（安全技术及工程专业论文）民用运输机场应急救援管理决策支持系统的研究与应用.pdf

中国民航大学硕士学位论文 a b s t r a c t b e c a u s eo fi n s u f f i c i e n ti n f o r m a t i o n , s u c ha sd a t a , m o d e l sa n dk n o w l e d g e ，w h i c hl e a d i n g t od e c i s i o n m a k i n ge r r o ro rd e l a yp r o b l e m sd u r i n ga i r p o r te m e r g e n c yr e s c u em a n a g e m e n ta n d r e s p o n s ep r o c e s s ，a i r p o r t se m e r g e n c yr e s c u em a n a g e m e n td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( f o r s h o r t ，a e r d s s ) w a sp u tf o r w a r d b a s eo nt h et h e o r yo fd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，t h r e eb a s e s m o d e l ，n a m e l y , t h ed a t a b a s e ，m o d e lb a s ea n dk n o w l e d g eb a s e ，w e r ce s t a b l i s h e do ft h e d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mo fe m e r g e n c yr e s c u em a n a g e m e n t t h es i xf u n c t i o nm o d u l e so f e m e r g e n c yr e s c u em a n a g e m e n t a tc i v i la v i a t i o n a i r p o r t s ，i n c l u d i n ge m e r g e n c yr e s c u e o p e r a t i o nm a n a g e m e n t ,e m e r g e n c yr e s c u er e s p o n s e ，t r a i n i n g a n d p l a n s ，d o c u m e n t s ， i n f o r m a t i o no fe m e r g e n c yr e s c u ea n ds y s t e m m a n a g e m e n t ，w e r ed e s i g n e d b ys t u d y i n ga i r p o r te m e r g e n c yp l a n s ，c o n s i d e r i n gi c a oa i m c x1 4 - a i r p o r t ”，”s e a r c h a n dr e s c u eo fc i v i l i a na i r c r a f t ，a n d ”t r a n s p o r tc i v i l i a na i r p o r te m e r g e n c yr e s c u er u l e s ”， a n dc o m b i n i n gc h a r a c t e r i s t i c so ft h ee m e r g e n c yr e s c u ew o r ko ft h e a i r p o r t ，a n a l y s i sa n d d e s i g n i n go fa i r p o r te m e r g e n c yd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mw a sc a r r i e do u t ，a n dt h es t r u c t u r eo f a i r p o r te m e r g e n c yd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mw a se s t a b l i s h e d b a s e do nd s s ，t h i sr e s e a r c hh a sd e s i g n e dd a t a b a s es u b s y s t e mf o ra i r p o r te m e r g e n c y d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，a st oo f f e rs t r o n gr e f e r e n c eb a s