考慮心理閾值的突發(fā)事件多部門應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法*

樊自甫，楊 州，李一雄

(1.重郵電大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，重慶 400065；2.重慶郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同經(jīng)濟研究中心，重慶 400065)

0 引言

近年來，我國突發(fā)事件頻發(fā)，如：2008年南方雨雪冰凍災(zāi)害、2015年“8·12天津濱海新區(qū)爆炸事故”、2017年“6·24茂縣山體滑坡”等突發(fā)事件，對我國社會系統(tǒng)的正常秩序和公民的生命財產(chǎn)安全造成嚴重威脅。突發(fā)事件具有隨機性、突然性、破壞性、復(fù)雜性、可變性、擴散性等特點[1]，導(dǎo)致突發(fā)事件演變過程具有不確定性、信息不完全性和不可預(yù)測性，往往影響決策部門的應(yīng)急決策方案[2-3]，且應(yīng)急決策具有動態(tài)性、多目標性以及協(xié)同性等特點[4-5]。因此，突發(fā)事件發(fā)生后，應(yīng)急救援小組需要對應(yīng)急決策進行動態(tài)調(diào)整，以最大程度地降低災(zāi)害損失；與此同時，在多部門協(xié)同開展應(yīng)急救援的情形下，由于各部門對應(yīng)急方案有不同維度的評判標準，需協(xié)同考慮各個部門的目標調(diào)整應(yīng)急決策。

目前，關(guān)于多部門協(xié)同的研究主要集中在以下3個方面：①分析阻礙應(yīng)急部門協(xié)同的外部影響因素，試圖解決部門溝通協(xié)調(diào)問題[6-8]，例如，陳興等在分析動態(tài)決策過程中的部門協(xié)同問題基礎(chǔ)上，構(gòu)建了多階段的部門協(xié)調(diào)決策模型以解決部門溝通協(xié)調(diào)問題；②從部門協(xié)同的組織、運行機制、利益機制等內(nèi)在因素入手研究影響部門協(xié)同的原因[9-11]，例如，盛明科等分析了阻礙部門聯(lián)動應(yīng)急的原因是部門分割和信息溝通不暢；③從協(xié)同機制、區(qū)域應(yīng)急聯(lián)動等角度構(gòu)建部門協(xié)同模型，提高協(xié)同效率[12-15]，例如，陳述等分析了部門協(xié)同應(yīng)急特征，構(gòu)建了基于重大突發(fā)事件的部門協(xié)同應(yīng)急決策模型，對應(yīng)急方案進行擇優(yōu)。

在應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法上，考慮到?jīng)Q策部門在面對突發(fā)事件時具有參照依賴、風(fēng)險規(guī)避等心理特征，部分學(xué)者將前景理論、后悔理論、效用風(fēng)險熵等方法引入到應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整中，量化描述決策部門的心理行為。例如，樊治平等[16]將前景理論與應(yīng)急決策相結(jié)合，提出了基于前景理論的應(yīng)急決策方法；袁媛[17]等基于后悔理論的思想，提出了考慮后悔規(guī)避的突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)的風(fēng)險決策方法；陳業(yè)華等[18]在前景理論的基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于效用風(fēng)險熵的應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法；Liu等[19]考慮決策者后悔規(guī)避的特點，通過構(gòu)建決策者心理依賴參照點，提出一種基于累積前景理論的應(yīng)急風(fēng)險決策方法。

綜上所述，雖然從不同角度分析了阻礙部門協(xié)同的原因，并為此提出相應(yīng)的多部門決策方法，但考慮多部門協(xié)同參與決策的動態(tài)調(diào)整方法研究較少，而現(xiàn)實中往往是需要多部門共同參與應(yīng)急方案決策，進而對方案進行動態(tài)調(diào)整。因此，如何協(xié)同多個部門對應(yīng)急方案進行動態(tài)調(diào)整，并考慮決策部門在面對突發(fā)事件時具有參照依賴、風(fēng)險規(guī)避等心理特征，使方案具有科學(xué)性和有效性是應(yīng)急響應(yīng)工作中亟待解決的問題之一。為此，本文重點研究多部門協(xié)同情景下的應(yīng)急方案動態(tài)決策方法，并將心理閾值(Threshold)引入到方案調(diào)整中，以更好地量化描述多部門決策的心理行為。

