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城市地震应急处置方案技术研究

文档作者: 徐敬海 聂高众        文档来源: 1)南京工业大学测绘学院 2)中国地震局地质研究所
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更新时间: 2020年12月23日
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第36卷第1期 2014年3月 地震 地 质 SEISMOLOGY AND GEOLOGY Vo1.36,No.1 Mar.,2014 城市地震应急处置方案技术研究 徐敬海 聂高众 ’ 1)南京工业大学测绘学院,南京210009 2)中国地震局地质研究所,北京 100029 摘 要 地震应急预案作为地震应急的核心文件之一,存在操作性不强,针对性不足等问题。在 分析地震应急预案特点的基础上提出一种地震应急处置方案技术。地震应急处置方案是地震发生 后,为指导地震应急救援,针对具体应急事件的应急处置工作方案。阐述了地震应急处置方案的特 点及其与地震应急预案的关系。论述了地震应急处置方案的组成,包括:处置方案框架、应急决策 知识和信息技术支撑平台。介绍了地震应急处置方案的工作原理,在信息技术支撑平台上应用地震 应急决策知识修正应急处置方案框架并动态生成处置方案。以地市级为例论述了地震应急处置方案 框架,并介绍地震应急决策知识的组成。从而为地震应急处置方案的生成与应用奠定基础,该方案 试图在一定程度上改进地震应急预案的不足。 关键词 地震应急 应急处置处置方案 应急预案 中图分类号:P315.9 文献标识码:A 文章编号:0253-4967(2014)O卜0196—10 O 引言 中国是一个地震多发的国家,无论历史上还是现在,地震造成的灾害和损失都非常严重。 为有效组织救灾,减轻地震灾害,地震应急预案应运而生,并得到了长足的发展。中国的地震 应急预案从1991年诞生的《国内破坏性地震应急反应预案》开始,发展到2009年底全国各级 各类地震应急预案总数达2.7万余件,31个省(自治区、直辖市)、98%的市(地)、82%的县 (市)和4 500多个乡(镇)人民政府编制修订了地震应急预案(中国地震局震灾应急救援司, 2004;刘在涛等,2010)。地震应急预案得到了全面的发展和广泛的应用,在处置地震突发事 件、减轻灾害损失方面发挥了重要的作用。但通过多次应用,特别在最近的汶川地震、青海玉 树地震的应急中,应急预案在使用中也表现出一些问题和不足。如张祯等(2011)通过分析汶 川和玉树地震中地震应急预案应用情况,认为中国现有地震应急管理体系框架下的地震应急 预案,在巨大地震灾害应对中,在可操作性方面存在问题。迟天峰等(2012)在对比分析日本 和美国地震应急预案体系的基础上,认为需进一步完善地震应急预案的可操作性。朱恪钧等 (2010)、王永昕等(2012)也提出了类似研究结论。目前地震应急预案存在着针对性不强、可 操作性较差和对应急人员的指导作用有限等诸多不足,已得到研究人员的广泛认同。国务院 [收稿日期] 2013-05-03收稿,2013—08—08改回。 [基金项目] 国家科技支撑计划项目(2012BAK15B06)、国家自然科学基金(40901272)和江苏省高校优秀中 青年教师和校长境外研修计划和地理空间信息湖南省工程实验室开放基金(2013 GSIJJ010)共 同资助。 1期 徐敬海等:城市地震应急处置方案技术研究 197 作为历次重大地震应急救援的组织部门,也认识到其中的不足,在2010年发布的《国务院关于 进一步加强防震减灾工作的意见》中也明确提出“进一步增强地震预案及相关预案的针对性和 可操作性”。本文将在分析地震应急预案的基础上,研究地震应急处置方案技术,试图探索此 问题的解决方法。 l 地震应急预案分析 地震应急预案是地震应急工作的指导性文件,也是地震应急的基础。对地震应急预案的 分析可以为地震应急处置方案奠定基础,综合分析地震应急预案的结构及其在近几次地震应 急中的应用,可发现地震应急预案的特点: (1)应急预案框架清晰,结构明确,但具体应急对策过于宏观,操作性不强。目前各省市 使用的应急预案重点强调地震灾害应急的管理,在协调不同部门、整合政府力量救援方面有较 好的优势,可以明确各部门的职责,统一应急工作流程,保障救灾工作的顺利进行。但目前应 急预案也普遍表现出操作性不够,过于宏观等特点。