i sf o rp o l i c ym a k e r sc o r r e c td e c i s i o n t h i ss t u d yh a sd e s i g n e dt h em o d e lb a s ea n di t sm a n a g e m e n ts y s t e mf o ra i r p o r te m e r g e n c y d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，a n dg i v e nt h ea l g o r i t h mp r i n c i p l et h a tm o d e lr e a l i z ei nm o d e lb a s e t h ek n o w l e d g eb a s ea n di t sm a n a g e m e n ts y s t e mw e r eb u i l t ，a n dt h ek n o w l e d g eb a s eo fr u l e s a n dt h er e a s o n i n gm e c h a n i s mw e r ed e s i g n e d b yc o m b i n i n gt h es h e n y a n gt a o x i a na i r p o r te m e r g e n c yr e s c u ew o r k , s h e n y a n gt a o x i a n a i r p o r te m e r g e n c yr e s o l em a n a g e m e n td e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mw a sd e s i g n e da n dr e a l i z e d w h i c hm e e t st h er e q u i r e m e n t so fc o m m a n d e ro ft h ea i r p o r tf o re m e r g e n c yr e s c u e t h ec i v i l i a na i r p o r te m e r g e n c yr e s c u er e s p o n s ea n dm a n a g e m e n t ，d e c i s i o ns u p p o r t s y s t e mw e r er e s e a r c h e dw h i c hs h o wh i g h e rt h e o r e t i c a lv a l u ea n ds o c i a l - e c o n o m i cb e n e f i t k e y w o r d ：a i r p o r t ；e m e r g e n c yr e s c u e ；d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ；d a t ab a s e ；m o d e lb a s e ； k n o w l e d g eb a s e 中国民航大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中国民航大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：黛日 中国民航大学学位论文使用授权声明 中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件 和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全 部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权中国民航大学研究生部办理。 研究生签名：辅导师签名： 中国民航大学硕士学位论文 1 1 论文的研究背景与意义 第一章绪论 人类进入工业化时代后，由于人类活动规模的扩大，灾害事故的发生越加频繁，事 故后果也越加严重，如交通事故、生产事故、火灾事故等。这类事故通常是在一定区域 内突然发生的，规模较大且对社会产生广泛负面影响的，对生命和财产构成严重威胁的 事件和灾难。如2 0 0 1 年9 月1 1 日，这个暗合美国火警电话号码“9 1 1 一的日子，发生 了一件震撼全世界的恐怖袭击事件。这次突发事件不仅给美国带来惨痛损失，也对世界 的经济政治产生重大影响。恐怖事件发生后，全美各大城市都进行了人员疏散，正常的 工作、生活陷于停顿；美国民航飞机全部被迫停航3 天；道琼斯指数在短短几天内从一 万多点一直跌穿8 0 0 0 点。美国的航空、保险、旅游、金融等行业受到重创，给美国造 成约3 0 0 0 亿美元的直接经济损失，间接经济损失约5 0 0 0 亿美元。联合国有关机构测算， “9 1 1 事件使当年全球经济增长率减少1 个百分点。面对这些时刻威胁人民生命财产 和社会安全的突发事件，各国都在寻求建立比较全面的、快速应对突发事件的应急机制， 综合各种服务资源，对突发事件做出有效的反应。 