圖書(shū)檔案館災(zāi)害應(yīng)急全過(guò)程的分級(jí)響應(yīng)SPN模型及效能分析

文 / 邵必林 郝佳樂(lè)

我國(guó)各類災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)圖書(shū)檔案館館藏資料及在館人員的安全都會(huì)造成極為嚴(yán)重的危害。災(zāi)害發(fā)生時(shí)，如何保證館藏資料不受損失或盡可能降低損失以及保障在館人員安全，是相關(guān)管理人員與社會(huì)各界持續(xù)關(guān)注的問(wèn)題。鑒此，本文嘗試運(yùn)用應(yīng)急全過(guò)程理論與分級(jí)響應(yīng)機(jī)制作為理論工具，引入SPN構(gòu)建應(yīng)急效能評(píng)估模型進(jìn)行量化評(píng)估，旨在為圖書(shū)檔案館提升應(yīng)急管理水平及管理人員提高自身應(yīng)急能力提供參考。

一、圖書(shū)檔案館應(yīng)急管理的理論工具及工作流程

（一）應(yīng)急全過(guò)程管理及分級(jí)響應(yīng)

圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程可分為五個(gè)階段：監(jiān)測(cè)、預(yù)警、響應(yīng)、處置、修復(fù)及恢復(fù)。分級(jí)響應(yīng)機(jī)制的出現(xiàn)源于災(zāi)害類型的增多和受災(zāi)程度的不同。依據(jù)災(zāi)害的類型及程度，開(kāi)展有針對(duì)性的應(yīng)急活動(dòng)尤為重要。圖書(shū)檔案館應(yīng)急管理中，應(yīng)充分考慮紙質(zhì)資料及數(shù)據(jù)資料易受損壞的方式，依據(jù)可能的損失方式及程度進(jìn)行劃分。參考相關(guān)研究[1]，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行分類和分級(jí)，見(jiàn)表1。

表1 災(zāi)害分類及分級(jí)響應(yīng)

（二）圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程的工作流程

圖書(shū)檔案館應(yīng)急管理工作流程的首要環(huán)節(jié)是應(yīng)急監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的對(duì)象包括：災(zāi)害相關(guān)信息、館內(nèi)的軟硬件運(yùn)行情況、在館人員數(shù)量及分布、館藏資料的數(shù)量及類型。預(yù)警環(huán)節(jié)中，當(dāng)發(fā)布一、二級(jí)警情時(shí)需要及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，發(fā)布三、四警情時(shí)需要啟動(dòng)相應(yīng)的預(yù)案或制定現(xiàn)場(chǎng)處置方案。特別地，五級(jí)警情只向館內(nèi)管理人員發(fā)布。警情發(fā)布后，隨即進(jìn)入應(yīng)急響應(yīng)環(huán)節(jié)。在響應(yīng)環(huán)節(jié)，按照警情級(jí)別的不同，開(kāi)展不同響應(yīng)程序。一旦館藏資料受損或人員受到傷害，立即進(jìn)入應(yīng)急處置環(huán)節(jié)?？紤]到不同單位應(yīng)急能力不盡相同，故分為館內(nèi)應(yīng)急處置與內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動(dòng)處置。在修復(fù)及恢復(fù)環(huán)節(jié)中，第一階段的主要工作是挖掘搜尋館藏資料并轉(zhuǎn)移受災(zāi)資料。之后按照資料受損的程度，開(kāi)展修復(fù)工作，同時(shí)，進(jìn)行受損設(shè)備設(shè)施及建筑物的恢復(fù)工作。應(yīng)急全過(guò)程的結(jié)束以館內(nèi)資料重新歸檔作為標(biāo)志。

二、SPN建模及分析步驟

（一）SPN的基本理論

SPN中每個(gè)變遷所聯(lián)系的實(shí)施時(shí)間是隨機(jī)變量，進(jìn)而保證SPN的狀態(tài)空間與馬爾科夫鏈（MC）同構(gòu)，為后續(xù)分析奠定基礎(chǔ)。一個(gè)六元組∑=（P,T;F,K,W,M0）滿足以下必要條件則稱為Petri網(wǎng)。

1.（P,T;F）是一個(gè)網(wǎng)，P元素是位置，T元素是變遷；

2.K:P→N+是位置容量函數(shù)；

3.W:F→N+是弧權(quán)函數(shù)；

4.M1:S→N是初始標(biāo)識(shí)滿足：?S∈S:M_0(s)≤K(s)。

連續(xù)時(shí)間SPN=（P,T;F,K,W,M0 ,λ），其中λi={λ1,λ2,…,λm}是變遷平均實(shí)施速率集合。

（二）模型構(gòu)建及效能分析的步驟

圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程模型構(gòu)建及效能分析的步驟如下：

1.依據(jù)圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程工作流程配，構(gòu)建出SPN模型；

