组表示，即SPN＝(P,T,F,M0,λ)，其中：表)示库所集合；T＝(T1,T2,…Tn)表示变迁集合；表示连接库所与变迁及变迁与库所的有向弧集；M0表示系统初始标识，可以用M＝(m1,m2,…mn)来描述系统某时刻的状态，其中mi表示库所中的托肯数，借此可以描述系统不同的状态；λ＝{λ1,λ2,…,λn}为各变迁Ti(i＝1,2,…,n)的发生率。
图15为本发明实施例提供的一种应急处置措施基元到SPN的映射示意图,在处置措施基元属性中，Ob表示活动基元的“操作”属性，例如Ob表示报警、接收等操作，可以映射为SPN中的变迁；Rm表示信息接收，例如决策者只有在接收到警情信息之后才能进行火灾的等级判断，Rm可以映射为SPN中的库所、变迁和令牌。具体映射关系如图15所示。
(b)处置措施基元间逻辑关系的随机Petri网转化
处置措施基元间包括五种基本关系：顺序关系、并行汇聚关系、并行分支关系、选择汇聚关系、选择分支关系，五种逻辑关系如图16所示，在灭火时，首先必须先执行“火情分析”活动，才能采取相应的措施执行“灭火”活动，表示一种顺序关系；同步执行完“制定火灾灭火方案”和“运送灭火资源”活动之后，才能执行“灭火”活动，表示一种并行汇聚关系；在“警情信息传达”活动执行完之后，同步执行“119接警”、“120接警”，表示一种并行汇聚关系；在应急处置过程中，“先期灭火”和“全力灭火”两个活动任意一个完成之后，都需要执行“隐患排查”活动，表示并行分支关系；在“火灾等级判定”活动完成之后，根据等级信息，有选择的执行“Ⅰ级火灾响应”、“Ⅱ级火灾响应”、“Ⅲ级火灾响应”活动，表示一种选择分析关系。
利用处置措施基元间的逻辑关系将各个处置措施基元内部属性之间的关联进行合并，进而转化成随机Petri网。
图17为本发明实施例提供的一种处置措施基元顺序关系SPN转化示意图，图18为处置措施基元并行汇聚关系SPN转化示意图，图19为处置措施基元并行分支关系SPN转化示意图，图20为处置措施基元选择汇聚关系SPN转化示意图，图21为处置措施基元选择分支关系SPN转化示意图。
①如图17所示，顺序关系处置措施基元的SPN转化方法包括：
第一步，确定处置措施基元内部属性间的关联，即处置措施基元1的信息发送Ma2等同于处置措施基元2的信息接收Mb1。
第二步，用库所Pa1取代处置措施基元1中的信息接收Ma1，用库所Pb2取代处置措施基元2的信息发送Mb2，增加库所Pab代表处置措施基元1中的Ma2和处置措施基元2中的Mb1，连接处置措施基元1和处置措施基元2，从而实现顺序关系的SPN转化。
②如图18所示，并行汇聚关系处置措施基元的SPN转化方法包括：
第一步，确定并行汇聚处置措施基元基元内部属性间的关联，即处置措施基元1的信息发送Ma2与处置措施基元2的信息发送Mb2同步汇聚于后置处置措施基元。
第二步，用库所Pa1和Pa2取代处置措施基元1中的信息接收、信息发送属性，用库所Pb1和Pb2取代处置措施基元2的信息接收、信息发送属性，增加后置库所Pab和变迁Tab，作为处置措施基元1、2的后置活动，用有向弧Fc1＝(Tab×Pa2)和Fc2＝(Tab×Pb2)连接处置措施基元1、2的结束库所Pa2和Pb2与变迁Tab，从而实现并行汇聚关系的SPN结构转化。
③如图19所示，并行分支关系处置措施基元的SPN转化方法包括：
第一步，确定并行处置措施基元内部属性间的关联，即处置措施基元1的信息接收Ma1等同于处置措施基元2的信息接收Mb1。
第二步，用库所Pa1和Pa2取代处置措施基元1中的信息接收、信息发送属性，用库所Pb1和Pb2取代处置措施基元2的信息接收、信息发送属性，增加前置库所Pab和变迁Tab，作为处置措施基元1、2的前置活动，用有向弧Fc1＝(Tab×Pa1)和Fc2＝(Tab×Pb1)连接前置活动变迁Tab与基元活动1、2的开始库所Pa1和Pb1，从而实现并行分支关系的SPN结构转化。
④如图20所示，选择汇聚关系处置措施基元的SPN转化方法包括：
第一步，确定应急处置措施基元内部属性间的关联，即处置措施基元1的信息发送属性Ma2，处置措施基元2的信息发送属性Mb2都可以在其活动执行完成之后，输出到相同的后续活动中。
