技术领域
[0001] 本
发明涉及一种地震灾害环境下的救援决策与
力量分配方法，属于灾害学和计算机应用的交叉领域。
背景技术
[0002] 地震应急指挥是指当破坏性地震发生时，各级政府根据震情、灾情的实际情况，迅速调度指挥一切可以救灾的资源(队伍、物资)，进行针对性救灾工作的决策过程，其目的是为了最大限度减少灾害损失，稳定灾区社会秩序。地震应急工作是一项涉及领导决策、应急管理、救灾行动及高技术应用等环节的一项综合性系统工程，其中包括:地震参数速报、指挥部启动运作、应急队伍调动、灾区应急救灾、恢复重建等一系列的应急过程，这一系统工程的核心在于对应急救灾行动的决策、指挥和调度。
[0003] 然而地震又不同于其他
自然灾害，缺少一个像洪涝、台
风、林火灾害那样的前期预警时间。这往往意味着当地震发生时，我们并没有足够的监测数据对灾区现场的受灾情况做一个完备、准确和及时的分析。正因为地震救援是一个复杂的、多任务的、多兵种协同工作的行动，为了使地震救援工作实现紧张、有序、高效的运作，需要对地震救援可能发生的各种事件进行分析、统计和处理，建立能够辅助灾害现场救援的指挥决策方法，可以充分发挥救援人员的能力及设备的功能，并弥补救援队员以及指挥者的经验不足。
[0004] 在地震灾害环境下，指挥决策平台担负着对应急救灾行动决策、指挥和调度的重任，在每个指挥中心集结完毕的救援队伍都应服从平台的安排和调度。同时，在出发的过程中能够将突发状况反馈给平台，或者抵达灾区现场后将采集到的数据上传至平台，然后平台再对这些汇总的数据进行分析和处理，决定下一步的行动。
[0005] 目前，针对地震救援决策方法的研究主要集中在搜救力量部署模型上，主要分为两大部分，区域搜救部署模型和局部搜救部署模型。科学合理的搜救力量部署模型的确能够在一定程度上实现地震现场救援行动的指挥与控制的高效和有序性，但搜救力量的部署只是救援决策方法中的一部分，并没有针对受灾区域进行更加细致的划分，从而便于救援力量的分配和调度。其次，考虑到在地震灾害救援现场，有包括当地、省内、省外、军队、武警、非政府组织等众多不同来源的医学救援队伍，由于队伍与队伍之间隶属关系不同，专业化程度不同，在灾害现场执行救援任务时，如果统一指挥协调不够，很容易造成各自为政，直接导致现场救援资源分布不均，影响救援效果。并且，传统的救援方法下，搜救队伍与指挥决策者之间缺乏沟通与协调的渠道和方法，信息的交互也不到位。这些问题不仅会影响救援工作的效率，也暴露出统筹不够科学的弱点。事实上，当搜救队伍抵达受灾现场之后所采集到的数据可靠性更高，对指挥决策平台而言更有参考价值。
[0006] 发明目的
[0007] 本发明提出了一种地震灾害环境下对搜救力量进行分配和部署的救援决策方法，按照行政区划和地理
位置关系将整个受灾区域划分成独立的救援网络，便于救援力量的分配和调度。在搜救队伍行进过程中，设计了一套应急处理流程，结合现场情况选择适当的方法，以提高救援的效率。当搜救队伍抵达目标地区后，将人员和物资进行重新整合，进一步细分成搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队，以明确各自职能，更好地发挥设备的功能。最后，提出了一种搜索现场的特征值标记方法，最终目标是使得前方搜索的结果能够为之后的救援和医疗工作提供参考。
[0008] 技术方案
[0009] 重要术语及约束：
[0010] 指挥决策平台：灾害搜救一线指挥者使用的网络平台；
[0011] 救援网络：由乡镇(或区县)和村落(或街道)所组成的网络；
[0012] 特征值：带有文字描述的灾害现场搜索数据。
[0013] 考虑到救援队伍之间主要以机会式通信为主，不能满足城市到街道或村落的