2.根據(jù)SPN模型與馬爾科夫鏈的同構(gòu)型，得到同構(gòu)MC；

3.求解穩(wěn)定狀態(tài)概率。設(shè)MC中n個(gè)狀態(tài)的概率為一個(gè)行向量X=（x1，x2，…，xn），則可建立如下線性方程組：

帶入λi={λ1，λ2，…，λm}，求解方程組，解得每個(gè)狀態(tài)XQ的穩(wěn)定概率G[Mi]；

4.基于穩(wěn)定狀態(tài)概率求解效能指標(biāo)庫(kù)所繁忙率與變遷利用率。

庫(kù)所繁忙率G[M(Pi)=1]是指：應(yīng)急信息處理及資源調(diào)度的繁忙概率。求解公式為：

變遷利用率U（ti）是指：將變遷轉(zhuǎn)化為使能變遷的所有標(biāo)識(shí)的穩(wěn)定概率之和。求解公式為：

三、基于SPN模型的災(zāi)害案例應(yīng)急效能量化分析

（一）圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程SPN模型

本研究構(gòu)建出圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程SPN模型，見(jiàn)圖1。

圖1 圖書(shū)檔案館應(yīng)急全過(guò)程SPN模型

庫(kù)所含義為：P1表示監(jiān)測(cè)開(kāi)始，P2表示監(jiān)測(cè)災(zāi)害，P3表示內(nèi)部監(jiān)測(cè)，P4表示災(zāi)害類型成因，P5表示影響范圍及事態(tài)發(fā)展，P6表示減災(zāi)系統(tǒng)運(yùn)行情況，P7表示館藏資料類型及數(shù)量，P8表示館內(nèi)人員數(shù)量及分布，P9表示設(shè)備、設(shè)施情況，P10表示災(zāi)害匯總信息，P11表示館內(nèi)匯總信息，P12表示決策信息，P1表示一級(jí)紅色預(yù)警信息，P14表示二級(jí)橙色預(yù)警信息，P15表示三級(jí)黃色預(yù)警信息，P16表示四級(jí)藍(lán)色預(yù)警信息，P17表示應(yīng)急響應(yīng)開(kāi)始信息，P18表示館內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動(dòng)信息，P19表示館內(nèi)應(yīng)急響應(yīng)信息，P20表示事態(tài)緩解及災(zāi)情遏制，P21表示全面挖掘搜尋資料，P22表示轉(zhuǎn)移受災(zāi)資料，P23表示受災(zāi)情況評(píng)估，P24表示修復(fù)受損資料，P25表示恢復(fù)受損設(shè)備設(shè)施，P26表示資料歸檔，Pa表示館內(nèi)匯總反饋信息。變遷含義為：t表示監(jiān)測(cè)，t2表示災(zāi)情監(jiān)測(cè)，t3表示內(nèi)部監(jiān)測(cè)，t4表示匯總災(zāi)情信息，t5表示匯總館內(nèi)信息，t6表示分析研判，t7表示發(fā)布一級(jí)紅色預(yù)警，t8表示發(fā)布二級(jí)橙色預(yù)警，t9表示發(fā)布三級(jí)黃色預(yù)警，t10表示發(fā)布四級(jí)藍(lán)色預(yù)警，t11表示應(yīng)急響應(yīng)，t12表示館內(nèi)響應(yīng)，t13表示內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，t14表示響應(yīng)結(jié)束，t15表示受損資料處置，t16表示處置結(jié)束，t17表示修復(fù)、恢復(fù)，t1表示修復(fù)、恢復(fù)結(jié)束，t19表示應(yīng)急總結(jié)、循環(huán)，ta表示受災(zāi)可能性低。

（二）SPN模型同構(gòu)MC

由變遷t1,t2,….,t19依次激發(fā)，得到不同的標(biāo)識(shí)集，根據(jù)標(biāo)識(shí)集，構(gòu)造同構(gòu)MC，見(jiàn)圖2。

（三）穩(wěn)定狀態(tài)概率及效能分析

云南省2011年遭受5.9級(jí)地震災(zāi)害，對(duì)省內(nèi)某檔案館造成不小損失，參照此次災(zāi)害事件中該檔案館應(yīng)對(duì)過(guò)程的記錄報(bào)道，對(duì)變遷平均實(shí)施速率λi進(jìn)行設(shè)定：λ1=10，λ2=5，λ3=6 ，λ4=3，λ5=3，λ6=1，λ7=2，λ8=2，λ9=1，λ10=1，λ11=4，λ12=1，λ13=8，λ14=3，λ15=3，λ16=5，λ17=2，λ18=15，λ19=1，λa=1。根據(jù)公式（1）得到線性方程組，代入λi的數(shù)值，求解穩(wěn)定狀態(tài)概率。解得：x1=0.010899；x2=0.029064；x3=0.02422；x4=0.048441；x5=0.036331；x6=0.108992；x7=0.054496；x8=0.054496；x9=0.108992；x10=0.108992；x11=0.027248；x12=0.108992；x13=0.013624；x14=0.036331；x15=0.036331；x16=0.021798；x17=0.054496；x18=0.007266；x19=0.108992。