第二步，用库所Pa1和Pa2取代处置措施基元1中的信息接收、信息发送属性，用库所Pb1和Pb2取代处置措施基元2的输入、输出信息，增加后置库所Pab，变迁Ta、Tb作为活动基元1、2后续活动的选择结构，并用有向弧Fc1＝(Ta×Pab)连接处置措施基元1的结束库所Pa2和变迁Ta，用有向弧Fc2＝(Tb×Pab)连接处置措施基元2的结束库所Pb2和变迁Tb，从而实现选择汇聚关系的SPN结构转化。
⑤如图21所示，选择分支关系处置措施基元的SPN转化方法包括：
第一步，确定应急处置措施基元内部属性间的关联，即处置措施基元1的信息接收Ma1，处置措施基元2的信息发送Mb1为冲突关系，只能执行一个。
第二步，用库所Pa1和Pa2取代处置措施基元1中的信息接收、信息发送属性，用库所Pb1和Pb2取代处置措施基元2的信息接收、信息发送属性，增加前置库所Pab，选择变迁Ta、Tb，并用有向弧Fc1＝(Ta×Pa1)连接变迁Ta和处置措施基元1的开始库所Pa1，用有向弧Fc2＝(Tb×Pb1)连接变迁Tb和处置措施基元2的开始库所Pb1，从而实现选择分支关系的SPN结构转化。(c)地铁车站火灾应急处置流程SPN转化
将处置措施基元及其逻辑关系转化成随机Petri网之后，简化其中没有实际内容以及重复的库所和变迁，根据实际含义对每个库所与变迁进行赋值。
(4)应急处置流程随机Petri网系统
利用随机Petri网理论建立上述步骤2建立的地铁车站火灾应急处置流程的SPN(Stochastic Petri Net，随机Petri网)模型，该SPN模型包括整体流程模型、接警响应流程模型、应急响应及救援行动流程模型以及后期处置流程模型等。
(a)整体流程模型
①模型解释
图22为本发明实施例提供的一种地铁车站火灾应急处置整体流程SPN模型示意图。图中P1表示火灾事故报警，变迁T1成为使能变迁；变迁T1激发过程为获取报警数据，然后得到事故信息P3；随着P3和P4得到令牌，变迁T2激发，该变迁根据事故信息和环境信息，通过商议判断事故的等级并确定救援方案；决策结果为P5，根据P5的结果，确定变迁T3、T4哪个变迁获得使能条件，能够被激发。如果变迁T4激发，表示取消响应，该事故为误判或者是应急救援结束。由P5、P6获得令牌使得变迁T3获得使能条件，则T3被激发，表示启动应急响应，随后P7引起T5激发，表示现场应急处置，由P8激发T6，表示对现场态势进行分析并发布相关信息，此后激发T3，即事故信息更新，从而重新激发T2，进行决策。由P9激发T7，判断是否需要增援。如果需要增援则重新启动应急响应，增加相应的资源，直到火灾事故应急处置结束，不需要救援为止。
②库所、变迁说明
表1整体流程中库所含义
表2整体流程中变迁含义
(b)接警响应流程
①模型解释
图23为本发明实施例提供的一种接警响应流程SPN模型示意图，当进入决策环节，P1获得令牌，然后开始根据事故信息开始进行研究事故的方案，分别用T1、T2、T3表示预案查询、现场态势调用、组织专家商议。确定初选预案、现场态势定性、商议初步结果，分别用T4、T5、T6表示。然后对相关结果进行修改并最确定最终的事故实施方案。
②库所、变迁说明
表3接警响应流程中库所含义
表4接警响应流程中变迁含义
(c)应急响应及救援行动流程
①模型解释
图24为本发明实施例提供的一种应急响应及救援行动流程SPN模型示意图，首先给P1一个令牌，表示事故的信息，然后T1表示专家决策，P3表示决策结果，若激发变迁T2，取消本次响应，否则启动响应。P3～P8分别消防、医疗、110、车站人员及其他等资源准备良好，通过T3～T7实施应急响应，P9～P13表示各资源到位情况，T8～T12表示各资源应急处置。P14、P16、P18、P20、P22表示各应急资源的反馈信息，如果事件发生改变，则上报上级部门，并更新事故信息，重新执行各应急资源处置；如果各应急资源需要增加，则重新启动响应，增加相应的资源，直到火灾事故应急处置结束，不需要救援为止。
②库所、变迁说明
表5应急响应及救援行动流程中库所含义
表6应急响应及救援行动流程中变迁含义
(d)后期处置流程
①模型解释
图25为本发明实施例提供的一种后期处置流程SPN模型示意图，应急响应及救援行动结束之后进入后期处置阶段，P1获得令牌，从而变迁T1具有使能条件，表示进行后期处置。随后开始善后处置、外事协调工作，用P2、P3表示善后工作信息、外事协调信息，完成之后开始事故的调查与评估，用T2进行表示。T3、T4、T5表示事故原因上报、工作评估、建立档案等工作，结束用变迁T6表示。
