化工园区危险化学品事故应急协作网络：协作模式、网络演化与失效机制分析

《Journal of Loss Prevention in the Process Industries》：Emergency Collaboration Networks for Hazardous Chemical Accidents in Chemical Industrial Parks: Analysis of Collaboration Patterns, Network Evolution, and Failure Mechanisms

　　

化工园区（CIPs）作为一种新兴的产业聚集形式，正在全球范围内迅速扩张。然而，园区内危险化学品事故的应急协同机制研究尚不充分，阻碍了应急管理能力体系化提升。此外，现有应急协同研究主要采用社会网络分析（SNA），基于网络拓扑属性调查协同特征，往往无法提供可操作的干预策略或实际优化建议。因此，本研究将网络分析与案例研究方法相结合。从任务驱动和时间动态视角出发，构建了化工园区危险化学品事故的应急响应网络（ERN），以考察组织间协同模式、组织角色与结构位置以及 ERN 的演化特征。该分析深化了对化工园区应急协同机制的理解。随后，引入以协同为重点的案例分析方法，识别十起重大和特大事故中的失败任务和协同关系。基于案例数据量化了协同失败的概率，并识别出典型失败模式。结果表明，ERN 表现出高度专业化和多核心特征，而其整体结构在应对不断变化的响应目标和任务时，呈现出“集中化 - 去集中化 - 再集中化”的适应性演化模式。案例分析进一步揭示，核心组织与半边缘组织之间的协同以及涉及跨模块组织的协同在事故场景中最容易失败。这些发现为提升应急协同效率和制定有针对性的联合演练计划提供了重要的理论见解和实践指导。

引言
近年来，中国化学工业经历了快速扩张。2020 年，全国共有 12,640 家化工生产企业运营（中华人民共和国工业和信息化部，2022）。图 1 展示了 1991 年至 2021 年中国化工产品销售额及全球市场份额的趋势，表明经过数十年的发展，中国已成为全球化的化工产品生产国（Wang et al., 2024）。产业集聚已成为该行业发展的显著趋势。自 2006 年以来，中国积极推动化工企业向化工园区（CIPs）整合，导致越来越多的化工制造商和物流服务提供商迁入这些园区（Zhao et al., 2013）。在有利政策和经济激励的支持下，CIPs 的发展大幅加速。截至 2021 年底，超过 50% 的化工企业已整合入园，预测表明，到 2025 年，CIPs 将占全国化工总产值的 70% 以上（Wang et al., 2024）。尽管空间集聚提高了生产效率和资源整合，但也显著增加了内在风险。一旦发生危险化学品事故（火灾、爆炸或泄漏）或其他紧急情况（如自然灾害或恐怖袭击），“多米诺效应”发生的可能性将大幅增加，对生命和财产构成严重威胁（Ju et al., 2024）。例如，天津港"8·12"爆炸事故引发了连锁反应，波及多家周边企业和住宅楼，最终造成 165 人遇难（中华人民共和国工业和信息化部，2016）。这些巨大风险给化工园区的应急管理带来了严峻挑战，突显了建立协调一致且反应灵敏的应急管理机制的迫切需求，以有效预防和减轻各种紧急情况。