覆盖范围，同时方便指挥专家对整个抢险救援行动进行部署。因此，本方案首先将受灾地区划分为不同的区域，可将乡镇(或区县)作为指挥调度中心，以及各救援力量的出发地，对包含在该区域范围内的村落(或街道)开展救援。
[0014] 考虑到在救援队伍行进过程中，随时可能遭遇到突发自然灾害，如泥石流或余震造成的道路中断，为了充分发挥救援队效能，第一时间赶赴受灾现场，我们设计了一套中途调遣转移方案。根据道路损毁严重情况，以及救援队是否具备修通能力，选择驻留开通道路或者转移。
[0015] 考虑到灾区现场救援力量和设备的有限性，尤其是专业救援人员和器材的紧缺，因此我们对所有参与营救的人员进行整合和重新分队，以明确各分队的任务，避免职责不清所造成的混乱。主要分成搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队。
[0016] 在各倒塌
建筑物的搜索现场，相关人员能够利用专业设备和仪器获取最及时的现场数据，并且可以对这些数值加以文字描述，最后一起反馈给指挥中心。这对于营救人员有效、科学地开展搜救是十分重要的，可以及时得知救援队需要携带的装备和技术人员，这些带有结构化文字描述的搜索数据称为营救特征标记。在接收到数据之后，区域指挥中心的指挥或者结构专家可以根据描述的程度，给赶往救援的队伍提出装备和人员配备建议。
[0017] 本发明方法，包括以下四个步骤：
[0018] 步骤一、受灾区域的划分。将整个受灾区域划分为独立的救援网络，每个网络中以某一乡镇(或区县)作为指挥调度中心，在此集结救援力量之后，向与之临近的村落(或街道)开展救援工作。
[0019] 步骤二、中途应急处理流程。救援队对现场信息进行反馈，根据道路损毁严重情况，以及救援队是否具备修通能力，选择驻留开通道路或者转移。最后将信息发送至指挥决策平台，等待返回决策建议。
[0020] 步骤三、灾区现场救援力量分配。当救援队抵达灾区现场后，将人员和物资进行重新整合，进一步细分成搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队。搜索分队负责对建筑物进行勘探及对压埋人员进行
定位，专业救援分队和医疗保障分队负责对制定地点开展营救，救出被困伤者。
[0021] 步骤四、特征值标记。搜索分队利用专业设备和仪器获取最及时的现场数据，并对这些数值加以结构化的文字描述，指挥决策平台根据这些特征值信息，给专业救援分队和医疗保障分队提出装备和人员配备建议。
[0022] 所述在步骤一中受灾区域的划分的步骤为：
[0023] 步骤1、地理信息专家在受灾范围内标记出行政级别为区县的地点，记为Ci；
[0024] 步骤2、地理信息专家在受灾范围内标记出行政级别为街道的地点，记为Pi；
[0025] 步骤3、记救援网络i为集合Si＝{Ci,Pi,...,Pk}，集合中只有一个区县，可以有多个街道，并且每个救援网络集合中可以有相同的元素，即多个救援网络之间可能覆盖了相同的街道；将区县Ci加入到对应的救援网络i中；
[0026] 步骤4、从Ci开始，若存在一条道路可以直接通向某一街道Pj，而不经过其他街道，那么首先将该街道Pj加入相应的救援网络i中；
[0027] 步骤5、重复步骤4，直至最后一个救援网络；
[0028] 步骤6、对于受灾区域中剩余的街道，考虑其与就近区县的直线距离，将其加入到距离最近的救援网络中；
[0029] 步骤7、重复步骤6，直至所有街道都已经分配至相应救援网络中；
[0030] 步骤8、整个受灾区域划分完毕。
[0031] 所述在步骤二中，中途应急处理流程为：
[0032] 步骤1、救援队按当前道路行进，如遇突发状况，利用自身携带的移动通讯设备将突发状况的现场信息进行拍摄记录，否则继续行进，直至目标地区；