以《南京市地震应急预案》为例,对紧急 处置的描述为:“地震现场紧急处置的主要内容是:⋯⋯ 组织查明次生灾害危害或威胁,及时 采取防御措施,消除次生灾害后果,必要时疏散居民;⋯⋯ ”其中具体工作如何实施,如“组 织查明次生灾害危害与威胁”,究竟如何组织,如何查明等措施,预案并未给出明确的方法或 工作流程。 然而这项工作确是一项重要工作,且具有较强的技术性。应急指挥长常常是政府行政首 脑,很难对其中的具体技术细节了解清楚。而具体实施救援的人员也很难具有较强的技术能 力,能够解决预案中安排任务的技术问题。于是无论是应急指挥人员还是应急救援人员均在 执行预案时存在一定困难,导致应急预案操作性不强,难以实施。预案中这种对应急需求与部 门责任和应急措施的指向不明,易造成针对性和实用性不强,不易操作。在此情况下地震发生 后,多数应急救援工作都只好通过指挥部召开紧急会议临时决策,容易考虑不周,不利于应急 救援。 (2)中国地震应急预案体系中,全国各级地震应急预案结构类似,内容大同小异,对不同 区域或行业针对性不强。中国地震应急预案经过多年发展,已在横向到边,纵向到底方面做了 大量的工作,也取得了一定的成效。不同行业和城市的不同区县均制定了相应的地震应急预 案。各级各行业应急预案的制定,对于应对地震灾害具有较好作用。然而各级地震应急预案 的内容大同小异,应急救援指挥结构和其中具体的应急措施均类似。如有的城市财政局地震 应急预案,卫生局地震应急预案与地震局应急预案类似度非常高,对于不同行业应急对策差异 性描述明显欠缺。 不同城市,不同区县的地震应急预案也太过雷同。表现为省级“抄”国家级,市级“抄”省 级,区县“抄”市级。这样便忽略了不同区域不同自然地理条件对地震应急的影响,事实上不 同区域的应急能力、应急对策应存在较大差别(苏桂武等,2005;邓砚等,2011)。如四川、云 南等西南地区的应急应该明显区别于江苏、上海等华东地区的应急,但在应急预案中却很少体 现。 (3)地震应急预案没有与其他相关预案的衔接设计。地震后特别是大地震后,往往会引起 其他次生灾害,如毒气泄漏、火灾等,都需要启动其他相应的预案,但地震应急预案和其他预 198 地震地质 36卷 案之间没有相互衔接协调方面的设计,在一定程度上影响了灾害处置效果。 (4)地震应急预案还缺乏动态管理。应急预案完成编制后,缺少动态更新,如中国规定预 案通常是5年更新一次。使得应急预案所设想的灾害场景,与实际情况发生较大的变化,不利 于应急预案作用的发挥。 2 地震应急处置方案的定义与特点 2.1 地震应急处置方案的概念 从前面的分析可以发现地震应急预案重点在于应急管理,其长处在于灾害救援中的管理 工作,能较好地协调各部门,明确各部门的职责。但是难以在技术层面上提出针对某一项灾害 具体的救援措施或工作流程,具体表现为难以在技术上辅助指挥长指挥决策以及应急救援人 员的行动。为此本文提出地震应急处置方案试图弥补地震应急预案在此方面的不足。 与地震应急预案类似,可以认为地震应急处置方案是地震发生后为有效应对地震灾害,指 导地震应急救援针对具体应急事件而生成具体的应急处置工作方案。地震应急处置方案的内 涵应包括:1)应对地震发生后的情况;2)紧急处置;3)工作方案。 地震应急处置方案与地震应急预案类似,但不完全相同。二者都是为应对地震灾害的工 作计划或方案。但地震应急预案重点强调事先制定的工作计划,一旦地震发生,按照事先定义 好的流程、部门职责开展应急工作。虽然地震应急处置方案也是事先制定好框架,但重点强调 震后根据具体的应急事件,动态生成应急处置对策。 地震应急预案更多的是从灾害应急管理的角度,明确灾害发生后的工作流程,以及各部门 震后救援的职责。而地震应急处置方案,则强调震后在面对具体应急事件时,从技术角度提出 针对具体应急事件的处置建议与对策。与应急预案不同,地震应急处置方案更多的强调从技 术的角度针对具体应急事件的处置对策。因此,虽然地震应急处置方案与地震应急预案类似, 但所蕴含的是一种辅助决策技术,其表现形式不止是一个文件,更是一个技术系统。 2.2 地震应急处置方案与地震应急预案的关系 地震应急处置方案与地震应急预案既有区别又类似,总体上是一种相互补充的关系,二者 的关系见表1。从表1可以看出,地震应急预案与地震应急处置方案在主要功能上存在一定的 区别和联系,前者重点强调应急事件由谁做,后者重点强调应急事件怎么做。二者的表现形式 也存在一定的区别和联系,地震应急预案是事先制定的,以文本形式存在,是静态的。地震应 急处置方案,事先制定好框架,但其中具体事件应急对策需根据灾情动态生成和调整。