在工业发达国家，应急救援工作已经成为整个国家危机处理的一个相当重要的组成 部分。美国在1 9 7 9 年通过立法，将全国1 0 0 多个联邦应急机构的职能进行统一，成立 了联邦紧急管理署( f e d e r a le m e r g e n c ym a n a g e m e n ta g e n c y ，简称f e m a ) ，接管联邦保 险局、国家火灾预防和控制管理局、国家气象服务组织、联邦灾害管理局的一些工作。 f e m a 是一个独立的、直接向总统负责的机构。下设国家应急反应队，由1 6 个与应急 救援有关的联邦机构组成，实施应急救援工作。联邦和州均设有应急救援委员会，负责 指挥和协调工作。f e m a 建立了运行良好的应急救援管理体制，包括应急救援法规、管理 机构、指挥系统、应急队伍、资源保障和公民知情权等方面，形成了比较完善的应急救 援系统，并且逐渐向建立标准化应急管理体系( s t a n d a r d i z e de m e r g e n c ym a n a g e m e n t s y s t e m ，简称s e m s ) 方向发展，使整个应急管理工作更加科学、规范和高效。f e m a 在应对各类重大事故或突发事件发挥了重要作用1 2 l 。 2 0 0 3 年s a r s 疫情结束后，制定相关的国家突发公共事件应急预案就摆上了国务院 办公厅的议事日程。国务院成立了专门的应急预案制定工作组，多方征求专家和有关人 士建议，反复修改应急预案，经过两年多的运作，2 0 0 6 年，最终推出了国家突发公共 事件总体应急预案，提出“加快应急队伍和应急信息平台建设，尽快形成统一指挥、 功能齐全、反应灵敏、运转高效的应急救援机制。s a r s 以后，全国各城市都制定了 或正在编制自己城市的应急预案，以应对各种不测和未知。随着数据库以及信息系统先 进的管理思想的引入应急救援领域，通过信息系统的作用，提高应急反应的速度，并综 合现有的有限资源，优化利用，把现有的资源发挥最大的效用，使突发事件的损失降低 中国民航大学硕士学位论文 到最少，对于保护国家和人民的财产不受损失，保证人民的生命安全具有重大的经济和 社会意义。2 0 0 2 年5 月我国南宁市建立的第一套应急联动系统i e r s ( i n t e g r a t e d e m e r g e n c yr e s p o n s es y s t e m ) ，希望在突发事件应对过程中做到信息共享以及多部门联 动，以提高相应的多部门协调合作能力，减少突发事件带来的危害 3 1 。 随着对突发事件应急管理方面研究的不断深入，不少特殊的行业领域也越来越关注 针对本行业内的突发事件的处理机制。 民用航空业是高科技、高风险的服务性行业，在当代社会中已成为国民经济发展的 重要驱动力量。航空安全则是民航业永恒的话题，它贯穿于航空器运行的全过程。近年 来，随着经济的迅速发展，交通总量的膨胀，飞机已经成为人们出行必不可少的交通工 具，增加了航空活动的风险，航空事故及事故症候时有发生，如2 0 0 1 年的俄罗斯的t u l 5 4 空难，2 0 0 2 年的釜山空难，2 0 0 4 年的包头空难等事故。有效的应急救援能为最大限度 的减少人员伤亡和财产损失提供有力保障。 民用运输机场应急救援是民用航空安全系统的重要组成部分，是航空安全的基本保 障。在事故发生的情况下，做好应急救援工作，建立有效的应急救援反应机制和决策支 持系统，果断处置各种紧急事件，能尽量避免、减少人员伤亡和财产损失，减少对机场 正常运营带来的影响具有重要意义。 我国民航空难和反恐的两个应急救援预案已获国务院批准，处理突发事件的三级应 急处置体系也已建立 4 1 。根据我国民航空难应急救援预案和反恐应急预案，一旦遇到民 航突发事件，从总局到地方三级应急处置体系将视情况启动预案。如遇空难、劫机等重 大突发事件，总局运行控制中心立即启动应急预案，统一组织协调各级部门处置；如遇 恶劣天气等原因导致大面积航班延误等地区性突发事件，将由民航的地区航空管理局负 责组织和实施应急处置预案；对航空公司和民用运输机场( 以下简称机场) 等一线局部 突发事件，总局和地方管理局将授予熟悉现场的机场和航空公司一线指挥人员充分的权 限，提高现场处置效率。2 0 0 6 年2 月1 8 日，上海在春运即将结束时遇到一场突如其来 的降雪，航班出现大面积延误。民航华东管理局首次启用三级应急预案，在华东局的统 一指挥下，机场和各航空公司各司其职除冰除雪，妥善安置受阻旅客，最终在当天上午 就放飞了所有受延误的航班网。 应急救援管理工作是航空安全管理的一项专门内容。当意外或不幸事件发生时，能 适时得到告警，通过有效的应急救援措施控制事件的发展或扩大，力争实现“有险无灾 的目标；当不幸事件已酿成灾害时( 如航空器坠毁等) 采取积极的救援措施，全力抢救 人员，同时对航空安全生产事故原因进行调查分析，提出针对性地改进建议，以防止“二 次事故 的发生。通常民航应急救援工作一般都是以预案作为指导和依据，而民航领域 的突发事件又有其自身的机理特征，例如9 0 事故往往发生在起飞和着陆阶段，失事现 场大都在机场及其周围，因此各机场都配备了消防救护设备以及迅速有效施救的机场应 急救援预案，而民航应急预案的制定要充分考虑到本行业的特点，建立适用于中国民航 业特点的应急救援系统。 