陳業(yè)華, 王　浩, 宋之杰

(燕山大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 河北 秦皇島 066004)

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基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的突發(fā)事件應(yīng)急方案動(dòng)態(tài)調(diào)整

陳業(yè)華, 王浩, 宋之杰

(燕山大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 河北 秦皇島 066004)

針對(duì)突發(fā)事件不確定性情形下決策者的心理行為特征,綜合考慮決策者心理感知的效用價(jià)值與結(jié)果情景發(fā)生概率兩個(gè)屬性,對(duì)決策者的動(dòng)態(tài)參照點(diǎn)和心理感知進(jìn)行分析,構(gòu)建了一種基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的應(yīng)急決策動(dòng)態(tài)調(diào)整方法。利用前景理論,將突發(fā)事件實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)損失值與決策者動(dòng)態(tài)調(diào)整的心理參考點(diǎn)進(jìn)行分析,作為決策者心理感知效用的“損益值”,以此計(jì)算決策者的心理感知效用價(jià)值。進(jìn)一步結(jié)合不同應(yīng)急方案下的結(jié)果情景發(fā)生概率,引入風(fēng)險(xiǎn)熵理論對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)急方案的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理計(jì)算,得到應(yīng)急方案動(dòng)態(tài)調(diào)整的一種測(cè)度,給出應(yīng)急方案動(dòng)態(tài)調(diào)整方法和步驟。最后,通過(guò)實(shí)例計(jì)算,驗(yàn)證該方法的合理有效性。

效用風(fēng)險(xiǎn)熵; 突發(fā)事件應(yīng)急決策; 前景理論; 動(dòng)態(tài)調(diào)整

0　引　言

近年來(lái),各種動(dòng)亂、疫情、火災(zāi)、地震、雪災(zāi)等引發(fā)突發(fā)事件時(shí)有發(fā)生,對(duì)人們生活秩序造成極大干擾,嚴(yán)重威脅到人們的財(cái)產(chǎn)和生命安全。突發(fā)事件的不確定性、突發(fā)性、動(dòng)態(tài)性、破壞性以及社會(huì)群體性等特點(diǎn),使得相關(guān)政府部門對(duì)選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)急方案變得困難,如何科學(xué)、合理有效地解決突發(fā)事件應(yīng)急問(wèn)題,以及研究應(yīng)急問(wèn)題的決策方法,早已成為學(xué)術(shù)界熱切關(guān)注與研究的對(duì)象。有關(guān)應(yīng)急方案決策方法的探討方向,文獻(xiàn)[1-2]在應(yīng)急預(yù)案、范例推理等方面對(duì)應(yīng)急預(yù)案的制定和管理以及應(yīng)急響應(yīng)決策支持研究取得一定成果;文獻(xiàn)[3-4]針對(duì)洪水災(zāi)害的緊急應(yīng)對(duì)問(wèn)題,分別提出基于網(wǎng)絡(luò)分析法和多屬性應(yīng)急決策方法,并有一定的實(shí)用性;文獻(xiàn)[5]在貝葉斯決策模型基礎(chǔ)上提出了期望效用和不確定性風(fēng)險(xiǎn)(expected utility and uncertainty risk,EU-UR)的決策模式,將效用和風(fēng)險(xiǎn)雙因素綜合進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)[6]在二型模糊群體決策環(huán)境中添加正負(fù)模糊語(yǔ)言變量,以二型模糊逼近理想解排序法(technique for order preferenceby similarity to ideal solution,TOPSIS)分析區(qū)間二型熵權(quán)的應(yīng)急決策問(wèn)題;文獻(xiàn)[7]對(duì)多階段多目標(biāo)動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策,運(yùn)用等差數(shù)列對(duì)多階段的時(shí)間序列權(quán)重進(jìn)行分析求解,建立正、負(fù)理想點(diǎn)計(jì)算貼近系數(shù)模型;文獻(xiàn)[8]從模糊集出發(fā),將應(yīng)急決策轉(zhuǎn)化為一個(gè)具有模糊決策對(duì)象的雙論域決策近似空間上的粗糙近似問(wèn)題,構(gòu)建雙論域模糊粗糙集的應(yīng)急決策理論;文獻(xiàn)[9]考慮前景理論思想對(duì)彩票組合中匯總和分離的差異性提出風(fēng)險(xiǎn)決策分析方法;文獻(xiàn)[10]基于應(yīng)急方案調(diào)整中涉及的3個(gè)主要因素的效用函數(shù),提出效用的風(fēng)險(xiǎn)決策動(dòng)態(tài)調(diào)整方法;文獻(xiàn)[11]提出一種基于距離的群體決策(group decision making,GDM)方法,為解決非傳統(tǒng)多人多準(zhǔn)則應(yīng)急決策問(wèn)題提出參考;文獻(xiàn)[12]圍繞多個(gè)可能結(jié)果情景狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)決策理論與方法，在應(yīng)急方案優(yōu)選中,利用期望效用理論將隨機(jī)性結(jié)果狀態(tài)轉(zhuǎn)化成具有確定性的結(jié)果效用;文獻(xiàn)[13-14]在決策層信息融合中基于信息熵理論的應(yīng)急決策層信息融合模型,以及多屬性參數(shù)的熵理論應(yīng)用,僅僅從熵的特征研究了應(yīng)急決策。