[0033] 步骤2、救援队指挥官根据现场情况，将严重情况、修通道路的能力、
水路行进条件信息录入至终端设备中，作为指挥平台回馈决策建议的依据，并且等待指挥平台下一步决策建议的信息回馈；
[0034] 步骤3、队伍行进方向的道路是否严重到无法通行，若否，稍作清理后跳至步骤1；若是，跳至步骤4；
[0035] 步骤4、查看救援队的人员结构组成，清点整个救援队所携带的器械和装备，是否具备修通前方道路的能力，若是，队伍选择驻留并修通道路，跳至步骤1，若否，跳至步骤5；
[0036] 步骤5、查看当时是否具备选择其他交通工具从水路或者航空前进的条件，若是，选择适合的方式继续前进，跳至步骤1，若否，跳至步骤6；
[0037] 步骤6、经初步判断，当前救援队已经无法抵达原目标区域，必须进行转移，向指挥决策平台
请求下一救援目的地，同时告知平台增加原目标地区的救援优先级。
[0038] 所述在步骤三中灾区现场救援力量分配过程为：
[0039] 步骤1、救援队成功抵达目的地之后，在现场进行登记，记录队伍的人员组成和携带装备和物资情况；
[0040] 步骤2、将队伍重新编队为搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队，分别记为Si-j、Ri-j和Ti-j，其中，i表示队伍所属救援网络编号，j为队伍的编号；
[0041] 步骤3、根据灾区现场登记的人员资质和专业化情况，初步编入相应队伍中，如卫生防疫和医疗救护人员编入Ti-j，专业救援分队中由消防队员和武警官兵组成，搜索分队中则至少要包含一名结构技术人员和危险品技术人员。
[0042] 所述在步骤四中特征值标记方法为：
[0043] 步骤1、搜索分队优先抵达倒塌的建筑物现场，在保障所有队员安全和不会对被困人员造成二次伤害的情况下，开展地毯式搜索，若遭遇到突发危险，则告知其他队员立即停止搜索，向指挥平台发出请求，等待决策指令；
[0044] 步骤2、现场搜索队员利用
手持设备所携带的光线
传感器等监测搜索现场的环境
亮度值，并且选择结构化文本进行描述；
[0045] 步骤3、搜索队员根据抵达建筑物现场时的道路交通情况，选择结构化文本进行描述；
[0046] 步骤4、搜索分队的危险品技术人员根据专业知识判断建筑物区域内是否发生有害气体
泄漏的情况，若是，由专业危险品技术人员利用携带的有害气体监测设备测量现场有害气体的种类和浓度，跳至步骤1；
[0047] 步骤5、结构技术人员根据专业知识对倒塌的建筑物进行评估，记录下房屋类型和倒塌形成的空间类型；
[0048] 步骤6、当探测到可能存在的受困者，应当分情况采取措施，跳至步骤7；
[0049] 步骤7、搜索人员先使用规定
颜色的颜料对压埋区域进行
喷涂，做好对应标记；
[0050] 步骤8、重复步骤6和7，直至倒塌建筑物现场搜索完毕；
[0051] 步骤9、向平台发送搜索数据和特征值信息，等待专业救援分队和医疗保障分队增援；
[0052] 步骤10、指挥决策平台利用现场搜索数据和特征值信息，评估得出营救优先级，并且给专业救援和医疗保障分队提出装备和人员配备建议；
[0053] 步骤11、搜索分队转移至下一目标建筑物，展开搜索；
[0054] 步骤12、专业救援分队对已搜索过的区域展开营救工作，由医疗保障分队进行医疗协助和初步救治。
[0055] 本发明的有益效果是：
[0056] 1、加强救援人员与指挥决策平台之间的沟通协调。该方案对受灾区域进行划分之后，指挥决策平台会给已经集结完毕的救援队发送救援目的地名称和力量需求。并且在队伍行进过程中，若遭遇到次生灾害等突发状况，救援队会将现场信息发送给指挥决策平台，若队伍选择中途转移，那么平台会将下一救援目标的地址发送给救援队。最后，在特征值标记阶段，搜索分队记录的现场特征值标记信息，可以为专业救援分队和医疗保障分队提供装备和人员配备的建议。当前方救援队与指挥决策平台之间有信息交互后，可以有效减少做出带有一定经验性的判断和指挥决策。