2 中国民航大学硕士学位论文 民用运输机场应急救援管理决策支持系统( 以下简称为a e r d s s 即a i r p o r t s e m e r g e n c yr e s c u ed e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ) 以相关法律法规和标准为依据( 中华人民 共和国民用航空法、 中华人民共和国搜寻救援民用航空器规定、民用运输机场应急 救援规则) ，根据民用机场出现的紧急事件类型的不同，启动相应的应急救援预案，通 过信息化方式为民用航空机场的应急救援工作提供决策支持。通过对该系统的研究与应 用，可以实时准确的反映机场应急救援准备状态，有利于提高机场应急救援工作的整体 管理水平，帮助机场真正做到了对应急救援工作的有效管理，从而提高民用运输机场应 急救援工作水平，保证机场的生产安全。 1 2 现状分析 对于应急救援响应与管理的科学实施的研究，欧美一些工业发达国家起步较早，并 且取得了一定成果。进入9 0 年代后，发达国家把应急救援工作作为维护社会稳定、保 障经济发展、提高人民生活质量的重要工作内容。应急救援工作已经成为整个国家危机 处理的一个相当重要的组成部分。事故应急救援已成为维持国家管理能够正常运行的重 要支撑体系之一。 随着计算机技术的发展，将决策支持系统理论应用到应急救援方面的研究逐渐兴 起。决策支持系统是8 0 年代迅速发展起来的新型计算机学科。7 0 年代初由美国m s s c o t m o r t o n 在管理决策系统一文中首先提出决策支持系统( d s s ) 的概念。d s s 是在 管理信息系统( m i s ) 和运筹学基础上发展起来的。管理信息系统重点是对大量数据的 处理，运筹学在运用模型决策体现在单模型决策上 6 1 。随着新技术的发展，所需要解决 的问题会越来越复杂，所涉及的模型会越来越多，模型的类型也从数学模型扩展到数据 处理模型。模型数量不仅是几个而是十多个，几十个以至几百个。这样对于多模型辅助 决策问题，在决策支持系统出现之前是靠人工方法实现模型间的联合和协调，决策支持 系统的出现是要解决由计算机自动组织和协调多模型的运行，对大量数据库中数据的存 储和处理，达到更高层次的辅助决策能力。 现今，国内外对于各领域的突发事件应急救援的决策支持系统的研究已经不少的研 究成果，尤其在核电、自然灾害、公共卫生等方面。下面简单介绍应急救援决策支持在 各领域内的研究成果和现状： 1 、核电站严重事故应急决策支持系统：在上世纪九十年代后期，由欧洲多个国家 共同开发r o d o s 系统，该系统为核事故应急决策提供了方法学基础，开发模型和数据库， 并建立一个系统的软硬件框架，使得这个系统可以从事故早期到释放后的许多年，从厂 址附近到不受国界限制的很远距离地区提供全面的决策支持。它可以在整个事故阶段和 各个距离范围内对事故后果、防护行动和对策作出评价、分析和预测。r o d o s 是一个综 合的，可以集成的实时在线决策支持系统。用于核事故应急管理，包括事故应急管理、 辐射防护、大气扩散、信息管理、辅助决策、计算机、数据通信等多方面的内容。系统 可以在一个范围内分析和评价所有事件尺度和空间尺度的防护对策，以减轻事故的后果 3 中国民航大学硕士学位论文 阴。 2 、防洪减灾应急决策支持系统：防汛决策支持系统是国家防汛指挥系统的核心， 是在各种信息、通信和计算机网络等资源的支持下，实现对防洪决策的多方位、全过程 支持，是提高各级防汛部门工作效率、工作质量和工作水平的关键性措施。防汛决策是 多系统、多数据源的复杂决策问题，防汛决策系统由多个组成部分协作构成，这些组成 部分之间有许多交互。西安理工大学水利水电学院研究设计的基于a g e n t 防汛决策系统 可为大范围、多部门的复杂防汛决策提供智能化的决策流程，使决策过程充分体现决策 者的决策意图。a g e n t 与多a g e n t 系统是人工智能中的重要技术，对于解决传统防汛决 策系统智能化不足和复杂系统求解等都有着重要的作用嘲。 3 、公共卫生安全应急决策支持系统：对公共卫生安全监督控制领域资源共享性差、 公众服务能力弱、决策支持模式缺乏等问题，将w e bg i s 技术与决策支持系统应用公共 卫生安全监督与控制体系中。以w e bg i s 为平台，探讨了基于w e bg i s 决策支持系统的 体系结构、空间数据库结构设计、领域内数据仓库的组织形式、决策模型库的抽取方法 以及基于w e bg i s 决策支持系统的设计阴。 4 、交通事故应急处理智能决策支持系统：是由北京工业大学设计开发，该系统是 一个涉及高速公路安全管理的多方面业务领域，并综合实施管理的决策支持系统。从技 术角度上看，e s m a d s s 的管理对象是一个离散型的，多中心的数据处理群体。e s m a d s s 系统能为高速公路安全管理人员提供系统、全面、直观地管理决策信息，系统具有采集、 管理分析、修改、更新安全管理相协调及其相关因素数据的能力，具有空间性和动态性 的特点；此外，系统还具有交通事故治理及预防的功能，能对事故多发点识别，甄别地 点危险度，进行事故预测。