在動(dòng)態(tài)決策過(guò)程中,采取不同應(yīng)急響應(yīng)方案后突發(fā)事件產(chǎn)生的結(jié)果情景是以概率形式出現(xiàn)的隨機(jī)事件問(wèn)題,應(yīng)急方案決策存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)該問(wèn)題,如何客觀、科學(xué)地減少應(yīng)急決策者主觀因素影響,以及綜合考慮決策者的心理行為特征因素、風(fēng)險(xiǎn)本身大小的度量,定量化風(fēng)險(xiǎn)和結(jié)果價(jià)值的共同影響,比單方面的考慮要更科學(xué)合理,這類文獻(xiàn)較少。本文針對(duì)決策者在應(yīng)急決策過(guò)程中,面對(duì)突發(fā)事件時(shí)信息不確定的應(yīng)急環(huán)境下的參照依賴、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、損失效應(yīng)及反射效應(yīng)等心理行為特征,利用前景理論,以心理預(yù)期值的動(dòng)態(tài)參照點(diǎn)對(duì)比值描述決策者的心理感知價(jià)值效用;考慮決策者依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)將發(fā)生的概率,以及對(duì)各應(yīng)急方案下不同結(jié)果情景的心理感知綜合效用價(jià)值,引進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)熵理論，對(duì)決策過(guò)程的動(dòng)態(tài)應(yīng)急方案的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行度量,進(jìn)一步地構(gòu)建一種基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的應(yīng)急決策的動(dòng)態(tài)調(diào)整方法,完善和發(fā)展了動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)決策的研究,有效地提升了動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策結(jié)果的客觀性、科學(xué)性,為政府部門和社會(huì)群體應(yīng)對(duì)突發(fā)事件動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策提供多角度和多層次的決策參考。

1　問(wèn)題的描述

假設(shè)應(yīng)對(duì)某一多時(shí)段的應(yīng)急決策過(guò)程,具有n個(gè)應(yīng)急決策方案An(i=1,2,…,n),由于事件的突發(fā)性及過(guò)程衍變的不確定性,決策者依據(jù)應(yīng)急事件發(fā)展趨勢(shì)的不同時(shí)段進(jìn)行多階段動(dòng)態(tài)決策調(diào)整。決策者根據(jù)t時(shí)刻的事件狀況預(yù)估該突發(fā)事件將會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)損失值,并依此作為心理參照點(diǎn),給出初判的事故等級(jí),并在t時(shí)刻執(zhí)行對(duì)應(yīng)級(jí)別的應(yīng)急方案;方案執(zhí)行至t+Δt時(shí)刻時(shí),決策者對(duì)突發(fā)事件發(fā)展態(tài)勢(shì)更加清晰的掌握,依據(jù)t+Δt時(shí)刻已造成的經(jīng)濟(jì)損失與t時(shí)刻的心理預(yù)期值對(duì)比分析。若t+Δt時(shí)刻已造成的經(jīng)濟(jì)損失大于t時(shí)刻心理預(yù)期值,則決策者的心理感知為負(fù)“損失”效用,表示t時(shí)刻采取的應(yīng)急方案不能有效地應(yīng)對(duì)事件勢(shì)態(tài)的發(fā)展,決策者依據(jù)事件的勢(shì)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)及t+Δt時(shí)刻已造成的經(jīng)濟(jì)損失,需重新估算心理預(yù)期值作為參照點(diǎn),并依此在t+Δt時(shí)刻對(duì)應(yīng)急方案進(jìn)行調(diào)整;反之,若t+Δt時(shí)刻已造成的經(jīng)濟(jì)損失值小于等于t時(shí)刻心理預(yù)期值,則決策者無(wú)需對(duì)應(yīng)急方案作出調(diào)整。對(duì)于應(yīng)急決策方案的調(diào)整,考慮相鄰的兩個(gè)應(yīng)急方案存在相同部分,只需在方案原有基礎(chǔ)上進(jìn)行加強(qiáng)升級(jí),使得應(yīng)急方案之間具備連續(xù)性。決策者對(duì)已采用的應(yīng)急方案在t+Δt時(shí)刻需要進(jìn)行調(diào)整時(shí),即在之前應(yīng)急方案的基礎(chǔ)上采取加強(qiáng)措施,進(jìn)行升級(jí)調(diào)整,如此對(duì)突發(fā)事件勢(shì)態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)將具有較髙的控制效率與可操作性。

