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基于多智能体的应急响应决策模拟系统开发

摘要

本报告系统阐述了基于多智能体的应急响应决策模拟系统的开发方案。随着全球

气候变化和城市化进程加速，各类突发事件频发，传统应急响应模式面临严峻挑战。本

研究提出构建一个融合人工智能、复杂系统理论和决策科学的多智能体模拟平台，通过

建模不同应急主体的行为特征和交互机制，实现应急响应过程的动态仿真与优化决策。

报告详细分析了国内外应急管理现状及发展趋势，基于多智能体系统理论、组织决策理

论和情景构建理论，设计了包含感知层、认知层、决策层和执行层的四层系统架构。技

术路线采用微服务架构与分布式计算相结合，实现高并发场景下的实时模拟。系统开发

将分为需求分析、原型设计、核心模块开发、集成测试和示范应用五个阶段，预计周期

24个月。通过在地震、洪水和公共卫生事件等典型场景的应用验证，系统将显著提升

应急决策的科学性和时效性，为我国应急管理体系现代化提供技术支撑。本报告还全面

评估了项目的技术风险、管理风险和应用风险，并提出了相应的保障措施，确保系统开

发顺利推进。

引言与背景

1.1研究背景与意义

近年来，全球范围内自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件等突发事

件呈现多发频发态势，给人民生命财产安全和社会稳定带来严重威胁。据应急管理部

发布的《2022年中国自然灾害统计公报》显示，全年各类自然灾害共造成1.12亿人次

受灾，直接经济损失达3,870.3亿元。传统应急响应模式主要依赖经验决策和静态预案，

难以应对复杂多变的突发事件场景。随着数字技术的快速发展，将人工智能、大数据和

仿真模拟技术应用于应急管理领域，构建智能化决策支持系统已成为国际趋势。

多智能体系统(MultiAgentSystem,MAS)作为分布式人工智能的重要分支，通过

模拟自主智能体间的交互协作，能够有效再现复杂系统的动态行为特征。在应急管理领

域引入多智能体技术，可以构建包含政府部门、救援队伍、社会组织和公众等多主体的

应急响应模型，实现决策过程的可视化模拟与优化。美国国土安全部开发的”虚拟应急

响应训练系统”(VERTS)和欧盟资助的”应急响应多智能体仿真平台”(ERMAS)等项目

已证明该技术的应用价值。

我国《“十四五”国家应急体系规划》明确提出要”推进应急管理科技自主创新，加强

智能化技术应用”。开发基于多智能体的应急响应决策模拟系统，不仅符合国家战略需

求，还能填补我国在应急决策仿真领域的技术空白，对提升应急管理体系和能力现代化

水平具有重要意义。

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1.2国内外研究现状

国际上对多智能体应急响应系统的研究始于20世纪90年代。美国卡内基梅隆大

学开发的”应急响应决策支持系统”(ERDSS)采用多智能体架构，实现了火灾场景下的

资源调度优化。日本东京大学构建的”地震应急响应模拟系统”(EQuake)通过建模不同

救援主体的行为规则，成功预测了2011年东日本大地震后的救援效率。欧盟第七框架

计划支持的”CRISIS”项目开发了基于多智能体的跨区域应急协调平台，在2017年欧洲

洪水应对中发挥了重要作用。

国内相关研究起步较晚但发展迅速。中国科学院自动化研究所研发的”城市突发事

件应急仿真系统”采用多智能体技术，实现了地铁火灾场景的人员疏散模拟。清华大学

公共安全研究院开发的”应急决策推演系统”通过构建政府企业公众多主体交互模型，为

重大活动安保提供了决策支持。华为公司联合应急管理部通信信息中心打造的”智慧应

急大脑”平台，利用多智能体算法优化了救援资源调配方案。

然而，现有系统仍存在以下不足：一是智能体行为模型过于简化，难以真实反映应

急主体的复杂决策过程；二是系统架构扩展性不足，难以适应大规模突发事件模拟需

求；三是缺乏标准化评估指标，无法科学量化决策效果。本研究将针对这些问题进行重

点突破，构建更加完善的应急响应决策模拟系统。

1.3研究目标与内容

本研究的总体目标是开发一套具有自主知识产权的基于多智能体的应急响应决策

模拟系统，为我国应急管理部门提供科学决策工具。具体目标包括：构建多维度应急主

体行为模型，实现政府机构、救援队伍、社会组织和公众等不同主体的