系统采用了多种模型分析和定性辅助决策相结合的手段，能 为管理人员对事故处理、控制、地点或区域交通环境治理提供决策依据i l 川。 5 、城市重大事故应急救援决策支持系统：随着城市规模和经济水平的发展，重大 事故的影响和后果愈加严重，城市重大事故应急救援决策支持系统逐渐受到重视。国内 外许多科研机构对典型城市重大事故动态模拟的模型和方法进行了研究，并且已经开发 出了反应及时、决策科学和资源高效利用的事故应急决策支持系统，这类系统一般主要 包括以下功能：城市不同功能区典型重大事故的动态模拟；城市不同功能区典型重大事 故应急决策；城市不同功能区、不同事故类型的应急预案库；城市重大事故应急决策与 指挥调度决策。系统充分运用了先进的信息管理手段和工程技术，可及时发现事故隐患、 控制事故扩展和蔓延并及时采取救援措施，使财产损失和人员伤亡减少到最低程度【n l 。 当前，建立起“高效、装备先进、操作一流、功能全面、资源共享、运转灵活 的 符合中国民航业特点的救援机制，不仅是机场正常运行与安全保障的重要基础，也是“十 一五 期间民航总局作为大力提高航空安全水平的重要内容【捌。 相较于核电、自然灾害、公共卫生领域的应急救援决策支持的研究现状，民航领域 的研究仍处于刚刚起步阶段。 目前我国机场应急救援工作多数是依赖书面或者以非结构化形式存储在计算机中， 4 中国民航大学硕士学位论文 未进行数字化的文本资料开展的。决策者一般依据挂在墙上的纸质预案或是存储在计算 机的文本方式的预案对突发事件做出应急处置决策，换句话说，就是在一定时间限制和 紧急情况下，决策者需要从众多的预案中找到合适的预案，并尽可能多的得到与该预案 有关的相关信息，从而制定出应急处置方案，这就需要根据决策指挥者的经验和领域内 相关事件的处置知识，针对当前突发事件处置过程的实际情况制定相应对策和处置方 案。 机场应急救援管理决策支持系统的研究是对机场应急管理、演练培训和响应的系统 化、标准化、智能化的有益探索和尝试。尤其是对于应急预案( 包含预案的启动条件、 处置原则、应急组织体系与职责、应急资源及事件处置业务流程) 进行标准化描述，即 制定紧急事件的分类分级标准、组织体系标准、业务流程标准，是制定应急方案的基础， 有了这些标准，可以利用决策支持系统进行应急预案的制作、表达、存储、查询、管理、 演练。 针对民用运输机场的应急救援决策支持系统研究还处于起步阶段，从应急系统整体 角度，研究应急决策支持系统将成为应急管理研究的新的方向和热点。 1 3 论文的研究目标、主要内容与结构 1 3 1 论文研究目标与主要内容 论文的研究目标是基于决策支持系统理论，依据相关法规的要求和机场应急救援工 作的实际情况，整合各类应急救援资源，建立并优化民用运输机场应急救援管理决策支 持系统的软件架构。 基于以上目标，论文的研究内容如下： 1 对民用运输机场的紧急事件进行类型划分，研究不同类型紧急事件的应急救援 模型，并设计应急人员物资调度模型；应急响应模型；应急培训计划模型；文档处理模 型。 2 建立机场信息数据库、航空器资料数据库、紧急事件数据库、应急人员数据库、 应急物资数据库、医疗站点数据库、法律法规数据库和用户管理数据库等。 3 构建知识库的规则库和推理机制，在数据库的信息数据支持下，实现应急救援响 应决策的辅助决策支持。 通过上述系统，实现整合和优化现有应急救援资源，为机场应急救援指挥和管理人 员提供有关应急响应、管理和培训演练方面的辅助决策支持。 1 3 2 论文组织结构 第一章绪论，介绍本文的研究背景和研究意义，根据民用运输机场应急救援的现状， 提出本文工作的主要内容和目标。 第二章决策支持系统理论，阐述决策支持系统概念和结构，结构化与非结构 5 中国民航大学硕士学位论文 化决策的关系，决策支持系统的开发步骤以及决策支持系统的发展趋势。 第三章a e r d s s 系统分析与设计，分析民用运输机场应急救援与管理内容及特点 的基础上，给出了民用运输机场应急救援管理决策支持系统的总体框架、体系结构、功 能结构。 第四章a e r d s s 数据库子系统的设计，a e r d s s 数据库管理系统对整个系统所涉及 的各种类型数据进行集中有效的管理，本章首先对a e r d s s 数据库管理系统进行概念设 计，其次设计了数据库子系统的功能结构与逻辑组成。 第五章a e r d s s 模型库子系统的设计，对a e r d s s 的模型管理子系统进行设计，包 括模型库管理系统的模型字典和模型文件库、各模型库等。 第六章a e r d s s 知识库子系统的设计，对a e r d s s 的知识管理子系统进行设计，包 括知识库管理系统的规则库和推理机制等。 第七章a e r d s s 的应用，结合沈阳桃仙国际机场应急救援工作的特点，展示本文提 出的民用运输机场应急救援管理决策支持系统在应急救援中的扮演的角色、工作流程和 效果。 第八章结论，结合论文各部分的理论与实践给出结论，并通过对现有工作的分析提 出了未来工作的展望。 6 中国民航大学硕士学位论文 2 1 决策与决策支持 第二章决策支持系统理论 决策是指决策者为了达到一定的行为目的，根据决策环境的变化所做出的一些决 定。它是一个动态过程，主要包括决策问题识别和决策问题求解两部分，即： 决策：= 决策问题识别，决策问题求解。 