為直觀描述本文考慮的問(wèn)題,采用決策樹來(lái)描述突發(fā)事件多時(shí)段應(yīng)急方案決策過(guò)程面臨多個(gè)可能結(jié)果情景及其相關(guān)的量和集,決策樹如圖1所示。

圖1　突發(fā)事件在不同時(shí)段應(yīng)急響應(yīng)的決策樹Fig.1　Emergency response decision tree at different times

在應(yīng)急決策過(guò)程中,考慮前景理論關(guān)于決策者心理行為特征,將要解決的問(wèn)題是根據(jù)事件初步狀況預(yù)估該突發(fā)事件將會(huì)造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失,并依此作為心理參照點(diǎn),依據(jù)初判的事故等級(jí)在t時(shí)刻執(zhí)行對(duì)應(yīng)級(jí)別的響應(yīng)方案;依據(jù)t+Δt時(shí)刻決策者對(duì)突發(fā)事件發(fā)展態(tài)勢(shì)更加清晰的掌握,對(duì)已造成的綜合經(jīng)濟(jì)損失與t時(shí)刻的心理預(yù)期值對(duì)比,以此動(dòng)態(tài)調(diào)整決策響應(yīng)方案。

依據(jù)t+Δt時(shí)刻決策者預(yù)估的綜合經(jīng)濟(jì)損失值的心理感知,計(jì)算出不同調(diào)整方案下發(fā)生最終結(jié)果情景的效用價(jià)值,結(jié)合結(jié)果情景發(fā)生的概率矩陣,引入風(fēng)險(xiǎn)熵原理,依據(jù)效用風(fēng)險(xiǎn)熵定義,進(jìn)而計(jì)算出各調(diào)整方案的效用風(fēng)險(xiǎn)熵,依此排序確定最佳的調(diào)整方案,從而降低了決策者主觀性,科學(xué)地動(dòng)態(tài)調(diào)整應(yīng)急方案,以有效控制突發(fā)事件的發(fā)展勢(shì)態(tài)。

2　原理及方法

2.1應(yīng)急決策方案的動(dòng)態(tài)調(diào)整原理

決策者對(duì)于任何突發(fā)事件的應(yīng)急決策,將面對(duì)包括突發(fā)事件發(fā)生、發(fā)展以及衍變等不確定性的動(dòng)態(tài)變化環(huán)境,在此過(guò)程中其主要任務(wù)是將生命和財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失及負(fù)面社會(huì)影響最小化,并防止其勢(shì)態(tài)發(fā)展趨勢(shì)升級(jí)與惡化。決策者如何快速地采取應(yīng)對(duì)措施,第一時(shí)刻做出的應(yīng)急決策極其關(guān)鍵。假設(shè)決策者在第一時(shí)間,t時(shí)刻根據(jù)事件初步狀況預(yù)估該突發(fā)事件將會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)損失,并依此作為心理參照點(diǎn),依據(jù)初判的事故等級(jí)執(zhí)行對(duì)應(yīng)級(jí)別的響應(yīng)方案。當(dāng)方案執(zhí)行至t+Δt時(shí)刻時(shí),決策者對(duì)突發(fā)事件發(fā)展態(tài)勢(shì),例如事件當(dāng)前所處的狀態(tài)、級(jí)別及已造成的經(jīng)濟(jì)損失有更加清晰的了解,并通過(guò)決策者在t時(shí)刻的心理預(yù)期和最初應(yīng)急方案的執(zhí)行效用分析,對(duì)t+Δt時(shí)刻應(yīng)急方案是否做進(jìn)一步的調(diào)整,下面從兩個(gè)方面進(jìn)行討論。

