(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221091214 4.9 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 南京大学 地址 210008 江苏省南京市 鼓楼区汉口路 22号 (72)发明人 周献中　孙玉胜　孙宇祥　于佳慧　 张霄雨　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 王玮 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种基于复杂网络的突发事件应急救援系 统效能评估方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于复杂网络的突发事 件应急救援系统效能评估方法， 包括以下步骤： 步骤一、 通过OODA－Multi ‑Layer分析方法对应 急救援系统分析， O ‑O‑D‑A各环节分析结果抽象 形成信息层(I)、 指挥控制层(C)和任务层(T)； 步 骤二、 利用复杂网络构建由信息层、 指挥控制层 和任务层组成的应急救援系统效能评估模型G； 步骤三、 根据应急救援系统信息层、 指挥控制层 和任务层状态结构变化情况， 将应急救援系统效 能评估模型G拓展为动态可变的效 能评估模型M； 步骤四、 根据应急救援系统效能评估模型分别构 建信息层效能指标EI、 指挥控制层效能指标EC、 任务层效能指标ET， 并综合形成应急救援系统整 体效能指标Eem＝{EI,EC,ET}； 本发明可以解 决动 态变化应急救援系统信息收集能力、 指挥控制能 力、 任务执 行能力难以量 化评价的问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115239168 A 2022.10.25 CN 115239168 A 1.一种基于复杂网络的突发事件应急救援系统效能评估方法， 其特征在于， 具体过程 为： 步骤一、 通过OODA－Multi ‑Layer分析方法对应急救援系统进行分析， O ‑O‑D‑A各环节 分析结果抽象形成信息层(I)、 指挥控制层(C)和任务层(T)； 步骤二、 利用复杂网络构建由信息层、 指挥控制层和任务层组成的应急救援系统效能 评估模型G； 步骤三、 根据应急救援系统信息层、 指挥控制层和任务层状态结构变化情况， 将应急救 援系统效能评估 模型G拓展为动态可变的效能评估 模型M； 步骤四、 根据应急救援系统效 能评估模型分别构建信息层效 能指标EI、 指挥控制层效能 指标EC、 任务层效能指标ET， 并综合形成应急救援系统整体效能指标Eem＝{EI,EC,ET}。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤一 中的OODA－Multi ‑Layer分析方法， 具体为： 按照OODA模型中观察(O)、 定位(O)、 决策(D)、 行动(A)环节将应急救援系统划分为 数据采集、 态势认知、 决策生 成、 方案执行4个工作过程， 将 应急救援的数据采集过程抽象细 化为信息层(I)， 态势认知和决策生成过程整合抽象为指挥控制层(C)， 方案执行过程抽象 细化为任务层(T)， 应急救援系统被描述为由I、 C和 T组成的多层级结构， O ‑O‑D‑A各环节之 间的关联关系相应的变为 I、 C和T之间的指令传递或信息传递。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤二中构建应急救援系统效能评估模型 G， 具体为， 在步骤一建立的信息层、 指挥控制层和任务层 多层级结构基础上， 利用复杂网络 方法将各层级中的实体或事件抽象为网络的节点， 各个实体或事件之间的连接抽象为边， 得到由相互联系的实体或事件组成的应急救援系统效能评估模型G＝{GI,GC,GT}， GI是信息 层网络， GI＝(NI,eI)， NI是信息层节点的集合， 代表各个信息采集站点， eI为信息层节点 连边 的集合， 代表站点的信息交互关系； GC为指挥控制层网络， GC＝(NC,eC)， NC是指挥控制层节点 的集合， 表示为决策实体或被控对象， eC表示决策实体之间的领导关系以及实体对装备的 控制关系的集合； GT为任务层网络， GT＝(NT,eT)， NT是任务节点的集合， 表示目标对象和由其 引发的事故而需采取的任务行动， eT表示任务之间的关联关系以及顺序； 应急救援系统效 能评估模型各层间连边L＝{La,Lb}， 信息层与指挥控制层连边集合 指挥控制层 与任务层连边 集合 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤三中应急救援系统效能评估模型G拓 展为动态可变的效能评估模型M， 具体为， 以步骤二应急救援系统效能评估模型G为初始模 型G0， 在信息层或指挥控制层或任务层结构 发生改变时， 在初始模型G0基础上根据节点、 连 边的增加或减少的变化情况形成结构调 整后的效能评估模型G1,…,Gk， 按结构调 整先后顺 序排列形成动态可变的效能评估模型M， M＝{G0,G1,…,Gk}， G0是初始的应急救援系统效能 评估模型， G1和Gk分别是第1次和第k次系统结构调整后的效能评估 模型。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤四中， 所述的效能指标构建过程如下： 1)构建信息层效能指标EI， EI通过信息流转时效性指标(Tl)和节点关联性指标(Co)两 个角度度量； EI＝ω11Tl+ω12Co 其中， ω11,ω12是权重系数， 且ω11+ω12＝1； 信息流转时效性指标Tl＝1/( λL+1)， λ是信权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115239168 A 2息流转时效性指标系数， L是该层网络中任意节点对之间的最短路径的算数平均值； θ 是信息层节点关联性指标系数， k是信息层网络的平均度； 2)构建指挥控制 层效能指标EC， EC通过应急救援系统指挥控制的组织结构指数(Or)、 救 援装备可用性(Aall)两个方面度量； EC＝Or×Aall 其中， Or＝ω21O1+ω22O2+ω23O3， ω21+ω22+ω23＝1； O1是时效指标， O2是质量指标， O3是柔 性指标； Ai表示某类第i台救援装备处于正常状态， Ai＝MTBF/(MTBF+MTTR)， MTBF为平均故障间 隔时间， MTTR为平均 维修时间； k ′是总的救援装备种类数， N是某类救援装备需要正常工作 的数量； 3)从成功指标(Ts)、 失败指标(Tf)、 时间指标(Tt)、 比例指标(Tr)四个角度 构建任务层效 能指标ET， ET＝Ts∪Tf∪Tt∪Tr； 4)将信息层、 指挥控制层、 任务层效能指标采用加权积的方式进行聚合， 依据每一层的 重要度赋予不同的权 重值； 其中， EI、 EC、 ET分别为信息层、 指挥控制 层及任务层效能指标， u为应急救援系统层级系 数， ω1,ω2,ω3为权重系数， ω1+ω2+ω3＝1； 信息层、 指挥控制层和任务层共同决定应急救 援系统整体效能， 整体效能指标Eem会随着网络结构的改变而发生变化； 定义信息层结构变 化对指挥控制层 效能影响系数α， 指挥控制层结构变化对任务层效能影响系数β； 即仅信息 层结构发生改变时， 会对指挥控制层的效能产生直接影响， 信息层改变后的效能表示为 EI′， 此时整体效能为： 仅指挥控制层结构发生改变时， 指挥控制层改变后的效能表示 为EC′， 此时整体效能为： 其中， α, β 有三种不同取值， 分别对应不同层级结构改变对整体效能的影响： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115239168 A 3