按照系统理论的观点，决策者( d m ) 、决策任务( d t ) 、决策目标( d i ) 等组成 了决策系统( d s ) 。因而决策系统可用如下多元组表示： d s ：- d m ，d t ，d i 。 决策者( d m ) 是决策系统中的主导者，给出偏好与决断。这种偏好与决断不仅针 对决策方案与决策结果，而且针对决策的全过程。 决策任务( d t ) 是决策系统需要完成的相对独立的工作整体，它反映了决策者或 决策群体的职责等。从决策论的观点，决策任务可描述为： d t ：= 【) ( d ，b ，其中x 为决策的论域( 或环境描述) ，具有一定的属性和结构，是 系统运行状态的一种抽象：d 为决策方案( 或行动) 集，其元素是可供决策者选择的一组 方案( 或行动) ，是决策单元对系统运行施加作用的一种抽象：f 为d * x - - x 映射集，反映 了一组方案( 或行动) 对论域( 或环境描述) 产生的影响。 决策目标( d i ) 是对决策目的的一种描述，实际上是一组对决策结果的评价指标， 用以反映决策方案的优劣0 3 1 。 决策是一个动态过程，随着现实决策环境和( 或) 决策期望等的不断变化，驱使决 策系统不断进行问题识别、问题求解和执行决策的结果，三者组成了有机的循环体。因 而决策系统本质上是动态的，它是在决策者的主观期望与偏好的驱动下，根据有关的现 实状况，确定一个( 或一组) 决策问题，并在此决策问题的驱动下，决策者确定决策方 案；在相应的环境中执行此决策方案，从而形成一定的决策实施结果；而后再在主观期 望与偏好的驱动下，根据有关的现实状况，确定新的决策问题。 决策支持概念独立于具体实现手段，它存在于决策者和d s s 的关系中，且表现为在 有关决策环境中帮助决策者制定决策，即识别和求解决策问题，因而有决策支持的定义 9 4 1 ： 决策支持：= 决策支持问题识别，决策支持问题求解) 。 由于决策是一个动态过程，对这种过程的支持也应是动态的，即决策支持也应是动 态的。它不但包括决策支持问题求解，而且包括决策支持问题识别，它们组成了有机的 循环体。 7 中国民航大学硕士学位论文 2 2 结构化决策与非结构化决策 决策过程是人们为实现一定目标而制定行动方案，并准备组织实施的活动过程，这 个过程也是一个提出问题、分析问题、解决问题的过程。我们可以在决策过程概念的基 础上对决策问题的性质作深入的讨论。对决策问题一般用“结构”这个概念来描述，但 是至今没有一个令人满意的定义。目前在学术界普遍能接受的提法是：把问题分成结构 化、半结构化和非结构化，这是对问题结构化程度的三种不同描述。结构化程度，是指 对某一过程的环境和规律，能否用明确的语言( 数学的或逻辑学的，形式的或非形式的， 定量的或推理的) 给予清晰的说明或描述 1 5 1 所谓结构化决策，是指决策过程是能够用明确的语言( 如数字的、逻辑的、定量的 和定型的) 说明，并可以编制程序加以说明或描述的决策【l q 。结构化决策问题的决策规 则，可用决策树或决策表加以表述。结构化决策问题是一种确定型的决策问题，所有决 策方案都是已知的，所有的决策规则也是明确的。解决问题的关键是如何准确、及时、 高效地作出决策。一般结构化决策问题都可以用决策目标、选择标准( 原则) 和输入与 输出间关系的表达式表达清楚。 所谓非结构化决策，就是预先没有确定的决策规则，决策目标与实现目标的影响因 素间的关系也不清楚，一般也没有与决策目标有明显关系的行动方案。这种决策问题一 般采用非程序化的决策方法，依靠个人经验，进行决策。这类决策问题一般有以下几种 情况 1 7 1 ： 1 、引起决策的事件是突发性的； 2 、决策问题的因果关系太复杂，不易了解清楚； 3 、决策过程所依赖的环境条件变化太快，无法掌握决策规则； 4 、未出现过的新问题。 对这类决策问题，决策支持只能协助收集、存储数据，提供可用于分析问题的信息， 由决策者根据经验去进行判断和决策。 所谓半结构化决策，表现为对决策问题有所分析但不确切，对决策规则有所了解但 不完整，对决策的后果有所估计但不肯定。这类决策问题通常位于组织中的高管理层。 半结构化的决策问题一般表现出如下情况 1 8 1 ： l 、决策的目标只具有方向性，尚不明确； 2 、评价决策目标的定量标准尚待确定； 3 、影响决策目标的因素范围边界不清楚，所需的信息也不完全； 4 、已有的信息所反映的影响因素对决策目标的影响关系不确切，不能完全 定量分析，无法准确地描述出影响因素与决策目标间的数学表达式。 半结构化问题兼有结构化问题和非结构化问题的特点，一方面它可以通过编制程序 进行定量分析和计算，或者运用相对明确的决策原则和方法来解决；另一方面它要依靠 人的知识、经验和直觉来判断和选择。在求解半结构化问题时，人机交互是非常重要的， 8 中国民航大学硕士学位论文 往往要经过多次对话才能完成问题的求解。 2 3 决策支持系统的概念 决策支持系统( d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ，简称d s s ) 是一个交互式的、灵活的和自适 应的基于计算机的系统，它综合应用数据、信息、知识和模型，并结合决策人的判断， 支持决策过程的各个阶段，支持决策人进行半结构化和非结构化决策问题的分析求解。 