(1) 事件發(fā)展態(tài)勢(shì)在t+Δt時(shí)刻時(shí),決策者依據(jù)事件已造成的經(jīng)濟(jì)損失與決策者t時(shí)刻的心理預(yù)期值進(jìn)行比較,若事故造成的經(jīng)濟(jì)損失大于t時(shí)刻的心理預(yù)期值,則決策者的心理感知為負(fù)“損失”效用,說(shuō)明t時(shí)刻采取的應(yīng)急方案難以有效控制事故發(fā)展,而且有惡化擴(kuò)大的趨勢(shì),則決策者通過(guò)已造成的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)綜合經(jīng)濟(jì)損失作新的心理預(yù)期,分析決策者的感知效用“損益值”,為了客觀科學(xué)地降低決策者主觀因素影響,依據(jù)決策方案的效用風(fēng)險(xiǎn)熵值大小,選擇應(yīng)急方案的調(diào)整措施,以使突發(fā)事件的發(fā)展態(tài)勢(shì)得到有效的控制。

(2) 事件發(fā)展態(tài)勢(shì)在t+Δt時(shí)刻時(shí),決策者依據(jù)事件已造成的經(jīng)濟(jì)損失與決策者t時(shí)刻的心理預(yù)期值進(jìn)行比較,若事故造成的經(jīng)濟(jì)損失小于等于t時(shí)刻的心理預(yù)期值,則決策者的心理感知為正“收益”效用,說(shuō)明t時(shí)刻采取的應(yīng)急方案能夠較為有效地控制事故發(fā)展,即在t+Δt時(shí)刻無(wú)需對(duì)響應(yīng)方案進(jìn)行調(diào)整,本文視該情形為應(yīng)急方案調(diào)整的特殊情況。

應(yīng)急決策方案的動(dòng)態(tài)調(diào)整涉及決策者的參照依賴、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、損失效應(yīng)及反射效應(yīng)等心理行為特征,通過(guò)對(duì)不同時(shí)段心理參考點(diǎn)的感知效用“損益值”進(jìn)行判斷,綜合考慮決策者的心理行為特征因素、風(fēng)險(xiǎn)本身大小的度量,定量化風(fēng)險(xiǎn)和結(jié)果價(jià)值的共同作用,基于應(yīng)急決策方案的效用風(fēng)險(xiǎn)熵值的計(jì)算,在下一時(shí)刻選擇出最佳調(diào)整方案。

2.2基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的應(yīng)急決策方案動(dòng)態(tài)調(diào)整方法及步驟

(1)

為一個(gè)區(qū)間數(shù)形式,其主要考慮應(yīng)急方案成本與結(jié)果情景造成的經(jīng)濟(jì)損失這兩個(gè)經(jīng)濟(jì)因素,各應(yīng)急方案下發(fā)生的最終結(jié)果情景的綜合經(jīng)濟(jì)損失均不同。

(2)

(3)

(4a)

(4b)

式中,參數(shù)α與β(α≥0，β≤1)分別表示決策者對(duì)于綜合經(jīng)濟(jì)損失心理感知“收益”或“損失”的效用價(jià)值函數(shù)的敏感度,若α和β越大,則效用價(jià)值函數(shù)的敏感度越大,這體現(xiàn)了決策者針對(duì)綜合經(jīng)濟(jì)損失敏感性遞減的心理行為特征;而參數(shù)λ(λ≥1)體現(xiàn)了決策者對(duì)于綜合經(jīng)濟(jì)損失心理感知“損失”比“收益”更敏感(損失規(guī)避)的心理行為特征,若λ越大,決策者對(duì)于綜合經(jīng)濟(jì)損失心理感知“損失”規(guī)避程度越大。