[0057] 2、救援人员与搜救任务的分工更加明确、合理。该方案考虑当救援队抵达灾区现场之后，对所有参与营救的人员进行整合和重新分队，分成搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队。这样可以明确各分队的任务，避免职责不清所造成的混乱。有利于减少发生职责混乱的可能，更好地运用资源，更好地组织协调，更加流畅地进入与撤离现场，便于对救援队进行标准化和高效率的管理，提高救援队搜索与救援的总体安全水平。
[0058] 3、营救工作的效率得到提高。搜索分队对建筑物进行评估、搜索、侦查和标记，并且采集倒塌建筑物现场的特征值信息，平台分析这些数据之后会生成装备和人员配备建议。该方案可以根据实际情况确定搜索和救援策略，综合运用灾区现场资源，确定必须携带的器材和设备，可使有限的力量集中在重点的区域，这样有助于提高救援的成功率和效率。
附图说明
[0059] 图1受灾区域的划分；
[0061] 图3特征值标记流程图。
具体实施方式
[0062] 步骤一、受灾区域的划分，将整个受灾区域划分为独立的救援网络，每个网络中以某一乡镇(或区县)作为指挥调度中心，在此集结救援力量之后，向与之临近的村落(或街道)开展救援工作；
[0063] 步骤二、中途应急处理流程，救援队对现场信息进行反馈，根据道路损毁严重情况，以及救援队是否具备修通能力，选择驻留开通道路或者转移。最后将信息发送至指挥决策平台，等待返回决策建议；
[0064] 步骤三、灾区现场救援力量分配，当救援队抵达灾区现场后，将人员和物资进行重新整合，进一步细分成搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队，搜索分队负责对建筑物进行勘探及对压埋人员进行定位，专业救援分队和医疗保障分队负责对制定地点开展营救，救出被困伤者；
[0065] 步骤四、特征值标记，搜索分队利用专业设备和仪器获取最及时的现场数据，并对这些数值加以结构化的文字描述，指挥决策平台根据这些特征值信息，给专业救援分队和医疗保障分队提出装备和人员配备建议。
[0066] 在步骤一中受灾区域的划分的步骤为：
[0067] 步骤1、地理信息专家在受灾范围内标记出行政级别为乡镇(或区县)的地点，记为Ci；
[0068] 步骤2、地理信息专家在受灾范围内标记出行政级别为街道(或村落)的地点，记为Pi；
[0069] 步骤3、记救援网络i为集合Si＝{Ci,Pi,...,Pk}，集合中只有一个乡镇(或区县)，可以有多个街道(或村落)，并且每个救援网络集合中可以有相同的元素，即多个救援网络之间可能覆盖了相同的街道(或村落)。将乡镇(或区县)Ci加入到对应的救援网络i中；
[0070] 步骤4、从Ci开始，若存在一条道路可以直接通向某一街道(或村落)Pj，而不经过其他街道(或村落)，那么首先将该街道(或村落)Pj加入相应的救援网络i中；
[0071] 步骤5、重复步骤4，直至最后一个救援网络；
[0072] 步骤6、对于受灾区域中剩余的街道(或村落)，考虑其与就近乡镇(或区县)的直线距离，将其加入到距离最近的救援网络中；
[0073] 步骤7、重复步骤6，直至所有街道(或村落)都已经分配至相应救援网络中；
[0074] 步骤8、整个受灾区域划分完毕。
[0075] 在步骤二中中途应急处理流程为：
[0076] 步骤1、救援队按当前道路行进，如遇突发状况，利用自身携带的移动通讯设备将突发状况的现场信息进行拍摄记录，否则继续行进，直至目标地区；