二者用 到的关键技术也不尽相同,地震应急预案的制定,主要是专家应急经验、应急知识的积累和体 现。而地震应急处置方案需要借助计算机技术将专家的经验和知识数字化,用计算机表达,同 表1 地震应急预案与地震应急处置方案的关系 Table 1 Relationship of ea~hquake emergency plan and ea~hquake emergency disposal scheme 1期 徐敬海等:城市地震应急处置方案技术研究 199 时结合空间信息技术利用数字化知识进行推理生成地震应急处置对策。从表现形式上看二者 都是分级的,采用从上到下的政府为主,其他部门为辅助的纵、横体系。 3 地震应急处置方案的实现 3.1 地震应急处置方案的工作原理 通过上面的分析,本文认为地震应急处置方案的组成主要包括:地震应急处置方案框架、 地震应急决策知识(关键模型)和以空间信息技术为代表的信息技术支撑平台,见图1中的处 理部分。其中位于最底层的是以空间信息技术为代表的信息技术支撑平台,如GIS、GPS、RS 技术等。目前空间信息技术已经在地震应急中得到了广泛的应用并取得了较好的效果,例如 基于GIS的地震应急指挥平台,基于Rs的灾情快速获取与评估等(姜立新等,2012)。通过空 间信息支撑平台为应急对策的生成提供基础的技术支撑和运行环境。 l应急处置对策1 l i应急辅助决策规则1 I l应惫处置对策2} 0 l应急辅助决策规则2 l l ⋯· I l ⋯· l I应急处置对策n l l应急辅助决策规则n f 应急处置对策框架 应急决策知识 彳 空间信息技术支撑平台 处理 图1 地震应急处置方案工作原理 Fig.1 W orking principal of earthquake emergency disposal scheme 其上是地震应急处置对策框架,该框架由多条应急处置对策组成。每条处置对策是将地 震应急中可能遇到的地震应急事件,分别形成一个可能的处置方案模板。模板中设置若干参 数,这些参数根据具体的地震相关参数动态计算生成。如针对震后应急救援物资需求对策,可 以在框架中添加这样的对策:“灾区救援急需帐篷. 一 顶。”当具体地震发生后,可根据地震大 小和灾情动态计算得到模板中的参数,形成对策,如“灾区救援急需帐篷120顶。” 同样处于上层的还包括应急决策知识,知识是有效增强应用系统智能性的常用技术之一。 在对应急处置对策模板具体化实现的过程,需要应急决策知识的应用,常见的地震应急决策知 识广泛分布于地震应急预案、地震应急领域专家经验和地震应急救援案例等。为有效地使用 地震应急决策知识,需对地震应急决策知识进行建模,使用建模后的地震应急决策知识。在一 次地震应急中,应急处置框架中所列举的多条应急处置对策可能不一定同时出现,如有些对策 针对冬天气候,有些对策针对山区地形等。这时需要在地震应急决策知识的支持上,动态调整 地震应急处置对策框架,形成具体的应急处置对策。 地震应急处置方案的工作原理见图1,该流程总体由3部分组成,即输入、处理和结果输 200 地震地质 36卷 出。其中的输入是指地震应急的初始信息,如地震三要素、地震灾情等,将这些初始信息输入 到地震应急处置方案中经过综合处理,便能形成具有针对性的地震应急处置对策。从该工作 原理也可以看出不同的地震应急初始信息,产生的对策会有较大的差异。 3.2 地震应急处置对策的分类 地震应急处置方案由各种地震应急处置对策组 成,处置对策是指针对具体地震应急事件的响应与 处理策略。本文将地震应急处置对策分为3类,见 图2。 第1类是描述性的应急处置对策,这些对策与 地震应急预案中的相关内容类似,但又不完全相同。 地震应急处置对策更强调可操作性和具体性,主要 从技术的角度描述应对地震应急事件的策略。如常 见的描述性应急处置对策可包括:是否建立抗震救 灾指挥部,是否呼吁国外救援,各级领导应当到位, 各部门职责描述,地震现场系统是否启动,地震余 震记录,外国使领馆应当避震等。在描述性对策中, 图2 地震应急处置对策的分类 Fig.2 Classification of earthquake emergency disposal c0untermeasures. 主要考虑地域适用性和对策条目的完整性,最后形成适合震区特点的应急处置方案。 第2类是地震应急专业模型定量化计算产生的处置对策。在地震应急事件处置中必然会 用到一些地震应急的专业模型,通过对应急专业模型的使用辅助应急决策。如一次地震应急 中需要投入多少救援物质,大概多少人员受伤,估计需要投入救灾的人员数等。