由于決策信息復(fù)雜多變,決策者難以在應(yīng)急方案評(píng)價(jià)時(shí)做出實(shí)時(shí)而準(zhǔn)確的判斷,極可能存在缺失的偏好信息和極大的主觀性。決策者面對(duì)突發(fā)事件多變性造成的不確定引發(fā)的未知風(fēng)險(xiǎn),單純地以概率表示不符合實(shí)際,以風(fēng)險(xiǎn)熵理論來(lái)探求合理解決風(fēng)險(xiǎn)度量問(wèn)題成為一個(gè)有效的途徑。為了消除量綱、量值對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,以及便于引入效用風(fēng)險(xiǎn)熵理論,對(duì)感知效用價(jià)值uij采取相對(duì)比重的形式,計(jì)算感知效用價(jià)值系數(shù)

(5)

應(yīng)急決策風(fēng)險(xiǎn)源于各個(gè)結(jié)果情景發(fā)生的不確定性,也源于其效用價(jià)值。比如,若兩個(gè)結(jié)果情景發(fā)生的概率相等,而效用價(jià)值不同,則對(duì)這兩個(gè)結(jié)果情景所感知到的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)不同;同樣,若兩個(gè)結(jié)果情景的效用價(jià)值相等,而結(jié)果情景發(fā)生的概率不同,則感知到的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)亦不同。在應(yīng)急方案決策的效用風(fēng)險(xiǎn)測(cè)度中,考慮決策者在決策過(guò)程中的心理行為特征,將結(jié)果情景的感知效用價(jià)值因素引入風(fēng)險(xiǎn)分析中更為合理。對(duì)此,將感知效用價(jià)值系數(shù)eij與結(jié)果情景發(fā)生的概率pij乘積作如下處理,得到效用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)qij,即

(6)

依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)熵理論[15],假設(shè)度量調(diào)整的應(yīng)急響應(yīng)方案為Ai下發(fā)生最終結(jié)果情景Sj的效用風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)為|R(qij,pij)|(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)，其中

(7)

由式(7)定義的效用風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)|R(qij,pij)|衡量的是應(yīng)急響應(yīng)方案Ai下發(fā)生最終結(jié)果情景Sj的效用風(fēng)險(xiǎn)大小的測(cè)度函數(shù)。需說(shuō)明的是,R(qij,pij)值的正負(fù)僅表示決策者對(duì)綜合經(jīng)濟(jì)損失的心理感知為正“收益”或負(fù)“損失”的效用風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò),效用風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)仍存在以下幾點(diǎn)不足:一是,它度量的是應(yīng)急響應(yīng)方案Ai下發(fā)生最終結(jié)果情景Sj的效用風(fēng)險(xiǎn),而不能度量應(yīng)急響應(yīng)方案Ai的總體效用風(fēng)險(xiǎn);二是,它仍然是一個(gè)隨機(jī)性的不確定量。

在實(shí)際應(yīng)急決策的調(diào)整過(guò)程中,決策者不僅對(duì)各個(gè)最終結(jié)果情景的效用風(fēng)險(xiǎn)表示關(guān)心,而對(duì)以一個(gè)確定量來(lái)衡量各種響應(yīng)方案的總體效用風(fēng)險(xiǎn)不確定性更有興趣。因此在式(7)的基礎(chǔ)上,定義對(duì)于可能發(fā)生各種最終結(jié)果情景的響應(yīng)方案Ai(i=1,2,…,n)總體效用風(fēng)險(xiǎn)的不確定性測(cè)度函數(shù)為

(8)

式(8)即為應(yīng)急響應(yīng)方案Ai的效用風(fēng)險(xiǎn)熵,Hi是一個(gè)確定量,取決于應(yīng)急響應(yīng)方案Ai的概率空間{pi1,pi2,…,pim}和效用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)空間{qi1,qi2,…,qim}的總體結(jié)構(gòu),衡量的是對(duì)發(fā)生各種最終結(jié)果情景的應(yīng)急響應(yīng)方案Ai的總體效用不確定性程度。式(8)既體現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)的根本來(lái)源是結(jié)果情景的不確定性,又反映了不同應(yīng)急響應(yīng)方案下發(fā)生各種結(jié)果情景的效用價(jià)值對(duì)總體效用風(fēng)險(xiǎn)的影響。而且,基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的決策方式更加全面、客觀地對(duì)應(yīng)急環(huán)境進(jìn)行評(píng)估,選擇合理的應(yīng)急調(diào)整方案。