综合利用大量数据，有机组合众多模型( 数学模型与数据处理模型等) ，通过人机交互， 辅助各级决策者实现科学决策的系统。 决策支持系统是8 0 年代迅速发展起来的新型计算机学科。7 0 年代初由美国m s s c o t m o f t o n 在管理决策系统一书中首次提出决策支持系统的概念。d s s 实质上是在管理 信息系统( m i s ) 和运筹学( o r ) 基础上发展起来的。管理信息系统重点是对大量数 据的处理，运筹学在运用模型决策体现在单模型决策上。随着新技术的发展，所需要解 决的问题会越来越复杂，所涉及的模型会越来越多，模型的类型也从数学模型扩展到数 据处理模型。模型数据不仅是几个而是十多个，几十个以至几百个。这样对于多模型辅 助决策问题，在决策支持系统出现之前是靠人工方法实现模型间的联合和协调，决策支 持系统的出现是要解决由计算机自动组织和协调多模型的运行，对大量数据库中数据的 存储和处理，达到更高层次的辅助决策能力i l 明。 2 4 决策支持系统的结构 s p r a g u e 提出著名的决策支持系统三部件结构伽，它是由三个子系统组成的，即人 机交互系统( 综合部件) 、模型库系统( 模型部件) 和数据库系统( 数据部件) 这种三 部件结构被广泛接受，如图2 1 所示。 用户 图2 1d s s 的基本结构 2 4 1 人机交互系统 人机交互系统把用户与数据库、模型库等联系在一起。人机交互系统是d s s 与用户 间交互的接口。用户通过此部件输入必要的数据和控制信息，并得到结果和反馈信息。 人机交互系统负责控制决策支持主体过程，它控制数据访问、组织模型运行，调用数据 部件和模型部件完成决策。 9 中国民航大学硕士学位论文 发展到今天，d s s 的人机交互系统应满足以下要求： 1 、为决策者提供进一步解决决策问题的过程； 2 、提供d s s 适应新的决策问题及环境的手段，通过交互，增加新的模型及与模型 有关的概念、数据和知识，以适应新的环境变化的要求； 3 、为决策者提供控制的权力。决策问题不同于自然科学问题，既要考虑客观因素 又要考虑人文因素的影响，需要根据决策者的个人决策风格、偏好、随机制约因素等做 出决策。 2 4 2 数据库部件 数据库( d a t ab 弱e 即d b ) 是d s s 的一个最基本的部件。数据库和数据库管理技术 已经相当成熟，数据库管理系统( d b m s ) 是人们所熟知的。数据库操作方法和功能强 大的d b m s 的优点对开发和使用d s s 是非常重要的伫。 2 4 3 模型库部件 模型是对客观事物的一种抽象描述，人们通过对模型的认识来增加对复杂问题的理 解。用模型来辅助决策已经成为人们的共识。建模是为了理解事物的行为而对其进行的 一种简化，在决策中建模的目的大致相同。模型库及其管理系统，是决策支持系统区别 于其它信息系统的重要特征，是决策支持系统的核心。同时模型部件也是d s s 开发中最 有难度的部分之一，尽管经过多年的发展，模型技术仍远未成熟。模型如何表示，模型 库如何组织，模型库管理系统提供哪些模型管理功能等问题，在研究界都没有定论 2 2 1 。 d s s 使人机交互系统、模型库系统( m b m s ) 和数据库系统( d b m s ) 三者有机结 合，它大大扩充了数据库功能和模型库功能，使d s s 的发展由管理信息系统上升到决策 支持系统的新台阶上。 当d s s 向智能方向发展时，在d s s 基本结构的基础上，增加知识库系统，形成智能 决策支持系统( i n t e l l i g e n td s s 即m s s ) 。该结构中的知识库系统包括知识库和推理机， 提供智能和定性分析功能，以增强决策人的能力。 1 0 中国民航大学硕士学位论文 图2 - 2 i d s s 基本结构 随着d s s 的应用范围不断扩大，d s s 又增加了方法库，它主要是一个软件系统，综 合了数据库和程序库。在7 0 年代末至8 0 年代初形成了d s s 主要由五个组成部件：人机接 口( 对话系统) 、数据库、模型库、知识库和方法库，以及这五个部件各自的管理系统， 即对话管理系统、数据库管理系统、模型库管理系统、知识库管理系统、方法库管理系 统。因此大部分d s s 都可以认为是这十个部件的不同集成和组合1 2 3 1 。一般来说，这些部 件可以组成实现支持任何层次和级别的d s s 。本文a e r d s s 的设计采用了数据库、模型 库和知识库的三库结构。 2 5 决策支持系统的开发过程 决策支持系统的开发，是围绕决策支持系统的特点和组成而进行的。三库结构决策 支持系统的开发过程的主要步骤为： 1 、d s s 系统分析。包括确定实际决策问题目标，对系统分析论证。 2 、d s s 初步设计。包括将决策问题分解成多个子问题以及它们的综合。 3 、d s s 详细设计。包括各个子问题的详细设计( 数据设计、模型设计和知识设计) 和综合设计。 4 、各部件程序编制。它主要包括：建立数据库和数据管理系统；编制模型程序， 建立模型库、模型管理系统；建立知识库，设计知识的表示；编制综合控制程序，由总 控程序控制模型的运行和组合，对数据库数据的存取，对知识的推理和解释，设置人机 交换等处理。 5 、d s s 的集成。包括解决部件接口问题，由总控程序的运行实现对模型部件、数 据部件和知识部件的集成，形成d s s 系统。 