②库所、变迁说明
表7后期处置流程中库所含义
表8后期处置流程中变迁含义
定义上述SPN模型的动态运行机理；结合地铁车站火灾应急处置特点及相关基础理论，将地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型同构马尔科夫链，然后计算马尔科夫链的稳态概率，进而得出地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型的所繁忙概率、变迁利用率、平均执行时间等评估指标值。
实施例二
本发明实施例还提供了一种地铁车站火灾应急处置流程系统，该系统的结构示意图如图26所示，采用功能分层架构模式，由上至下共分为三层：数据获取与管理层、数据加工与技术应用层和流程输出与发布层。
数据获取与管理层是由车站设施拓扑结构管理子系统、火灾事件信息输入和编辑子系统、应急处置案例信息输入和管理子系统、火灾和应急预案信息输入和管理子系统、火灾应急处置资源信息管理子系统、车站FAS信息管理子系统组成。
数据加工与技术应用层是由地铁车站应急处置影响要素辨识、车站火灾应急处置措施解耦分析、车站火灾突发事件应急处置场景构建、地铁车站火灾应急处置环节耦合、地铁车站火灾应急处置环节网络建模、地铁车站火灾应急处置信息归档六个模块组成。数据加工与技术应用层完成地铁车站火灾应急处置环节生成和整合，支撑地铁车站火灾应急处置流程生成和处置留痕。
流程输出与发布层由地铁车站火灾应急处置流程输出、处置流程动态优化调整、应急处置记录和归档、应急处置信息传输和应急处置报告生成组成。对系统技术应用层生成的相关信息进行展示，利用显示屏幕，通过图像、文字、表格等形式展示应急处置流程相关信息。
数据获取与管理层中的车站设施拓扑结构管理子系统用于管理包括车站结构GIS信息管理，输入车站内部设施几何属性、设施的连接关系、相关应急设施信息；
数据获取与管理层中的火灾事件信息输入和编辑子系统用于管理车站火灾事件库的建立，输入火灾事件的相关属性信息，包括车站火灾发生时间、地点、级别、起因和影响范围；
数据获取与管理层中的火灾应急预案信息输入和管理子系统用于管理车站火灾预案信息管理包括车站火灾预案框架构建、车站火灾预案内容输入及数字化、车站火灾应急预案附件管理等功能；
数据获取与管理层中的应急处置案例信息输入和管理子系统用于管理车站火灾历史应急案例库管理，包括历史车站发生火灾时间、火灾发生区域、处置人员、处置措施、处置序贯关系、处置资源、历经时长等信息管理功能；
数据获取与管理层中的车站应急处置资源信息管理子系统用于管理火灾应急处置资源名称、应急资源用途、应急资源属性、应急资源存放地点、应急资源数量、应急资源时效和应急资源管理人员等；
数据获取与管理层中的车站FAS信息管理子系统用于管理报警和灭火设备属性信息、位置信息、时效、管理人员等；车站结构和设施相关属性管理包括车站设施的类型、几何尺寸、连接关系、出口属性及位置等。对应急处置流程系统的数据整合，集数据和信息的收集和管理于一体。是对技术应用层的数据信息支撑，提供技术应用层各技术模块的数据。
地铁车站火灾应急处置流程系统基于Palm平台，采用GIS系统、WiFi无线通信和有线网络等技术，建立地铁车站内火灾应急处置服务平台。提供一种能够为典型地铁车站运营区域火灾生成应急处置流程，完成处置全流程优劣的评估，以及更新优化的完整技术，能够实现面向地铁车站火灾应急处置案例库的构建和数字化管理，以及车站火灾应急处置流程工作的优化和留痕，克服了现有应急处置依赖于文本形式的应急预案、应急决策人员的经验，以及应急处置流程不能追踪的现状，从而从全局的角度把握应急处置过程，克服应急处置相关环节存在的缺陷。
地铁车站火灾应急处置流程是一个复杂的混杂系统，传统的建模方式和求解方法很难实现对应急处置过程的描述，而且非常容易发生处置状态爆炸的状况。因此采用随机Petri网以描述，实现对应急场景发展这种连续事件和处置措施这些离散事件组成的复杂过程描述，根据随机Petri网和随机马尔科夫链的同构特性，通过分析同构马尔可夫链实现应急处置过程发展的随机性演化，为车站火灾应急决策提供理论支撑。地铁车站火灾应急处置流程系统集应急处置相关信息管理、应急场景构建、应急处置要素辨识、应急处置流程生成、应急处置流程评价、应急处置流程优化、应急处置措施留痕、应急处置流程多样化展示与发布等功能，并做到良好的人机交互，运用多种信息发布方式，具有良好的展示信息功能，展示应急流程及相关信息，面向不同层次、不同用户的决策仿真平台。