(9)

綜上分析,總結(jié)出基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的突發(fā)事件應(yīng)急決策方案的動(dòng)態(tài)調(diào)整步驟如下:

步驟 3依據(jù)式(3)和式(4)計(jì)算uij(i=1,2,…,n；j=1,2,…,m);

步驟 4依據(jù)式(5)計(jì)算eij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m);

步驟 5依據(jù)式(6)計(jì)算qij(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m);

步驟 6依據(jù)式(7)和式(8)計(jì)算Hi(i=1,2,…,n；j=1,2,…,m);

3　實(shí)例分析

以一起消防官兵火災(zāi)救援的應(yīng)對(duì)方案決策問(wèn)題為例,驗(yàn)證上述方法的可行性。某市一座7層商業(yè)大廈屬鋼筋混凝土機(jī)構(gòu),“天井”結(jié)構(gòu),外墻保溫材料主要為聚苯乙烯等耐熱性差、易燃燒且釋放大量熱量的有機(jī)材料。一個(gè)位于3層的商鋪發(fā)生突發(fā)火災(zāi),商品燃燒夾帶滾滾濃煙和刺鼻氣味,并迅速?gòu)浡苏麄€(gè)樓層,向上蔓延開去,大部分業(yè)戶及顧客在第一時(shí)間里跑出了大樓。市公安消防支隊(duì)指揮中心接到報(bào)警,即刻采取應(yīng)對(duì)措施。為了避免火災(zāi)救援事件的綜合經(jīng)濟(jì)損失,在此有3個(gè)應(yīng)對(duì)方案:A1為出動(dòng)一個(gè)中隊(duì)消防官兵,以及4輛中低壓消防車,該方案的成本(c1)為3萬(wàn);A2為在A1的基礎(chǔ)上,增加兩輛登高消防車,該方案的成本(c2)為5萬(wàn);A3為在A2的基礎(chǔ)上,增加兩架消防直升飛機(jī),該響應(yīng)方案的成本(c3)為8萬(wàn)。參考我國(guó)《火災(zāi)統(tǒng)計(jì)管理規(guī)定》,以及針對(duì)該起消防官兵火災(zāi)救援事件,考慮以下3種級(jí)別的結(jié)果情景：S1為一般性火災(zāi)救援,無(wú)人員傷亡,預(yù)期造成經(jīng)濟(jì)損失1～5萬(wàn);S2為較大火災(zāi)救援,受傷人員10人以下,預(yù)期造成經(jīng)濟(jì)損失10～18萬(wàn);S3為重大火災(zāi)救援,受傷人員10人以上,預(yù)期造成經(jīng)濟(jì)損失20～30萬(wàn)。

消防支隊(duì)指揮中心依據(jù)歷史數(shù)據(jù)和該起火災(zāi)救援的實(shí)際情況給出了采用不同應(yīng)急響應(yīng)方案下發(fā)生不同結(jié)果情景的概率,如表1所示。

表1　不同應(yīng)急響應(yīng)方案下不同結(jié)果情景發(fā)生的概率

下面將詳細(xì)列出上文提出的方法,給出上述案例中消防官兵火災(zāi)救援的應(yīng)急方案決策動(dòng)態(tài)調(diào)整問(wèn)題的主要計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。

(1) t時(shí)刻(消防中隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)刻)的響應(yīng)決策

(2) t1+Δt時(shí)刻(火災(zāi)救援15分鐘后)響應(yīng)方案的調(diào)整

表2　綜合經(jīng)濟(jì)損失矩陣及心理感知的“損益值”矩陣

表3　各應(yīng)急方案下發(fā)生的結(jié)果情景的感知效用價(jià)值及感知效用價(jià)值系數(shù)

由式(6),結(jié)合表2結(jié)果,計(jì)算包含各個(gè)應(yīng)急方案下不同結(jié)果情景發(fā)生的不確定性和其感知效用價(jià)值雙重影響的效用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)qij,如表4所示。

表4　不同應(yīng)急響應(yīng)方案下發(fā)生不同結(jié)果情景的效用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)