决策支持系统的开发流程如图2 3 所示。 中国民航大学硕士学位论文 第三章系统分析与设计 本章在分析民用运输机场应急救援与管理内容及特点的基础上，给出了民用运输机 场应急救援管理决策支持系统的总体框架、体系结构、功能结构。 3 1 领域分析 民用机场作为进行民用航空运输生产的必要场所，其安全保障系统对民用航空运输 生产的安全运行极为重要。根据国际民航组织( i c a o ) 和中国民航总局( c a a c ) 的要 求，我国大部分机场都建立了自己的安全保障系统，该系统一般包括六个部分：飞行安 全保障系统、空防安全保障系统、航站站坪保障系统、应急救援保障系统、生产运行 保障系统和指挥协调系统 7 4 1 。其中，机场应急救援保障系统是机场在紧急情况下保障飞 行安全、空防安全和航站楼与重要设施安全的重要系统，是机场运行管理的重要组成部 分。完善的民用运输机场应急救援系统，可以对发生在机场和机场周边地区的民用航空 器紧急事件和各类非航空器紧急事件进行快速有效的施救，能减少人员的伤亡和财产的 损失。 3 1 1 民用运输机场应急救援管理的相关定义 在中国民航总局9 0 号令民用运输机场应急救援规则中对机场应急救援的内涵解 释为瞄l ：为了及时有效的对民用运输机场发生的各种紧急事件做出快速反应，采取适当 措施，避免减少人员伤亡和财产损失。适用于民用运输机场及其邻近区域内发生的各种 紧急事件。 应急救援范围：机场及其邻近区域内系指机场围界以内及距机场基准位置点8 公里 范围内的区域。 机场是指在陆地上或水面上一块划定的区域( 包括各种建筑物、装置和设备) 其全 部或部分意图供航空器着陆、起飞和地面活动之用。 紧急事件是指航空器或机场固有设施发生、可能发生严重损坏及导致有关人员伤亡 的情况。 3 1 2 民用运输机场应急救援管理的内容 随着我国民用航空业的高速的发展，机场进出港飞机数量日益增长，机场运行过程 中潜在着巨大的危险源。通过有效的安全管理措施，可以预防事故，降低风险，但达不 到绝对的安全。因此需要制定一旦发生事故，应该采取的紧急措施和应急方法。机场应 急救援管理系统通过事前计划额外应急措施，充分利用一切可能的力量，在紧急事件发 生时迅速控制事件发展，并尽可能排除故障，保护现场人员和场外人员的安全，将紧急 事件对人员、财产和环境造成的损失降低至最小程度。 机场应急救援的对象是航空器紧急事件和非航空器紧急事件。 1 3 中国民航大学硕士学位论文 第三章系统分析与设计 本章在分析民用运输机场应急救援与管理内容及特点的基础上，给出了民用运输机 场应急救援管理决策支持系统的总体框架、体系结构、功能结构。 3 1 领域分析 民用机场作为进行民用航空运输生产的必要场所，其安全保障系统对民用航空运输 生产的安全运行极为重要。根据国际民航组织( i c a o ) 和中国民航总局( c a a c ) 的要 求，我国大部分机场都建立了自己的安全保障系统，该系统一般包括六个部分：飞行安 全保障系统、空防安全保障系统、航站站坪保障系统、应急救援保障系统、生产运行 保障系统和指挥协调系统 7 4 1 。其中，机场应急救援保障系统是机场在紧急情况下保障飞 行安全、空防安全和航站楼与重要设施安全的重要系统，是机场运行管理的重要组成部 分。完善的民用运输机场应急救援系统，可以对发生在机场和机场周边地区的民用航空 器紧急事件和各类非航空器紧急事件进行快速有效的施救，能减少人员的伤亡和财产的 损失。 3 1 1 民用运输机场应急救援管理的相关定义 在中国民航总局9 0 号令民用运输机场应急救援规则中对机场应急救援的内涵解 释为瞄l ：为了及时有效的对民用运输机场发生的各种紧急事件做出快速反应，采取适当 措施，避免减少人员伤亡和财产损失。适用于民用运输机场及其邻近区域内发生的各种 紧急事件。 应急救援范围：机场及其邻近区域内系指机场围界以内及距机场基准位置点8 公里 范围内的区域。 机场是指在陆地上或水面上一块划定的区域( 包括各种建筑物、装置和设备) 其全 部或部分意图供航空器着陆、起飞和地面活动之用。 紧急事件是指航空器或机场固有设施发生、可能发生严重损坏及导致有关人员伤亡 的情况。 3 1 2 民用运输机场应急救援管理的内容 随着我国民用航空业的高速的发展，机场进出港飞机数量日益增长，机场运行过程 中潜在着巨大的危险源。通过有效的安全管理措施，可以预防事故，降低风险，但达不 到绝对的安全。因此需要制定一旦发生事故，应该采取的紧急措施和应急方法。机场应 急救援管理系统通过事前计划额外应急措施，充分利用一切可能的力量，在紧急事件发 生时迅速控制事件发展，并尽可能排除故障，保护现场人员和场外人员的安全，将紧急 事件对人员、财产和环境造成的损失降低至最小程度。 机场应急救援的对象是航空器紧急事件和非航空器紧急事件。 1 3 中国民航大学硕士学位论文 机场应急救援管理系统包括紧急事件的预案管理和紧急事件的应急救援管理两部 分。紧急事件的预案管理是保证应急预案的具体落实所需要的组织、人力、物力等各种 要素及其调配关系的总和，是应急预案届时能够落实的保证；紧急事件的应急救援管理 是对紧急事件进行指挥、管理、协调、资源调配的应急救援指挥，是机场应急救援管理 系统的重要组成和中枢机构。 应急救援与响应一般是针对突发的、具有破坏力的事件所采取的预防、