所述地铁车站火灾应急处置场景，可以根据现实际现场进行定制，系统根据既有案例对不同时间、不同地点和不同级别的车站火灾的应急处置流程进行解耦，辨识能够表示应急处置场景的基本单元及其属性、类别、相互连接形式，定义包含车站火灾的受灾体和致灾因子属性等不同模块及其连接关系、可能的传递参数和接口，各个模块通过连接关系和接口的匹配组成不同的应急处置场景。
地铁车站运营区域内火灾应急处置流程系统可以进行火灾应急场景和处置措施、应急主体、受体等的耦合，形成完整的面向不同时间、地点和级别的应急处置响应。根据初始应急处置场景，进行应急处置响应匹配，并根据既有案例的应急响应，进行其间的相互关系参数量化，定义不同应急处置单元之间以及应急处置环节的时序关系，形成相应的应急处置流程。根据既有案例进行应急处置场景演化推理，进行应急处置流程的修正和优化。进行应急处置流程归档，实现应急处置流程留痕，记录应急处置各项措施的执行时间、执行人、执行时长、执行相关信息的传输、措施执行依照的规章指导等。
综上所述，本发明实施例依循系统解耦、耦合以及类比推理的思想，将知识元、Petri网建模和随机过程理论引入地铁车站火灾应急处置流程生成和优化中，涉及地铁车站火灾应急场景构建、应急处置措施解耦及应急处置环节耦合，能够为优化地铁车站不同区域火灾应急处置工作提供重要的理论支撑。
同时本发明有效增强了火灾应急处置系统的可操作性和可实施性，可通过系统仿真在应急情况下的应急处置效果。所述系统集合信息管理、流程方案生成、发布展示于一体，并做到良好的人机交互，方便操作者的命令和信息的输入，具有良好的展示信息功能，运用多种信息发布方式，展示应急处置效果及相关信息；所述系统为面向不同层次、不同用户的决策仿真平台，可提供安全保障决策，协助应急调度指挥，监控网络状态等。
本发明实施例能够实现面向地铁车站火灾应急处置案例库的构建和数字化管理，以及车站火灾应急处置流程工作的优化和留痕，克服了现有应急处置依赖于文本形式的应急预案、应急决策人员的经验，以及应急处置流程不能追踪的现状，从而从全局的角度把握应急处置过程，克服应急处置相关环节存在的缺陷。
本发明实施例的系统对应急处置流程系统的数据整合，集数据和信息的收集和管理于一体，是对技术应用层的数据信息支撑，提供技术应用层各技术模块的数据。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种地铁车站火灾应急处置流程的管理方法，其特征在于，包括：
构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，利用所述处置措施基元生成地铁车站火灾应急处置流程；
建立处置措施基元的属性与随机Petri网各元素之间的映射关系，将处置措施基元间的逻辑关系转化成随机Petri网；
利用所述映射关系和随机Petri网建立所述地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，包括：
根据处置措施基元的属性构建地铁车站火灾应急的处置措施基元，所述处置措施基元的属性包括：主体、受体、操作、目标、触发集、资源集、信息发送、信息接收、时间、地点、时间约束集、空间约束集、活动状态集，所述主体包括车站管理人员、执行人员和决策人员，所述受体包括火灾、预案和救援方案，所述操作包括报送、接警和判断，所述目标包括确定火灾警情和上报火灾警情。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的利用所述处置措施基元生成地铁车站火灾应急处置流程，包括：
将地铁车站火灾应急处置过程分成确定警情、先期处置、等级判断和火灾处置多个处置环节，每个处置环节是由相互联系的处置措施基元所构成，根据应急处置措施的基元之间的关联关系，将不同处置环节连接起来形成面向不同应急处置主题的应急处置子流程；