由式(7)、式(8)和表4所得效用風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)qij以及表1給出的pij,可以計(jì)算出不同應(yīng)急方案下發(fā)生不同結(jié)果情景的效用風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)而確定各種應(yīng)急方案的效用風(fēng)險(xiǎn)熵,結(jié)果如下:H1=0.497 0,H2=0.482 2,H3=0.508 6。

由式(9),則可確定在t+Δt時(shí)刻(火災(zāi)救援15分鐘后),針對(duì)本文該起消防官兵火災(zāi)救援的應(yīng)對(duì)方案動(dòng)態(tài)決策情形,調(diào)整的最佳應(yīng)急方案為A2。

4　結(jié)　論

本文提出了一種基于效用風(fēng)險(xiǎn)熵的動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策方案調(diào)整方法。該方法的特色是:基于決策者心理感知的效用價(jià)值和結(jié)果情景發(fā)生概率的視角,同時(shí)考慮效用價(jià)值和決策風(fēng)險(xiǎn)熵,根據(jù)事件發(fā)生不同結(jié)果情景的總體效用不確定性程度,對(duì)應(yīng)急方案實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整。研究結(jié)果表明,這種動(dòng)態(tài)調(diào)整方法涵蓋了結(jié)果情景下的不確定性和效用價(jià)值兩個(gè)調(diào)整因素,在風(fēng)險(xiǎn)決策問(wèn)題中給出了效用風(fēng)險(xiǎn)和效用風(fēng)險(xiǎn)熵的測(cè)量方法,一定程度上提升了動(dòng)態(tài)應(yīng)急決策結(jié)果的客觀性、科學(xué)性,更加貼近決策實(shí)際,是一種較為合理的效用風(fēng)險(xiǎn)決策方法。通過(guò)算例分析可知,在動(dòng)態(tài)心理參照點(diǎn)下,被選的各調(diào)整方案中要么是結(jié)果情景不確定性較低的方案、要么是效用價(jià)值較大的方案,都不一定是最佳調(diào)整方案,而選擇調(diào)整方案總體效用的不確定性程度必然最小,這更符合實(shí)際情況。但決策方案調(diào)整過(guò)程中,如何在突發(fā)事件結(jié)果情景不確定性程度較高狀態(tài)下使得效用價(jià)值達(dá)到最大,這類問(wèn)題還有待進(jìn)一步探討。

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Dynamic adjustment for emergency decision-making based on utility risk entropy

CHEN Ye-hua, WANG Hao, SONG Zhi-jie

(EconomicandManagementCollege,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China)

With respect to decision-makers’ psychological behavior characteristics under the uncertain emergencies, considering two properties of decision-makers’ psychological perceived utility value and the result scenario occurring probability, a dynamic adjustment method for emergency decision-making based on utility risk entropy is built by analyzing the dynamic reference point and psychological perception of decision-makers. Using the prospect theory, the “profit and loss value” of the psychological perception is obtained by comparing the real-time economic loss of emergency with the psychological dynamic adjustment point to calculate the psychological perceived utility value of decision-makers. Further, combining the result scenario occurring probability of each emergency plan and reasonably, the risk entropy theory is used to calculate risk of dynamic emergency, the measure of dynamic adjustment methods and procedures is obtained. Finally, an example is given to verify the reasonable effectiveness of the method.

utility risk entropy; emergency decision-making;prospect theory;dynamic adjustment

2015-08-23；

2015-11-23；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先出版日期：2016-03-22。

國(guó)家自然科學(xué)基金(71171174，71171175)；河北省自然科學(xué)基金(G2014203219)資助課題

X 913.4

A

10.3969/j.issn.1001-506X.2016.09.18

陳業(yè)華(1953-),男,教授,博士研究生導(dǎo)師,博士，主要研究方向?yàn)闆Q策理論與應(yīng)用。

E-mail:chenyh@ysu.edu.cn

王浩(1989-),男,碩士研究生,主要研究方向?yàn)橥话l(fā)事件應(yīng)急管理。

E-mail:wanghao471534319@126.com

宋之杰(1954-),男,教授,博士研究生導(dǎo)師,博士，主要研究方向?yàn)槟X科學(xué)決策。

E-mail:songzhj@ysu.edu.cn

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