[0077] 步骤2、救援队指挥官根据现场情况，将严重情况、修通道路的能力、水路行进条件信息录入至终端设备中，如图2菱形选框，作为指挥平台回馈决策建议的依据，并且等待指挥平台下一步决策建议的信息回馈；
[0078] 步骤3、队伍行进方向的道路是否严重到无法通行，若否，稍作清理后跳至步骤1；若是，跳至步骤4；
[0079] 步骤4、查看救援队的人员结构组成，清点整个救援队所携带的器械和装备，是否具备修通前方道路的能力，若是，队伍选择驻留并修通道路，跳至步骤1，若否，跳至步骤5；
[0080] 步骤5、查看当时是否具备选择其他交通工具从水路或者航空前进的条件，若是，选择适合的方式继续前进，跳至步骤1，若否，跳至步骤6；
[0081] 步骤6、经初步判断，当前救援队已经无法抵达原目标区域，必须进行转移，向指挥决策平台请求下一救援目的地，同时告知平台增加原目标地区的救援优先级。
[0082] 在步骤三中灾区现场救援力量分配过程为：
[0083] 步骤1、救援队成功抵达目的地之后，在现场进行登记，记录队伍的人员组成和携带装备和物资情况；
[0084] 步骤2、将队伍重新编队为搜索分队、专业救援分队和医疗保障分队，分别记为Si-j、Ri-j和Ti-j，其中，i表示队伍所属救援网络编号，j为队伍的编号；
[0085] 步骤3、根据灾区现场登记的人员资质和专业化情况，初步编入相应队伍中，如卫生防疫和医疗救护人员编入Ti-j，专业救援分队中主要由消防队员和武警官兵组成，搜索分队中则至少要包含一名结构技术人员和危险品技术人员。
[0086] 在步骤四中特征值标记流程如图3所示，具体方法为：
[0087] 步骤1、搜索分队优先抵达倒塌的建筑物现场，在保障所有队员安全和不会对被困人员造成二次伤害的情况下，开展地毯式搜索，若遭遇到突发危险，则告知其他队员立即停止搜索，向指挥平台发出请求，等待决策指令；
[0088] 步骤2、现场搜索队员利用手持设备所携带的光线传感器等监测搜索现场的环境亮度值，并且选择结构化文本进行描述，如“明亮”、“正常”、“昏暗”和“黑暗”；
[0089] 步骤3、搜索队员根据抵达建筑物现场时的道路交通情况，选择结构化文本进行描述，如“畅通”、“半通”、“拥堵”和“阻断”；
[0090] 步骤4、搜索分队的危险品技术人员根据专业知识判断建筑物区域内是否发生有害气体泄漏的情况，若是，由专业危险品技术人员利用携带的有害气体监测设备测量现场有害气体的种类和浓度，跳至步骤1；
[0091] 步骤5、结构技术人员根据专业知识对倒塌的建筑物进行评估，记录下房屋类型和倒塌形成的空间类型；
[0092] 步骤6、当探测到可能存在的受困者，应当分情况采取措施，对于被压埋的浅层受困者，若受困场地情况不太复杂，搜索分队可以立即救出，对于较复杂的地质结构，受困者难以一次性救出的情况，跳至步骤7；
[0093] 步骤7、搜索人员先使用规定颜色的颜料对压埋区域进行喷涂，做上对应标记。如红色标记表示“受困者已暴露并且有生命迹象”，黄色标记表示“受困者未暴露并且有生命迹象”，白色标记表示“存在受困者但无生命迹象”；
[0094] 步骤8、重复步骤6和7，直至倒塌建筑物现场搜索完毕；
[0095] 步骤9、向平台发送搜索数据和特征值信息，等待专业救援分队和医疗保障分队增援；
[0096] 步骤10、指挥决策平台利用现场搜索数据和特征值信息，评估得出营救优先级，并且给专业救援和医疗保障分队提出装备和人员配备建议；
[0097] 步骤11、搜索分队转移至下一目标建筑物，展开搜索；
[0098] 步骤12、专业救援分队对已搜索过的区域展开营救工作，由医疗保障分队进行医疗协助和初步救治。