应急管理本质上是一项集体事业，需要多个层级和部门的协调，以共同应对复杂且不断演变的紧急情况。近年来，组织间协同已成为应急管理研究的关键议题。学者们采用了各种方法来考察应急响应组织之间的协同关系，包括定性调查（Nie & Fan, 2023; R?iseland & Tr?tteberg, 2024）、系统动力学建模（Zhang et al., 2021）、博弈论（J. Liu et al., 2022; Wang et al., 2023）和社会网络分析（SNA）（Guo & Kapucu, 2015; Zhang et al., 2016; Cai et al., 2023）。在这些方法中，SNA 凭借其系统刻画组织间协同结构的能力，逐渐成为一种主导方法（Meng et al., 2024）。SNA 以图论和统计分析为基础，是一种揭示行动者（节点）之间关系（边）特征的方法论工具。在应急管理领域，研究人员通常通过构建应急响应网络（ERN）并利用 SNA 考察其特征，来描述应急响应组织及其协同关系。例如，Kapucu 和 Demiroz (2011) 从网络视角考察了美国国家响应框架内的组织结构。Zhang 等人 (2016) 和 Xu 等人 (2018) 应用 SNA 分析了 2013 年雅安地震期间 ERN 中的组织互动和位置性。Cai 等人 (2023) 构建了水城滑坡事故的 ERN，并评估了组织间关系和协同效率。Hu 等人 (2021) 利用 SNA 对 2008 年汶川地震和 2017 年九寨沟地震中涉及的 ERN 进行了比较分析，揭示了组织功能分配的差异及演化。Du 等人 (2020) 建立了江苏响水 3·21 化工厂爆炸事故的 ERN，并分析了其结构随时间的演化。Wang (2024) 将北京 4·18 长峰医院火灾事故的 ERN 与根据相应应急预案推导出的计划 ERN 进行了比较，突出了计划安排与实际操作之间的差异。这些研究展示了 SNA 在考察应急协同方面的优势。然而，目前研究主要集中在自然灾害场景，对事故场景中的应急协同关注相对有限。CIPs 作为近年来的新兴风险源，研究仍显不足，制约了应急管理能力体系化提升。尽管 Du 等人 (2020) 对化工事故中的网络演化进行了分阶段分析，并识别了不同响应阶段组织角色的变化，但组织间协同模式仍未得到充分探索，表明需要进一步研究。

尽管该方法应用广泛，但应急协同网络研究的科学有效性和有效性从根本上取决于网络的系统性和严谨性构建。在早期研究中，研究人员通常基于研究资料中报告的组织间互动频率构建 ERN，将协同视为应急响应的独立属性。然而，这种方法未能捕捉协同的内在逻辑，特别是协同关系形成的机制。随着研究的推进，许多学者认为协同关系是围绕应急响应目标及由此产生的任务构建的。例如，Wang 等人 (2014) 指出应急响应任务是目标驱动的，目标和任务都随着紧急情况而演变。Bodin 等人 (2022) 和 Bodin 及 Nohrstedt (2016) 认为应急响应任务引发了组织间的协同行动。Bigley 和 Roberts (2001) 强调组织在应急响应任务中的角色影响其资源优先级，进而影响协同效率。Li 等人 (2023) 认为组织间协同基于任务需求和运营需求动态演变。基于这些见解，许多研究采用了任务驱动视角，使用应急功能（Cai et al., 2023; Du et al., 2020; Zhu, 2022）、目标（Sun et al., 2024; Luo, 2022）和任务（Chen et al., 2020; Meng et al., 2024）作为分析框架来确定组织间协同。这些方法为构建 ERN 提供了更具结构化和理论依据的基础。总体而言，这些研究表明应急响应中的协同本质上是面向任务的：不同组织承担互补或相似的角色，共同执行任务，从而形成协同。因此，识别构建应急响应过程的目标和任务是构建科学合理的 ERN 并揭示组织间协同机制的先决条件。在化工园区危险化学品事故背景下，只有通过首先明确相应的响应任务并识别参与每个任务的组织，才能建立稳健的协同网络，为应急管理者提供更具系统性和可靠性的决策依据。

大多数现有研究将 ERN 构建为静态结构。研究人员通常通过分析拓扑属性（如密度、中心性、连通性和集中性）来识别结构网络特征（Abbasi & Kapucu, 2012; Guo et al., 2021; Kapucu et al., 2010），或基于网络结构评估响应绩效，包括垂直和水平结构（Bae et al., 2016; Guo & Kapucu, 2015; Tang et al., 2017）以及集中式、分散式和混合式形式（C. Liu et al., 2022; Nowell et al., 2018）。然而，ERN 本质上是随时间变化的系统（R?iseland & Tr?tteberg, 2024），静态网络分析不足以捕捉响应过程的时间分段。这种时间变化在工业事故中尤为显著，工业事故通常涉及多层级报告和升级机制。不同组织经常在不同阶段参与，使得静态网络模型不足以反映协同结构的演变。因此，将时间动态纳入 ERN 研究至关重要。通过整合任务驱动和时间动态研究视角，在明确响应目标、任务和协同关系后，研究人员可以系统地刻画任务在不同响应阶段如何演变以及这些变化如何影响 ERN 结构。这种整合方法有助于更准确地理解化工园区危险化学品事故期间 ERN 的运行机制和演化动态。

