水电工程突发事件应急响应效能Petri网仿真模型.docx

学兔兔www.xuetut

第1期

2016年2月

水利水运工程学报HYDRO-SCIENCEANDENGINEERING

No.1Feb.2016

DOI:10.16198/ki.1009-640X.2016.01.010

郑霞忠，余迪，陈述，等.水电工程突发事件应急响应效能Petri网仿真模型[J].水利水运工程学报，2016(1):63-70.(ZHENGXia-zhong,YUDi,CHENShu,etal.CapabilitysimulationmodelforemergencyresponseofhydropowerprojectsbasedonPetrinetstheory[J].Hydro-ScienceandEngineering,2016(1):63-70.)

水电工程突发事件应急响应效能Petri网仿真模型

郑霞忠1,2,余迪2,陈述，2,吴菊华2

(1.三峡大学湖北省水电工程施工与管理重点实验室，湖北宜昌443002;2.三峡大学水利与环境学院，湖北宜昌443002)

摘要：综合运用Petri网理论，提出系统效能分析的模型及方法优化水电工程突发事件应急响应流程及其响应能力。首先，抽象应急响应过程链，对事件应急响应流程进行过程建模，然后，利用Petri网与马尔可夫链同构特性，确定应急响应流程系统可能出现的状态集，构建同构的马尔可夫链。最后，通过仿真计算得到突发事件应急响应流程中各环节库所平均标记数、变迁利用率及平均执行时间等效能指标并进行分析。以雅砻江流域某水电工程突发事件应急响应流程为例，仿真计算并分析响应系统主要效能指标，结果表明：应将协助公共应急响应过程、应急系统总结评审和应急后期环节作为处理相对耗时的关键，并采取措施着重改善，能为应急管理层提高整个系统的运行效率提供参考。

关键词：应急响应；效能仿真；Petri网；水电工程；突发事件

中图分类号：X92文献标志码：A文章编号：1009-640X(2016)01-0063-08

水电工程突发事件时有发生，提高其应急响应能力是工程应急管理的关键环节。因此，对突发事件应急响应流程建模，定量分析应急响应效能，对于优化应急处置流程、评估应急响应效能具有重要意义[1。

建立应急响应流程模型是应急响应效能分析与评价的重要基础，而工作流建模工具的合理选择是前提。目前，随着对工作流模型研究的不断深入，已相继提出和借鉴多种适用的建模工具去解决相关问题，刘志强等2]采用统一建模语言(UML)对电厂设备检修管理系统进行可视化建模，分析了火力发电厂设备检修管理系统的功能需求；刘艳梅等[3]采用扩展事件驱动过程链(eEPC)的方法对企业业务过程建模，呈现了一个事务过程流程结构的控制，通过整合业务过程中的静态资源进一步优化了企业业务过程；王莉等4使用事务过程执行语言(BPEL)构建企业业务流程管理系统的框架，分析了BPEL业务流程执行引擎结构应用执行过程。高娟等5利用网络服务流程语言(WSFL)来叙述网络服务流程及描述商业流，提出了使用WSFL在多个服务提供者之间进行商业过程的模型。

这些工作流工具比较直观、易理解，但较难准确描述应急管理措施之间的复杂关系，也缺乏针对应急管理流程具体的形式化描述和评价。Petri网具有可视化图形功能，直观描述流程行动的关系，可对应急流程结构及性能进行数学定量分析，并能弥补以上建模工具的功能缺失。本文综合考虑应急响应措施之间相互关联、相互制约及并行和同步关系，综合运用Petri网的突发事件应急响应建模方法构建应急响应模型，计算水电工程突发事件应急响应Petri网效能指标，进一步剖析应急流程信息拥挤的瓶颈环节及事件应急处置的

关键节点，为应急响应流程是否合理、高效、可靠提供评判依据6。

收稿日期：2015-03-16

基金项目：湖北省教育厅自然科学研究项目(

作者简介：郑霞忠(1963一),男，湖北鄂州人，教授，博士，主要从事安全科学与工程研究。通信作者：陈述(E-mail:chenshu@)

学兔兔www.xuetut

64水利水运工程学报2016年2月

1应急响应流程

水电突发事件应急响应流程是以应急启动、决策、行动以及恢复4个环节为逻辑主线7,依据水电工程突发事件的类别、可