基于动态博弈的公交应急资源调度模型分析

6．4．1 公交应急资源调度的博弈分析

关于应急管理中人员疏散的问题，前期学者的研究多是针对火灾等突发事件发生时逃生通道的问题［201］，及人员疏散与策略路线的设计［202］等问题。

本书对于轨道交通枢纽的突发大客流应急疏散问题的研究，主要是解决轨道交通运营决策者面对突发大客流时，如何有效调度公交应急资源，来及时有效疏散枢纽的聚集大客流，以提高枢纽客运的应急处置联动能力。由于应急资源调度决策的选择是根据客观环境中某个时刻完成任务的效果和所处环境的状态变化对后续任务进一步处理而做的调度方案的选择，这种选择更多地取决于应急环境中的应急决策者和突发事件状态而进行的双方或多方参与者的博弈行为相互作用的结果，所以突发事件的应急资源调度和动态博弈相类似，是根据应急处置某个阶段的处置结果和事态未来发展趋势的动态博弈过程。

应急资源调度问题往往在很大程度上涉及两个或多个参与人在冲突环境下作出合理选择决策，而且调度资源通常是存放在不同的地理位置。Gang Yu， Xiangtong Qi．（2004）［203］和G．Zhu，J．F．Bard，G．Yu．（2005）［204］提出提高应急处置效率时仅仅追求应急效果的最优会造成实施过程的困难，因为应急决策是随着应急处置过程中信息的变化而不断调整决策方案。

而轨道交通枢纽突发大客流的疏散过程中，运营方的应急疏散决策受到决策时间顺序和突发客流动态变化的相互影响，而动态博弈论为公交应急资源调度的决策信息和时序的研究提供了合适的方法。

城市轨道交通枢纽运营空间是高密度人流聚集点，其有人群高度聚集、人流量巨大、人群组成多样性的特点［205］。在突发事件发生后，轨道交通系统的正常运营服务能力降低甚至是停运，枢纽的突发大客流仅仅依靠常规的公交运输无法满足快速的疏散客流，因此运营方必须加强公交的应急联动机制：

（1）突发事件发生后，启动应急联动信息控制中心。枢纽突发事件发生后，城市轨道交通运营控制中心应当判断突发事件的性质和受影响的中断车站，然后启动突发大客流的应急处置流程预案，建立与城市公交系统的应急救援信息互通，共同协调完成枢纽的滞留客流疏导的应急处置。

（2）根据突发事件状况，生成公交应急资源调度方案。根据轨道交通枢纽的突发事件的现场情况，运营方启动应急联动调度方案，选择应急公交的调度车辆数量、站点、到达时间，形成快速、高效的公交应急联动的调度方案。

6．4．2 基于动态博弈的应急资源调度模型

突发事件应急处置效率的关键在于事发前有效地布局和突发事件发生后根据现场情况及时调配相应的资源。当枢纽突发大客流发生之后，枢纽运营控制中心成为应急管理的决策者，但是运营中心的决策者在突发事件发生时并不能够获得足够的信息，决策者需要根据现场事故处置的信息变化情况，既要考虑已确定的应急资源的调配，又要考虑未来发展阶段的资源调配，因此整个应急资源调度过程是不完全信息的动态博弈过程。

本书将动态博弈理论应用于枢纽突发大客流的公交应急资源调度问题的研究中，通过合理调用枢纽区域范围的公交车辆从所在的各驻车点，经过中断事故所影响的责任区域内的各个轨道交通站点，完成枢纽滞留的客流紧急疏散的最终目的。

1）博弈参与者

博弈参与者指的是博弈中究竟有哪几个独立决策、独立承担结果的个人或组织，参与者的目的是通过选择行动策略（或行动）以最大化自己的支付（效用）水平。博弈参与者一般用i表示，i＝1，2，…，n。同时每个决策主体必须有可供选择的策略或行动和一个支付函数。

2）策略空间

策略也称为战略，策略是博弈参与者在给定信息集的情况下的行动规则，每个博弈参与者一般都有若干个策略可供选择，所有可供选择的策略构成博弈参与者的策略空间。一般地，如果n个博弈参与者每人选择一个战略，则n维向量s＝（s1，s2，…，sn）称为一个策略组合，其中si是第i个博弈参与者选择的策略。Si＝｛si｝代表第i个博弈参与者的所有可选择的策略集合。

3）信息

有关博弈参与者所具有的知识称为信息。在突发事件的应急处置过程中，应急处置管理者和突发事件是一种不完全信息动态博弈过程，即博弈参与者的行动有先后顺序。轨道交通的应急处置管理者在了解到枢纽突发客流状况后，根据现场应急状况，选择外联的公交应急资源的最优调度方案，并且随着枢纽的应急处置状况，及时调整公交应急资源方案，以使应急处置高效。

4）支付函数

博弈参与者双方或多方都是围绕一定利益展开的，因此博弈胜负的评判结果主要是依据策略选择后的得失（payoff）来衡量，或者是指博弈参与者得到的期望效用水平，由于博弈参与者的得失可正可负，且在有些情况下只是效用的一种衡量，所以这通常被称为支付函数或效用函数。得失是博弈参与者真正关心的因素，目的是通过选择制定的策略以最大化其期望效用函数。令ui（s）为第i个博弈参与者选择策略s的支付，u＝（u1，u2，…，un）为n个博弈参与者的支付组合。可以看到，一个博弈参与者的支付不仅取决于战略的选择，还取决于所有其他博弈参与者的战略选择，就是说，ui是所有博弈参与者的战略选择函数：ui＝ui（s1，s2，…，sn）。

“应急处置管理者”与“突发事件”进行博弈时具有明确的目标，其目标是应急处置管理者通过策略选择能力及时控制“突发事件”的危机状态，并使事故损失最小。轨道交通“突发事件”的策略空间就是现场突发事件的事故状态空间，应急处置管理者的策略空间是要选择的不同应急处置方案。在突发事件的应急处置中，应急处置方案的实施主要取决于应急资源调配实现目标的保障程度，可以用“保障率”来表示。应急处置管理者判断某一方案是否为最优方案的标准应该是：该方案在满足一定保障率约束的前提下使得应急处置成本最小化。所以可以将“应急处置管理者”的支付向量定义为二维向量［a，c］T，其中a代表保障率，c代表应急处置的成本。在突发事件应急处置过程中，保障率函数可以是应急处置管理者的收益函数，即要使整个应急处置过程的保障率函数最大化。