溃坝应急撤离的技术与预警时间探究(3)
时间：2017-06-19 来源：科学进展 作者：张士辰,王晓航,厉丹丹 本文字数：13455字
3. 3 预警时间的长度问题。
安全撤离的关键在于尽早预警，预警时间的长度问题就是溃坝应急撤离的关键问题。如图 3 所示，预警时间 WT是指接到预警指令和洪水到达的时间间隔，而接到预警指令后的实际撤离时间 RT是准备时间 PT和清空时间 CT之和，有效预警的必要条件是 WT≥RT= PT+CT,而 RT越小则有效预警条件越容易满足，这就涉及到溃坝应急撤离路径优选和风险人口优化分配问题。
张士辰等[34]对溃坝条件下应急撤离路径上风险人口分配优化机制进行了研究，认为风险人口优化分配机制最终以从某社区撤离的整体时间最短为条件，基于运筹学理论提出的优化机制是各条撤离路径上完成撤离的时间必须相等，才能使得该社区完成整体撤离的时间最短，任何一条路径上由于人员分配不合适而造成要么偏多，要么偏少，都会使得社区完成整体撤离的时间不是最短。
因此，基于风险人口最优化分配机制确定的社区整体撤离时间是最短撤离时间，定义为“临界预警时间WTCR”（ 图 3） .若预警时间超过临界预警时间，则完成社区整体撤离而不发生人员损失的必要条件存在（ 但不充分） ; 若预警时间小于临界预警时间，则完成社区整体撤离而不发生人员损失的必要条件不存在，即不管采取何种人员分配机制，都会造成生命损失。可以说，预警时间大于临界预警时间是下游风险人口安全撤离的必要条件。临界预警时间 WTCR概念的提出，一定程度上回答了“预警时间最短为多少符合撤离需要”的问题，也是对应急机制中深层次问题的一次有益探索，为预警时间如何设定提供了一定的技术理论支撑。
预警时间大于临界预警时间是安全撤离的必要条件，则最希望的是预警时间 WT足够长，而临界预警时间 WTCR尽量短。由于 WTCR包含准备时间 PT和清空时间 CT两项，可通过应急培训和应急演练等方式压缩准备时间 PT,规范撤离行动组织纪律和提高道路承载能力，降低 CT,从而降低临界预警时间大小； 可通过加强工程监测、加强通讯能力、完善预警机制等方式，尽量压缩决策时间 DT和通知时间 NT,以尽量提前风险人员接到撤离指令的时间点，以延长预警时间 WT.
3. 4 预警时间的影响因素。
预警时间的影响因素可以通过分析应急撤离时间模型获得，风险人员接到撤离警报指令后，应急撤离的时间主要包括准备时间 PT和清空时间 CT（ 图 3） .
准备时间 PT始于风险人员接到撤离指令时间点，而这一时间点受制于撤离指令发布时间点及通知时间 NT,而撤离指令发布时间点又依赖于突发事件预警时间点和决策时间 DT.因此，预警时间影响因素贯穿在 DT+NT+PT过程中，这是人类决策、通知、准备的过程，具有高度不确定性，这一阶段的发展甚至可以左右溃坝应急撤离行动的演变过程。目前溃坝应急撤离决策、通知、准备等各阶段的系统动态演变机理研究成果还很少。
清空时间 CT的概念比较清晰，在明确了撤离路径特征和撤离人员情况后，利用交通学理论进行清空时间计算分析，结果的不确定性较小。
由此可见，预警时间的影响因素贯穿应急决策、指令通知、撤离准备、撤离清空各环节中，从不确定性情况看，与人类心智活动密切相关的应急决策、指令通知、撤离准备三阶段不确定性最为突出，而撤离清空阶段不确定性较小。
综上可见，有必要系统开展溃坝应急撤离预警时间研究，进一步发展临界预警时间概念，研究临界预警时间与溃坝生命损失的定量关系。
4 结 语。
（ 1） 目前，溃坝撤离基础数据不足，溃坝致灾机理与人类活动互馈规律不清，预警时间概念不够精细。通过回顾国内外溃坝撤离实践情况，梳理溃坝应急撤离技术发展情况，总结溃坝应急撤离预警时间研究进展，提出今后相关研究和实践的发展方向，可促进溃坝应急撤离理论和方法研究进一步发展。
（ 2） 国内外已有的溃坝应急撤离相关研究主要集中在溃坝应急撤离影响因素、撤离模拟技术、撤离预案及其评价技术等方面，主要表现为洪水-人流-路径叠加分析与生命损失统计等层面，忽略了 “环境-地物-人群”三元耦合过程的相互作用与驱动关系，难以反映元素间相互作用过程和系统动态演化机制。应收集并还原溃坝案例撤离过程，基于人类行为和社会组织机制揭示溃坝撤离系统动力学特征，分区域研究溃坝撤离行为规律。
（ 3） 溃坝应急撤离预警时间定义模棱两可，预警时间采用固定划分方式欠科学，预警时间长短与生命损失大小之间存在的反变关系不足以支撑应急决策。有必要系统地开展溃坝应急撤离预警时间研究，进一步发展临界预警时间概念，探索临界预警时间与溃坝生命损失的定量关系。