这些处置对策 对地震应急非常重要,同时不同的区域不尽相同,需要根据震区的实际情况用模型计算得到。 常用的地震应急模型包括:建/构筑物损失评估模型、经济损失评估模型、人员伤亡评估模型、 重点目标破坏评估模型、生命线工程破坏评估模型、次生灾害评估模型和救援需求模型等。 第3类是GIS、RS等平台生成的处置对策。随着空间信息技术的发展,GIS、RS、GPS等 技术的发展,地震应急决策时使用3s技术也成为一种趋势和必然。有大量的应急处置对策可 在GIS的辅助下快速生成,如救灾路径选择,疏散场地的选取,次生灾害源的快速检索,被破 坏重点目标的展示等。 3.3 地震应急处置方案框架 根据《中华人民共和国防震减灾法》的规定,地震应急预案的内容应当包括:组织指挥体系 及职责,预防和预警机制,处置程序,应急响应和应急保障措施等(中华人民共和国国务院, 2009)。地震应急处置方案作为地震应急预案的一种补充,其构成也具有一定的要求和特点, 即应按照一定的框架在计算机辅助下生成。 从多次震后应急的实践看,震后发挥主导作用的是人民政府的地震应急预案。在中国行 政管理体系中,地市也是地震应急救援行动的重要执行者,因此本文重点介绍地市级政府地震 应急处置方案框架。根据文献(中国地震局应急救援司,2004)以及目前震后地震应急工作的 主要内容,本文提出的处置方案框架见图3。 此框架总体由5部分组成,主要包含了目前地震应急中所需的主要信息。其中第1部分 为灾区自然地理环境。灾区自然地理环境对救灾的组织有较大的影响,也是地震应急响应与 1期 徐敬海等:城市地震应急处置方案技术研究 201 ① 灾区自然地理环境 ④ 应急对策 1.1 自然环境信息4.1响应对策 1.2 地理环境信息 是否建立抗震救灾指挥部对策 , 抗震救灾指挥部主要工作建议; 1.3 经济人口等人文环境信息 政府部门在应急工作的职责与工作内容建议; ② 地震震情信息4.2应急行动对策 2.1 地震三要素 重要政治、经济目标震后损失显示与保护对策; 2.2 余震趋势信息 震区交通管制对策; z.s震区地震地质构造 篓 茎 茎 ③ 灾情预估 关键道路与桥梁损害抢修次序与对策; 其他生命线工程失效点位与抢修次序与对策; 3-1 地震影响范围 次生灾害处理对策 ; 3.2 人员伤亡信息 3-3 经济损失信息 4_3应急物质需求对策 3.4 次生灾害源信息 抢救人员与安置类救灾需求,如帐篷,军队救灾人员需求等; 3.5 生命线工程信息 运输工具类救灾需求,如汽车等; 灾民搭建临时住房类救灾需求, 如防震棚等; 灾民取暖类救灾需求, 如煤炭等; 灾民日用品类救灾需求; 灾民食品类救灾需求; 灾民御寒衣物类救灾需求; 灾民治疗与防疫类救灾需求; ⑤ 其他对策 图3 地市级地震应急处置方案框架 Fig.3 Framework of urban earthquake emergency response disposal scheme 救援的基础,如灾区气候环境,是否山区,是否民族聚集区,经济情况等。第2部分为地震震 情信息,此部分除了需要描述地震三要素,还需要描述余震趋势判断和说明,震区地震构造等 信息。第3部分为灾情预估,其中地震影响场信息、人员伤亡信息的评估是重点。第4部分为 应急对策,此部分内容主要针对应急响应与救援中常见的应急事件的处置对策,如响应对策和 行动对策等。 省级与国家级政府地震应急处置方案框架,应以地市级为基础,增加一些省级跨省、市的 处置对策,如灾民异地安置,外省救援力量(物资)调度等。同时也应去除地市级处置对策中 的细节对策,如较小的次生灾害源、近距离城市应急疏散等。 3.4 地震应急决策知识 应急处置方案框架模板中处置对策的实例化替换是应急处置对策生成的关键,其中地震 应急决策知识的应用是关键。从服务于地震应急处置方案的角度,可以认为地震应急决策知 识是各种与应急处置相关信息综合处理的结果,在综合过程中,信息通过相互比较,结合成有 意义的链接(Xu et a1.,2014)。地震应急领域中已存在大量的地震应急决策知识,并已在一定 202 地震地质 程度上得到了使用,如地震应急预案的制定本身已经使用了地震应急领域的专家经验知识。 自“九五”至“十二五”,学者提出了大量的震害预测模型,包括建筑物震害预测模型、次生灾 害模型等。这些模型本身也是一种地震应急决策知识。 本文认为地震应急决策知识可分为以下几类(徐敬海等,2013): (1)应急基本信息与术语类知识。此类知识的目的在于界定和表达地震应急中的基本术 语,便于应用,并规范地震应急的基本信息。内容包括:地震应急指挥、地震应急指挥技术系 统、震后基本信息、救灾规模和基本态势等。 (2)灾情预估类知识。此类知识是关于地震应急决策时各种灾情预评估方法的知识,可在 震后快速提供应急指挥急需的、最基本的可能灾情,从而辅助地震应急决策和应急指挥。 (3)应急辅助决策类知识。震后需要根据震情和灾情的预估结果,快速做出救灾决策,此 类知识表达的内容是震后快速辅助决策的主要内容。 (4)应急搜救指挥决策类知识。此类知识辅助应急搜救时的决策指挥,以便于有效地开展 应急搜救工作。 (5)应急基础数据类知识。该类知识用于描述地震应急中常用的基础应急数据,这些数据 在地震应急指挥中具有重要的地位,总体上地震应急基础数据包括9大类数据(聂高众等, 2002)。 4 结论 地震应急预案在实际地震应急救援中发挥了巨大的作用,但也表现出诸多亟待提高的地 方,如其可操作性,针对性等。本文在分析地震应急预案特点的基础上提出地震应急处置方案 的概念,试图改善地震应急预案的不足。文中论述了地震应急处置方案概念的内涵:应对地震 发生后的情况、紧急处置、工作方案。通过对比阐述了其与地震应急预案的关系:地震应急预 案重点在于回答地震应急事件由谁做,而处置方案重点在于回答如何做。论述了地震应急处 置方案的组成和工作原理,包括:地震应急处置方案框架、地震应急决策知识(关键模型)和以 空间信息技术为代表的信息技术支撑平台。在此基础上以地市级政府地震应急处置为例,介 绍了处置方案的框架,包括:灾区自然地理环境、地震震情信息、灾情预估、应急对策和其他 对策。最后介绍了地震应急决策知识的概念和分类。未来将进一步研究地震应急决策知识的 推广应用方法,并通过综合应用地理空间信息技术、地震应急决策知识和地震应急处置方案框 架,实现地震应急处置方案的计算机动态生成。 参 考 文 献 迟天峰,姜婷琪.2012.完善中国地震应急预案体系的若干建议和设想[J].防灾减灾学报,28(4):84— 87. 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In this paper。we ana1yze the characteristics of Chinese earthquake emergency preplans and find that the framework of emergency preplans is clear,but the provisions on emergency operations are macrosc0pical and n0t easy t0 use;the structures of the emergency preplans are generically similar in the wh01e c0untrv and lack of pertinence to specific disaster areas or professional industries; the c0nnections between earthquake disaster emergency preplans and other disaster emergency preplans are weak;the dynamic managements of the preplans need to be enhanced. In order to complement the emergency preplans,earthquake emergency response disposal scheme is discussed in this paper.which is an emergency disposal work plan for detailed emergency events after an earthquake from technical perspective and aims at directing earthquake emergency response· The relationships between the emergency preplans and the disposal schemes are introduced.The core difference between them is in that a preplan focuses mainly on who should respond to the emergency event,while a disposal scheme is more