1 方法設(shè)計

在突發(fā)事件發(fā)生時，決策部門考慮到最小化生命、財產(chǎn)損失是應(yīng)急決策的核心任務(wù)，從而實施應(yīng)急方案。但是，由于突發(fā)事件的特點導(dǎo)致決策部門難以得到有關(guān)人員傷亡、經(jīng)濟損失等有效信息，導(dǎo)致信息不準確，只能借助歷史案例經(jīng)驗快速地實施初始方案。隨著初始方案的實施，決策部門會逐步掌握突發(fā)事件的有效信息，并推演事件的演變態(tài)勢。為最小化突發(fā)事件帶來的損失，以及決策部門做出最優(yōu)決策，需在多部門協(xié)同下對初始應(yīng)急措施進行動態(tài)調(diào)整，直到控制事態(tài)的發(fā)展。為解決應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整過程中的問題，考慮部門協(xié)同行為和決策部門具有參照依賴、風(fēng)險規(guī)避等心理特征，本文提出一種基于證據(jù)理論和心理閾值的應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法流程，如圖1所示。

圖1 應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法流程Fig.1 Procedure of dynamic adjustment method of emergency decision-making

首先，依據(jù)證據(jù)理論對多部門心理參考點進行合成，得到多部門協(xié)同參考點；其次，依據(jù)心理閾值區(qū)間和部門協(xié)同參照點計算，得到不同情景關(guān)于人員傷亡和經(jīng)濟損失狀況的滿意度；再次，對各情景滿意度進行合成，得到人員和財產(chǎn)的屬性滿意度；最后，計算得到各備選方案的總體滿意度，依據(jù)各方案總體滿意度的大小排序擇優(yōu)，得到應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整階段的最優(yōu)方案。

2 模型構(gòu)建

2.1 變量定義

1)A={A1,A2,…,Ai}表示應(yīng)急方案集合，其中Ai代表第i個用于備選的應(yīng)急預(yù)案或方案，i=1,2,…,n。

2)S={S1,S2,…,Sj}表示突發(fā)事件演變過程中j個關(guān)鍵情景的集合，其中Sj表示第j個可能的關(guān)鍵情景，j=1,2,…,m。

3)C={C1，C2，…，Cj}表示情景Sj可能造成的經(jīng)濟損失，包括物資及人員成本、財產(chǎn)損失、環(huán)境污染及輿論的社會影響等，本文的經(jīng)濟損失均經(jīng)過綜合處理，j=1,2，…，m。

4)D={D1，D2，…，Dj}表示情景Sj出現(xiàn)后可能導(dǎo)致的人員傷亡情況，j=1,2，…，m。

5)Pij表示采取應(yīng)急預(yù)案Ai后，在動態(tài)調(diào)整階段情景Sj可能發(fā)生的概率，可由歷史數(shù)據(jù)或?qū)＜抑饔^判斷獲得。

6)K={k1,k2,…,kl}表示參與救援部門的集合，其中kl表示第l個參與救援部門，l=1,2，…，L。

7)Rl={Cl,Dl}表示救援部門kl的心理參照點，其中Cl和Dl表示kl部門關(guān)于經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的預(yù)期心理參照點，l=1,2，…，L。

8)R={RC,RD}表示多個救援部門的協(xié)同心理參照點，其中RC和RD表示多個救援部門關(guān)于經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的預(yù)期心理參照點。

9)ω={ωC，ωD}表示經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的權(quán)重，其中ωC和ωD分別表示經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的決策權(quán)重，ωC+ωD=1。

10)(LC,UC)和(LD,UD)表示經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的心理閾值區(qū)間，L表示經(jīng)濟損失C和人員傷亡D心理閾值的下限，U表示經(jīng)濟損失C和人員傷亡D心理閾值的上限，其中0≤L≤U≤1。