最后，大多数现有研究侧重于通过拓扑属性探索 ERN 的结构特征。尽管这种方法有助于揭示 ERN 的整体模式并回答“谁在网络中起关键作用”的问题，但为应急管理实践提供的可操作指导有限。具体而言，它未能解决更实际的“应该做什么”的问题，以改善组织间协同、优化演练规划或制定有效的管理策略。Kapucu (2006) 指出，尽管网络结构有助于理解协同，但有效解决“做什么”的问题需要超越对网络特征的描述性分析，深入探索网络在实际协同过程中的运行方式。因此，除了揭示 ERN 的结构特征及其潜在协同机制外，还应更加重视提高研究结果的实践相关性和操作适用性。

鉴于上述研究及其局限性，本研究聚焦于化工园区危险化学品事故的应急响应过程。基于应急响应目标和任务绘制组织间协同，构建 ERN，并考察协同模式、组织角色和结构位置。此外，本研究采用时间动态视角，考察响应目标、任务和协同关系在整个应急响应过程中如何演变。本研究还引入了基于案例的分析方法，将网络分析与真实事故案例相结合，以增强研究的实践相关性。该方法旨在识别关键的协同失败并提取典型失败模式，为决策者设计更有效的化工园区危险化学品事故 ERN 提供支持。具体而言，本研究旨在回答以下研究问题：
●在化工园区危险化学品事故的应急响应中，组织是如何协同的？组织协同的具体模式是什么，组织扮演什么角色？
●在整个响应过程中，应急响应目标（ERGs）、任务和协同关系是如何动态演变的？
●在危险化学品事故中，哪些协同关系最容易失败，典型失败模式是什么？

方法部分摘要
方法
本研究遵循图 2 所示的流程，包含四个关键部分：
(1) 从多源混合数据中识别应急响应目标、任务及相应的参与组织，构建总体 ERN，并使用时间切片法划分应急响应过程，以获得特定阶段的 ERN。
(2) 基于总体 ERN 内的任务相关性对组织进行聚类，以探索组织间协同模式。
(3) 分析应急响应过程及协同网络的变化

应急响应过程与协同网络
首先，基于各级政府及化工园区发布的应急预案，识别出 11 个基本应急响应目标（ERGs）。在这些目标和收集资料的指导下，将化工园区危险化学品事故的应急响应过程分解为 127 个具体任务，并归类为 23 种任务类型，详见附录 A。然后，基于研究资料对每个任务进行单独分析，以识别参与组织及其协同

贡献与创新
应急响应构成了一个复杂的、多组织协同的过程。本研究聚焦于化工园区危险化学品事故，从任务驱动和时间动态两个视角系统分析 ERN，为应急响应过程提供了详细表征。

此外，通过将案例分析与网络分析相结合，本研究从历史案例中识别出失败的应急任务和协作关系，并对失败进行量化。结论从任务驱动和时间动态两个视角出发，本研究以天津为代表案例，探究化工园区（CIPs）危险化学品事故的应急反应网络（ERN）。首先，通过分析应急响应目标和任务，本研究解构了应急响应流程，识别了组织间的任务驱动型协作关系，建立了组织间应急响应网络。在此基础上，本研究综合考察了……

作者贡献声明（CRediT）
范云宵：写作—审阅与编辑、监督、方法论、概念化。
杨潇：写作—审阅与编辑、写作—初稿撰写、可视化、方法论、形式分析、概念化。
郝晨宇：可视化、数据管理。
牛一：写作—审阅与编辑、方法论、形式分析。
居星：写作—审阅与编辑、可视化、资源、方法论、概念化。
裴晶晶：监督、概念化。

未引用的参考文献
Liu et al., 2022；中华人民共和国应急管理部，2016；中华人民共和国应急管理部，2022。

利益冲突声明
? 作者声明不存在可能影响本论文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

杨潇 | 范云宵 | 居星 | 牛一 | 郝晨宇 | 裴晶晶
中国地质大学（北京）工程技术学院，中国