concerned about how to cope with the emergency event· W e a1so Dresent the components of the disposal schemes, which include disposal scheme framework. emergency decision.making knowledge and supported information platforms.Then the work Drincip1e of the disposal schemes is described based on these components.In this principle, earthquake emergency decision—making knowledge is used to amend the disposal scheme framework to generate the emergency disposal scheme with the support of information technologies.W ithin the disposal schemes, three kinds of the disposal countermeasures, namely, descriptive emergency countermeasures. the countermeasures from earthquake emergency professional models and the countermeasures from GIS and RS technical platforms are introduced. Taking urban level as an example, the urban disposal scheme framework is depicted. It is composed of five parts:geographic environment in disaster area,earthquake information,estimated disaster informati0n. emergency countermeasures and other related countermeasures. Then the 徐敬海等:城市地震应急处置方案技术研究 205 components of the decision—making knowledge are introduced.The knowledge representations result from comprehensive processing of various information related to earthquake emergency response and rescu e. This paper lays the~undation for the ea~hquake emergency response disposal scheme generation and application,which helps to solve the problems of the earthquake emergency preplans.In future , the detailed implementation and application methods of earthquake emergency decision—making knowledge will be studied and used to realize the computer-aided generation of the disposal schemes. Key words earthquake emergency,emergency disposal,disposal scheme,emergency preplan [作者简介] 徐敬海,男,1977生,2006年在武汉大学获得摄影测量与遥感专业博士学位,2012年在中国地 震局地质研究所博士后出站,副教授,主要从事地震应急、空间技术减灾集成与工程应用研究, 电话:025—58139462,E-mail:xu_jing—hai@163.tom。
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