城市重要基礎設施災害情景構建方法與應急能力評價研究

1、第２８卷第８期管理評論Ｖｏｌ２８，Ｎｏ８２０１６年８月ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＲｅｖｉｅｗＡｕｇ，２０１６城市重要基礎設施災害情景構建方法與應急能力評價研究朱偉１，２王晶晶１楊玲３（１北京城市系統(tǒng)工程研究中心，北京１０００３５；２燃氣、供熱及地下管網運行安全北京市重點實驗室，北京１０００３５；３首都經濟貿易大學安全與環(huán)境工程學院，北京１０００２６）摘要：重要基礎設施是城市正常運行和健康發(fā)展的基礎，隨著重要基礎設施之間的關聯(lián)度和依賴性日益加強

2、，重要基礎設施災害往往帶來巨大的經濟損失和嚴重的社會影響，提高重要基礎設施的應急能力已經成為了保障城市正常運轉的重要前提。本文以重要基礎設施為研究對象，基于重要基礎設施的關聯(lián)特征，從延展性、影響對象和持續(xù)周期三個方面分析了重要基礎設施災害情景構建的特點，建立了城市重要基礎設施災害的情景構建方法，提出了從準確性、充分性、及時性三個維度評價應急能力的思路，并將提出的通用方法應用于燃氣多門站停氣事件案例，為實際中重要基礎設施的應急管理工作奠定

3、基礎。關鍵詞：重要基礎設施；情景構建；應急能力；關聯(lián)性收稿日期：２０１５－０６－１３基金項目：北京市博士后工作經費資助項目；首都經濟貿易大學特大城市經濟社會發(fā)展研究協(xié)同創(chuàng)新中心開放課題。作者簡介：朱偉，北京城市系統(tǒng)工程研究中心副研究員，博士，燃氣、供熱及地下管網運行安全北京市重點實驗室；王晶晶，北京城市系統(tǒng)工程研究中心助理研究員，博士；楊玲，首都經濟貿易大學安全與環(huán)境工程學院副教授，博士。引言隨著城市化的快速發(fā)展，當今社會越來越依賴于城

4、市基礎設施系統(tǒng)提供的各種服務以維持其正常運行，一旦發(fā)生重要基礎設施事故，不僅會帶來巨大的經濟損失，造成社會運行系統(tǒng)中斷，也會造成嚴重的社會影響，社會面對各種災害的脆弱性與日俱增。２００３年的北美大停電就極大地影響了交通運輸、商業(yè)、國家安全、醫(yī)療、通訊、金融、供暖等各相關部門，長達２９小時的停電造成了約３００億美元的直接經濟損失和極大的社會影響。對于目前出現(xiàn)的一場雨雪可以造成城市交通全面癱瘓，一次管網故障可以造成全城停水斷電等現(xiàn)象，不難發(fā)

5、現(xiàn)，關鍵基礎設施極易受到自然災害、人為破壞等外部“擾動”的危害，城市也變得格外脆弱。如何提高重要基礎設施的應急能力，增強城市韌性，已成為了刻不容緩的課題。“９１１”恐怖襲擊事件之后，美國根據(jù)國土安全第８號總統(tǒng)令（ＨＳＰＤ?８），國土安全部與聯(lián)邦多個部門合作，制定了《國家應急規(guī)劃情景》，提出１５種情景?！秶覒币?guī)劃情景》被認為是近年應急管理科技領域最重要的研發(fā)成果之一，甚至被認為這是國家應急管理戰(zhàn)略走向成熟的標志，也是情景構建理論建立的

6、標志［１］。幾乎在同一時期，歐洲的一些國家也開展了針對重大災害的應急準備工作，例如德國在２００４年開始，為加強其聯(lián)邦制的跨層級、跨部門的合作機制，加強對不斷變換的災害的認識，圍繞“重大突發(fā)事件情景”的知識獲取，持續(xù)性地開展了跨州演練工作，跨州演練持續(xù)兩年為一個周期，目前已經圍繞７個巨災情景開展了針對性研究與全國性演練，這已成為德國的國家行為。對于基礎設施間依賴關系的認知和理解，目前主流的研究框架有兩個：一是由美國阿貢國家實驗室提出的六維

7、度框架，以復雜自適應系統(tǒng)為視角；二是美國愛達荷國家實驗室以網絡流為視角所提出的ＣＩＭＳ（網絡流）框架，用于對基礎設施間依賴關系進行建模與仿真，采用網絡流的視角，將基礎設施抽象成一個包含有節(jié)點和邊的網絡圖［２，３］。由于基礎設施間依賴關系的重要性，具有公共性高、關聯(lián)性強、脆弱性顯著等特點，使得某一系統(tǒng)的異常往往會誘發(fā)其他系統(tǒng)的不良連鎖效應，導致公眾的生命和財產損失。情景構建是按照“底線思維”，對不確定的未來災難開展應急準備的一種戰(zhàn)略性風險

8、管理工具?；陲L險評估與脆弱性分析，對未來一定時期內可能發(fā)生的重大突發(fā)事件進行科學假定，分析模擬情景變化過第８期朱偉，等：城市重要基礎設施災害情景構建方法與應急能力評價研究６１圖１重要基礎設施情景構建路線災害發(fā)生后可能出現(xiàn)的各種后果，包括本設施系統(tǒng)內部以及對其他設施系統(tǒng)的影響、社會服務需求的滿足情況、社會面衍生事件等，模擬特定條件下災害發(fā)展的路徑與影響程度。（１）物理模擬以燃氣管網為例，將事件造成的供氣量缺口作為燃氣管網物理模擬的初始條

9、件，通過城市燃氣管網仿真系統(tǒng)的穩(wěn)流、穩(wěn)傳和穩(wěn)傳在線功能，可以全面了解事件過程中燃氣管網的壓力、流量、管存等參數(shù)變化情況，從而采取措施保證管網運行安全。（２）災害鏈推演各種災害在發(fā)生的時間上有先后順序，同樣在災害發(fā)生的原因上，前面災害是后面災害的誘發(fā)因素或是必要條件，整個災害鏈既包含單一事件自身的形成過程，還包含事件演化出其他事件的過程［１１］。對于重要基礎設施災害來說，由于各類設施之間的相互依賴關系以及與城市運行的密切聯(lián)系，使得整個災害

10、鏈更加復雜。基于對城市公共設施運行環(huán)境的分析，可以從自然環(huán)境系統(tǒng)、城市公共設施系統(tǒng)、社會系統(tǒng)三個方面來推演整個災害鏈，如圖２所示。圖２災害鏈因素分析應急能力評價針對重要基礎設施災害情景，對各單位在預防、響應、恢復階段應該采取的應急任務進行梳理，即事前如何減緩風險，做些什么準備；事中如何減少損失，做些什么響應；事后如何恢復正常，采取什么措施。其中業(yè)務連續(xù)性管理需要考慮的資源包括人員、信息數(shù)據(jù)、建筑環(huán)境及配套設施、設備材料、通信系統(tǒng)、交通工