11)TD(Cj)和TD(Dj)表示在情景Sj下經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的滿意度，其中0≤TD(Cj)≤1和0≤TD(Dj)≤1。

2.2 部門協(xié)同心理參照點設(shè)置

D-S證據(jù)理論不但能夠進行信息加工處理與信息合成，還能體現(xiàn)決策部門的主觀信息判斷與直覺思維習(xí)慣[20-21]。因此，依據(jù)證據(jù)理論的思想，對多部門心理參照點進行合成，形成基于D-S證據(jù)理論的部門協(xié)同參照點。

各部門的心理參照點Rl={Cl,Dl}為經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的識別框：ΘC={C1,C2,…,Cl}和ΘD={D1,D2,…,Dl}，l=1,2，…，L。多部門心理參照點需多個證據(jù)合成部門協(xié)同參照點，經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的證據(jù)集合為：EC=e1,e2,…,eU和ED=e1,e2,…,eu。假設(shè)經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的部門參照點的證據(jù)不相等，即U≠u。

進一步地，針對各部門心理參照點的基本信度分配函數(shù)mU(Cl)和mu(Dl)進行D-S信息合成。

(1)

(2)

根據(jù)D-S合成規(guī)則，通過式(1)和(2)得到部門協(xié)同參照點的基本概率分配。最后，根據(jù)基本信度函數(shù)最大化規(guī)則，群體參照點選擇最大基本信度函數(shù)對應(yīng)的部門參照點作為RC和RD。

2.3 情景滿意度計算

心理閾值是心理學(xué)中的重要概念，心理閾值的主要含義為心理受到影響而產(chǎn)生的臨界點，影響超過該臨界點即能夠引起心理由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)向另一種狀態(tài)[23]。本文采取心理閾值的相關(guān)理論，同時考慮經(jīng)濟損失是成本型指標，因此，在應(yīng)急方案Ai實施下的情景屬性值，需與決策部門心理閾值區(qū)間和部門協(xié)同心理參照點比較，并得到相應(yīng)的結(jié)果。其一，當(dāng)情景屬性值低于決策部門心理閾值區(qū)間下限時，決策部門對該方案實施的表現(xiàn)為最不滿意。其二，當(dāng)情景屬性值大于決策部門心理閾值區(qū)間上限時，決策部門對該方案實施的變現(xiàn)為最為滿意。其三，當(dāng)介于上下限之間時，以部門協(xié)同心理參照點作為參考，若情景屬性值小于協(xié)同心理參照點，則代表在方案Ai實施下情景屬性值的滿意度函數(shù)是凸函數(shù)；若情景屬性值大于或等于協(xié)同心理參照點，則代表在方案Ai實施下情景屬性值的滿意度函數(shù)是凹函數(shù)，且凹函數(shù)的斜率大于凸函數(shù)的斜率。

在應(yīng)急決策中，應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組會規(guī)避風(fēng)險“損失”，而在面對“收益”時會表現(xiàn)出風(fēng)險偏好，但在受到“損失”時所接收的傷害程度遠高于相同“收益”帶來的滿意程度。通過以上分析，情景Sj下Cj的滿意度函數(shù)圖像，如圖2所示。

圖2 Cj的滿意度函數(shù)Fig.2 Satisfaction degree function of Cj

在情景Sj下人員傷亡Cj滿意度函數(shù)為[24]：

(3)

同理，情景Sj下Dj的滿意度函數(shù)圖像，如圖3所示。

圖3 Dj的滿意度函數(shù)Fig.3 Satisfaction degree function of Dj

在情景Sj下人員傷亡Dj的滿意度函數(shù)為[24]：

(4)

2.4 屬性滿意度合成

在情景Sj下經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的滿意度為TD(Cj)和TD(Dj)，但不同屬性在決策中對不同的決策部門而言，其屬性權(quán)重不同。因此，需要對經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的各情景合成，本文借助情景Sj的發(fā)生概率Pj進行合成，顯然發(fā)生概率較高的情景在合成時應(yīng)當(dāng)占據(jù)更大比重。最終得到經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的滿意度函數(shù)為：