圖2 SPN模型同構(gòu)MC

依照公式（2）求解庫(kù)所繁忙概率。其中G[M(P11)=1]，G[M(P14)=1]，G[M(P15)=1]，G[M(P26)=1]，G[M(P17)=1]，G[M(Pa)=1]的值遠(yuǎn)大于其他G[M(Pi)=1]，說(shuō)明庫(kù)所P11、P14、P15、P16、P17、Pa的繁忙概率較大，即容易出現(xiàn)信息堆積，影響應(yīng)急效率以及最終應(yīng)急效果的達(dá)成。

庫(kù)所P11代表館內(nèi)匯總信息，日常管理中，應(yīng)定期對(duì)減災(zāi)系統(tǒng)測(cè)試、統(tǒng)計(jì)備案館藏資料、更換老舊設(shè)備設(shè)施、統(tǒng)計(jì)在館人數(shù)，以便在發(fā)生在災(zāi)害時(shí)，及時(shí)匯總信息為后續(xù)應(yīng)急各環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。Pa表示館內(nèi)匯總反饋信息，加快應(yīng)急反饋信息傳遞速度，能進(jìn)一步提高應(yīng)急效率。

P14、P15、P16表示的二、三、四級(jí)預(yù)警信息中涵蓋的多種災(zāi)害類型，應(yīng)急預(yù)案很難覆蓋，故可以通過(guò)提前制定現(xiàn)場(chǎng)處置方案來(lái)輔助應(yīng)急預(yù)案的執(zhí)行，以優(yōu)化上述環(huán)節(jié)的信息處置效率，解決易出現(xiàn)信息堆積的問(wèn)題。對(duì)一、二級(jí)預(yù)警信息的優(yōu)化，可以提升P17表示的應(yīng)急響應(yīng)開(kāi)始信息的處置效率。

依照公式（3）求解變遷利用率。其中U（t6）、U（t11）、U（t12）、U（t13）、U（t19）的值遠(yuǎn)大于其他U（ti），說(shuō)明t6、t11、t12、t13、t19的利用率較高，即環(huán)節(jié)耗時(shí)較長(zhǎng)，應(yīng)重點(diǎn)優(yōu)化以提升應(yīng)急效率。

t6表示分析研判，包括對(duì)災(zāi)情及館內(nèi)匯總情況的判斷。此環(huán)節(jié)是應(yīng)急決策效率的具體體現(xiàn)，快速及時(shí)的分析研判建立在對(duì)災(zāi)害信息保持高度敏感以及館內(nèi)各方面情況及時(shí)掌握的基礎(chǔ)上。館內(nèi)管理人員應(yīng)從這兩個(gè)方面提高分析研判過(guò)程的速度。

t11、t12、t13分別表示應(yīng)急響應(yīng)、館內(nèi)響應(yīng)、內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，是應(yīng)急全過(guò)程中的核心環(huán)節(jié)，涉及到應(yīng)急資源的調(diào)配、館內(nèi)部門(mén)之間及人員之間的協(xié)調(diào)、館內(nèi)與消防部門(mén)及其他政府部門(mén)間的合作。因此，優(yōu)化上述環(huán)節(jié)應(yīng)急效能，能直接有效地提升圖書(shū)檔案館的應(yīng)急水平。

t19表示單次應(yīng)急過(guò)程的結(jié)束，即應(yīng)急常態(tài)監(jiān)測(cè)開(kāi)始。面對(duì)各類災(zāi)害頻發(fā)的不確定性，館內(nèi)管理人員應(yīng)長(zhǎng)期保持警惕，不應(yīng)有所懈怠。

四、結(jié)論

圖書(shū)檔案館應(yīng)急活動(dòng)中，匯總館內(nèi)信息及反饋信息、二級(jí)預(yù)警信息、三級(jí)預(yù)警信息、四級(jí)預(yù)警信息等環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)信息堆積，分析研判、應(yīng)急響應(yīng)、館內(nèi)響應(yīng)、內(nèi)外應(yīng)急聯(lián)動(dòng)等環(huán)節(jié)耗時(shí)較長(zhǎng)。對(duì)以上環(huán)節(jié)的優(yōu)化，能有效提高圖書(shū)檔案館應(yīng)急效率與應(yīng)急水平。