通过将所有的应急处置子流程关联起来形成地铁车站火灾应急处置流程，该地铁车站火灾应急处置流程包括接警响应流程、应急响应及救援行动流程和后期处置流程。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的应急处置子流程包括：火灾警情确定子流程、先期处置子流程、运行方案及电力供应调整子流程、车站组织灭火子流程、119灭火子流程、120伤员救治子流程和应急指挥部响应子流程。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的方法还包括：
定义所述地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型的动态运行机理，结合地铁车站火灾应急处置特点及相关基础理论，将地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型同构马尔科夫链，计算马尔科夫链的稳态概率，进而得出地铁车站火灾应急处置流程的SPN模型的所繁忙概率、变迁利用率、平均执行时间评估指标值。
6.一种基于权利要求1至5任一项所述的方法的地铁车站火灾应急处置流程系统，该系统采用功能分层架构模式，由上至下共分为三层：数据获取与管理层、数据加工与技术应用层和流程输出与发布层；
所述数据获取与管理层由车站设施拓扑结构管理子系统、火灾事件信息输入和编辑子系统、应急处置案例信息输入和管理子系统、火灾和应急预案信息输入和管理子系统、火灾应急处置资源信息管理子系统、车站FAS信息管理子系统组成；
所述数据加工与技术应用层由地铁车站应急处置影响要素辨识、车站火灾应急处置措施解耦分析、车站火灾突发事件应急处置场景构建、地铁车站火灾应急处置环节耦合、地铁车站火灾应急处置环节网络建模、地铁车站火灾应急处置信息归档六个模块组成，完成地铁车站火灾应急处置环节生成和整合，支撑地铁车站火灾应急处置流程生成和处置留痕；
所述流程输出与发布层由地铁车站火灾应急处置流程输出、处置流程动态优化调整、应急处置记录和归档、应急处置信息传输和应急处置报告生成组成，对系统技术应用层生成的相关信息进行展示，利用显示屏幕，通过图像、文字、表格形式展示应急处置流程相关信息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述车站设施拓扑结构管理子系统用于管理车站结构GIS信息、输入车站内部设施几何属性、设施的连接关系、相关应急设施信息；
所述火灾事件信息输入和编辑子系统用于管理车站火灾事件库的建立，输入火灾事件的相关属性信息，包括车站火灾发生时间、地点、级别、起因和影响范围；
所述火灾应急预案信息输入和管理子系统用于管理车站火灾预案信息、车站火灾预案框架的构建、车站火灾预案内容的输入及数字化、车站火灾应急预案附件管理；
所述应急处置案例信息输入和管理子系统用于管理车站火灾历史应急案例库，包括历史车站发生火灾时间、火灾发生区域、处置人员、处置措施、处置序贯关系、处置资源、历经时长信息管理功能；
所述车站应急处置资源信息管理子系统用于管理火灾应急处置资源名称、应急资源用途、应急资源属性、应急资源存放地点、应急资源数量、应急资源时效和应急资源管理人员；
所述车站FAS信息管理子系统用于管理报警和灭火设备属性信息、位置信息、时效、管理人员；管理车站结构和设施相关属性，该相关属性包括车站设施的类型、几何尺寸、连接关系、出口属性及位置。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述系统基于Palm平台，采用GIS系统、WiFi无线通信和有线网络技术，建立地铁车站内火灾应急处置服务平台。
提供一种能够为典型地铁车站运营区域火灾生成应急处置流程，完成处置全流程优劣的评估，以及更新优化的完整技术，能够实现面向地铁车站火灾应急处置案例库的构建和数字化管理，以及车站火灾应急处置流程工作的优化和留痕，克服了现有应急处置依赖于文本形式的应急预案、应急决策人员的经验，以及应急处置流程不能追踪的现状，从而从全局的角度把握应急处置过程，克服应急处置相关环节存在的缺陷。
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