(5)

式中：Pj表示動態(tài)調(diào)整階段情景Sj的發(fā)生概率；TD(Cj)為在情景Sj下經(jīng)濟損失C的滿意度，j=1,2,…,m；TD(C)表示應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組結(jié)合該突發(fā)事件可能發(fā)生的各種情景Sj以及各情景下造成的經(jīng)濟損失狀況Cj，得到突發(fā)事件關(guān)于經(jīng)濟損失C的屬性滿意度。

同理，計算不同情景Sj下人員傷亡D滿意度TD(Dj)，最終得到人員傷亡D的滿意度函數(shù)為：

(6)

式中：Pj表示動態(tài)調(diào)整階段情景Sj的發(fā)生概率；TD(Dj)為在情景Sj下人員傷亡D的滿意度，j=1,2,…,m；TD(D)表示應(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組結(jié)合該突發(fā)事件可能發(fā)生的各種情景Sj以及各情景下造成的人員傷亡數(shù)量Dj，得到突發(fā)事件關(guān)于人員傷亡D的屬性滿意度。

2.5 方案總體滿意度計算

假設(shè)經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的權(quán)重為ωC和ωD。執(zhí)行方案Ai后，決策部門根據(jù)心理閾值區(qū)間與協(xié)同心理參照點，確定經(jīng)濟損失Ci和人員傷亡Di的屬性滿意度為TDi(Cj)和TDi(Dj)，因此，應(yīng)急方案Ai的總體滿意度TDi為：

TDi=TDi(C)ωC+TDi(D)ωD

(7)

式中：0≤TDi≤1，ωC+ωD=1。

由此得到應(yīng)急方案Ai的總體滿意度，通過比較各應(yīng)急方案的總體滿意度大小，選擇總體滿意度最大的應(yīng)急方案作為應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整的最優(yōu)方案。

3 案例研究

以西南某地區(qū)發(fā)生重大生產(chǎn)安全事故為背景說明本文方法的可行性和有效性。

西南某化學(xué)品公司的倉庫突發(fā)重大火災(zāi)，對附近居民的生命安全造成嚴重威脅，當(dāng)?shù)囟嗖块T迅速組成了救援小組。為最小化人員傷亡和經(jīng)濟損失，救援小組對該突發(fā)事件進行評估，并對救援方案進行動態(tài)調(diào)整。通過對現(xiàn)場情況的分析和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜易稍?，確定該重大生產(chǎn)安全事故的4個關(guān)鍵情景為：S1，S2，S3，S4。

通過事故現(xiàn)場信息和歷史事件的數(shù)據(jù)，分析該事故各關(guān)鍵情景可能造成的經(jīng)濟損失C和人員傷亡D狀況，如表1所示。

表1 各情景造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失狀況Table 1 Situation of personnel casualties and economic losses under each scenario

由于事態(tài)發(fā)展難以預(yù)料，各救援部門對于應(yīng)急決策的調(diào)整各持己見，各救援部門基于該事故的發(fā)展趨勢和以往的決策經(jīng)驗，各自提出關(guān)于經(jīng)濟損失C和人員傷亡D狀況的心理參照點，如表2所示。

為協(xié)同各救援部門決策，便于應(yīng)急決策順利執(zhí)行，將各救援部門針對影響人員數(shù)量和經(jīng)濟損失視為識別框，識別框的證據(jù)集合為EC=(E1，E2，E3)，ED=(E1，E2，E3，E4)。根據(jù)以往事件處理經(jīng)驗和專家討論，部門參照點的基本信度分配值如表3～4所示。

表2 各部門心理參照點Table 2 Psychological reference points of each department

表3 部門參照點關(guān)于經(jīng)濟損失的基本信度分配Table 3 Assignment of basic reliability about economic losses for reference points of departments

表4 部門參照點關(guān)于人員傷亡的基本信度分配Table 4 Assignment of basic reliability about personnel casualties for reference points of departments