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安全撤离的关键在于尽早预警，预警时间的长度问题就是溃坝应急撤离的关键问题。如图 3 所示，预警时间 WT是指接到预警指令和洪水到达的时间间隔，而接到预警指令后的实际撤离时间 RT是准备时间 PT和清空时间 CT之和，有效预警的必要条件是 WT≥RT= PT+CT,而 RT越小则有效预警条件越容易满足，这就涉及到溃坝应急撤离路径优选和风险人口优化分配问题。
张士辰等[34]对溃坝条件下应急撤离路径上风险人口分配优化机制进行了研究，认为风险人口优化分配机制最终以从某社区撤离的整体时间最短为条件，基于运筹学理论提出的优化机制是各条撤离路径上完成撤离的时间必须相等，才能使得该社区完成整体撤离的时间最短，任何一条路径上由于人员分配不合适而造成要么偏多，要么偏少，都会使得社区完成整体撤离的时间不是最短。
因此，基于风险人口最优化分配机制确定的社区整体撤离时间是最短撤离时间，定义为“临界预警时间WTCR”（ 图 3） .若预警时间超过临界预警时间，则完成社区整体撤离而不发生人员损失的必要条件存在（ 但不充分） ; 若预警时间小于临界预警时间，则完成社区整体撤离而不发生人员损失的必要条件不存在，即不管采取何种人员分配机制，都会造成生命损失。可以说，预警时间大于临界预警时间是下游风险人口安全撤离的必要条件。临界预警时间 WTCR概念的提出，一定程度上回答了“预警时间最短为多少符合撤离需要”的问题，也是对应急机制中深层次问题的一次有益探索，为预警时间如何设定提供了一定的技术理论支撑。
预警时间大于临界预警时间是安全撤离的必要条件，则最希望的是预警时间 WT足够长，而临界预警时间 WTCR尽量短。由于 WTCR包含准备时间 PT和清空时间 CT两项，可通过应急培训和应急演练等方式压缩准备时间 PT,规范撤离行动组织纪律和提高道路承载能力，降低 CT,从而降低临界预警时间大小； 可通过加强工程监测、加强通讯能力、完善预警机制等方式，尽量压缩决策时间 DT和通知时间 NT,以尽量提前风险人员接到撤离指令的时间点，以延长预警时间 WT.
3. 4 预警时间的影响因素。
预警时间的影响因素可以通过分析应急撤离时间模型获得，风险人员接到撤离警报指令后，应急撤离的时间主要包括准备时间 PT和清空时间 CT（ 图 3） .
准备时间 PT始于风险人员接到撤离指令时间点，而这一时间点受制于撤离指令发布时间点及通知时间 NT,而撤离指令发布时间点又依赖于突发事件预警时间点和决策时间 DT.因此，预警时间影响因素贯穿在 DT+NT+PT过程中，这是人类决策、通知、准备的过程，具有高度不确定性，这一阶段的发展甚至可以左右溃坝应急撤离行动的演变过程。目前溃坝应急撤离决策、通知、准备等各阶段的系统动态演变机理研究成果还很少。
清空时间 CT的概念比较清晰，在明确了撤离路径特征和撤离人员情况后，利用交通学理论进行清空时间计算分析，结果的不确定性较小。
由此可见，预警时间的影响因素贯穿应急决策、指令通知、撤离准备、撤离清空各环节中，从不确定性情况看，与人类心智活动密切相关的应急决策、指令通知、撤离准备三阶段不确定性最为突出，而撤离清空阶段不确定性较小。
综上可见，有必要系统开展溃坝应急撤离预警时间研究，进一步发展临界预警时间概念，研究临界预警时间与溃坝生命损失的定量关系。
4 结 语。
（ 1） 目前，溃坝撤离基础数据不足，溃坝致灾机理与人类活动互馈规律不清，预警时间概念不够精细。通过回顾国内外溃坝撤离实践情况，梳理溃坝应急撤离技术发展情况，总结溃坝应急撤离预警时间研究进展，提出今后相关研究和实践的发展方向，可促进溃坝应急撤离理论和方法研究进一步发展。
（ 2） 国内外已有的溃坝应急撤离相关研究主要集中在溃坝应急撤离影响因素、撤离模拟技术、撤离预案及其评价技术等方面，主要表现为洪水-人流-路径叠加分析与生命损失统计等层面，忽略了 “环境-地物-人群”三元耦合过程的相互作用与驱动关系，难以反映元素间相互作用过程和系统动态演化机制。应收集并还原溃坝案例撤离过程，基于人类行为和社会组织机制揭示溃坝撤离系统动力学特征，分区域研究溃坝撤离行为规律。
（ 3） 溃坝应急撤离预警时间定义模棱两可，预警时间采用固定划分方式欠科学，预警时间长短与生命损失大小之间存在的反变关系不足以支撑应急决策。有必要系统地开展溃坝应急撤离预警时间研究，进一步发展临界预警时间概念，探索临界预警时间与溃坝生命损失的定量关系。
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