針對表3～4的基本信任分配函數(shù)，利用式(1)和(2)合成各證據(jù)參照點的概率分配，其經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的心理參照點概率分布形式φ(Cl)和φ(Dl)，如表5所示。

表5 信度概率合成Table 5 Synthesis of reliability probabilities

根據(jù)信度最大化規(guī)則，分析得到多部門的協(xié)同參照點RC=800，RD=120。

通過救援部門討論以及專家咨詢，確定了3種備選應(yīng)急方案：A1，A2，A3，并從中選擇1種應(yīng)急方案。

假設(shè)經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的決策權(quán)重為ωC=0.3，ωD=0.7。不同方案下導(dǎo)致情景發(fā)生的概率，通過分析歷史數(shù)據(jù)和咨詢相關(guān)專家直接給出，如表6所示。在方案選擇問題中，各情境存在遞進關(guān)系，如：采用方案A2，導(dǎo)致情景S1出現(xiàn)的概率為0.9，導(dǎo)致情景S2出現(xiàn)的概率為0.8，導(dǎo)致情景S3出現(xiàn)的概率為0.6，導(dǎo)致情景S4出現(xiàn)的概率為0.7。

通過現(xiàn)場狀況和以往事件經(jīng)驗分析得到經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的心理閾值區(qū)間分別為：(LC,UC)=(200,1 000)，(LD,UD)=(60,300)。

表6 方案實施導(dǎo)致情景出現(xiàn)的概率Table 6 Probabilities of scenario appearance caused by scheme implementation

相關(guān)文獻指出，當(dāng)α=0.88，β=0.89，λ=2.25時，能夠真實反映應(yīng)急決策部門的決策行為[16]，根據(jù)式(3)和式(4)得到各情景Sj下關(guān)于經(jīng)濟損失C和人員傷亡D的局部滿意度TD(Cj)和TD(Dj)，如表7所示。

表7 人員傷亡和經(jīng)濟損失狀況的局部滿意度Table 7 Local satisfaction degree about personnel casualties and economic losses

按照公式(5)～(7)，對人員傷亡和經(jīng)濟損失狀況的局部滿意度進行情景合成，得到應(yīng)急方案總體滿意度TDi，A1=0.857 2，A2=0.810 36，A3=0.853 84，表明A1方案優(yōu)于A2和A3，因此，確定方案的排序為A1>A3>A2[25-26]。

根據(jù)案例分析驗證了本文方法的可行性，在往后的突發(fā)事件中，應(yīng)急管理部門可根據(jù)此方法選擇最優(yōu)應(yīng)急方案，進而快速有效地控制事態(tài)發(fā)展。隨著決策部門對事件的深入了解，得到更多的受災(zāi)信息，可利用該方法對決策方案動態(tài)調(diào)整，從而更加符合現(xiàn)實狀況。

4 結(jié)論

1)結(jié)合管理學(xué)、心理學(xué)等多個跨學(xué)科領(lǐng)域知識，根據(jù)突發(fā)事件發(fā)生的不確定性和動態(tài)性，從部門協(xié)同角度出發(fā)，提出了一種突發(fā)事件應(yīng)急決策動態(tài)調(diào)整方法。

2)運用部門協(xié)同參照點和心理閾值對當(dāng)前突發(fā)事件應(yīng)急決策方案的有效性進行評估，不僅體現(xiàn)了突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)決策的動態(tài)性、多目標性以及協(xié)同性等特點，還體現(xiàn)了決策部門所表現(xiàn)的參照依賴、風(fēng)險規(guī)避等特征，從而使應(yīng)急決策方案更符合實際所需，也更符合決策部門主觀感知。

3)提出的方法符合不同的應(yīng)急決策方案對突發(fā)事件發(fā)展演變的干預(yù)特點，體現(xiàn)了突發(fā)事件應(yīng)急決策的特點。然而，在實際的部門協(xié)同過程中，由于決策部門的決策行為受許多復(fù)雜因素影響，下一步需要考慮決策部門的領(lǐng)導(dǎo)性格、從眾心理等復(fù)雜因素，設(shè)計多部門協(xié)同決策機制。