一、生化恐怖袭击的概念和特点
生化恐怖袭击事件是恐怖主义分子基于某种政治目的,以生物性及化学性等物质,通过一定的方式对人群进行攻击,导致人的失能和死亡,以达到引起人心恐慌、社会动乱之目的而进行的罪恶活动。美国相关研究机构发布的报告指出,未来5年针对美国的各类恐怖袭击中,核生化袭击对美国构成的威胁将会最大,核生化恐怖袭击将成为世界恐怖主义发展的新趋势。在现实世界中也已经发生了多起生化恐怖袭击事件,例如1995年日本地铁沙林毒气事件和2001年美国炭疽菌事件等,均造成了极其严重的后果。
生化恐怖事件与爆炸、纵火、暴乱等突发事件相比,具有很强的特殊性。
1.情景复杂。爆炸等事件发生后,其受灾程度和影响范围较容易确定。生化恐怖袭击则不同,由于袭击事件发生的隐蔽性、后果显现的滞后性和影响范围的扩散性等特点,使得我们在第一时间确定生化制剂类型和影响范围等非常困难。这直接影响了应急响应的效果。
2.应对复杂。爆炸等事件发生时,受灾群众会根据自身受伤的情况,较理性地寻求帮助。生化恐怖袭击事件发生时,人的反应不同。由于对事件的不了解和恐慌心理,更多的人会涌向医院。而生化制剂致命性强的特点对应急救援也提出了更迫切的要求。对受害者处置时间要快,急救药品和疫苗的分发量大且速度快。
3.应对具有独特的处置特点。与其他事件相比,袭击类型的确定——毒物识别非常困难而又急迫。目前很多国家通行的是通过硬件设备进行识别和检测。硬件设备不但价格非常昂贵,而且响应时间最快要在3个小时以上。而这3个小时,可能就会因为贻误治疗时间而发生人员伤亡。这对毒物识别技术提出了更高的要求。通过专家系统或者知识库系统等软方法加快毒物识别速度是一个新的方向。东京沙林毒气事件中,毒物识别就不是依靠消防局的设备检测,而是依靠信息情报作出了正确判断。
二、国际上非常重视生化恐怖袭击的应急准备
在国外,各国政府对生化恐怖事件给予了高度的重视并投入了大量的研究经费。
美国在国土安全战略报告中针对生化恐怖事件制订了比较详尽的方针和措施。国防部等4个部门在有关生化恐怖应对方面,2007年投入了56亿美元,在投入最高自2005年达到95亿美元,其中美国国防部经费中每年的研究经费约为6亿美元。美国总统2009年的预算草案中,关于生化品和放射性物质(chemicaI,Biological,Radiological,andNuclear,CRBN)的总预算达到112亿美元。在美国科学技术政策办公室公布的2009年科技研发预算中,有20亿美元投入到了应对生化品和放射性物质威胁中。
美国自然科学基金会(NSF)2007年投入反恐研究经费为3.89亿美元,2008年为3.68亿美元,2009年预算则为3.79亿美元。其中,专项应对生物恐怖事件的研究经费,2009年虽比前几年有较大幅度减少,但也达到l500万美元。
英国提出由内政部领导生化恐怖事件的应急处置工作,建立了协调机制、流程和确定了具体的负责部门。2003年,英国用于生物反恐相关对策的费用达到26亿英镑。
日本2008年lO月修订的《国民保护法》中,专门列出了核生化(NudearBiologicalChemical,NBC)恐怖袭击的对应条款。日本在内阁中设立了危机管理总监一职,其职责包括了除国防事务以外的所有危机管理,制订了详尽的有关NBC事件的处置程序。日本文部科学省在2009概算要求中,应对恐怖袭击对策投入的费用为12.83亿日元。
在应急决策支持系统的研究和开发方面,很多科研机构也获得了政府的资助,如希腊科技总局曾资助雅典经济与商业大学进行危险材料运输的决策支持管理系统的开发;欧盟委员会“第六个科技发展框架计划”下的“玛丽居里”行动和荷兰经济事务部的复杂决策支持交互协作信息系统项目曾支持荷兰提耳堡大学和美国新泽西工业大学进行应急环境下决策支持系统的研究。
目前,我国从中央到地方政府,都制定了相关的应急预案并形成了一定的体系。应急管理系统研究和开发方面已经积累了很多经验。国家科技部和发改委已经分别在突发事件应急的技术研发和体系建设层面设立了相应的重大项目(例如国家科技支撑计划资助了“国家应急平台体系关键技术研究与应用示范”重大项目),在部分领域利用已有技术初步建立了应急检测预警系统和应急信息系统平台。中国科学院计算技术研究所史忠植研究员课题组研制开发了“城市应急联动系统GEIS”。范维澄院士主持承担国家应急平台体系研发课题,对应急管理工作流程、方法进行了创新。北京大学遥感与地理信息系统研究所获得国家863项目的资助,建立了基于空间信息技术的城市应急救援联动系统。但在生化恐怖袭击方面,决策支持系统还未见报道。
三、生化恐怖袭击应急决策支持系统的开发和应用
1.应急决策支持系统的建立
根据日本地铁沙林毒气事件的经验教训,生化应急决策支持系统,不但在事件发生时可以对指挥者在救治医院、受害者及药品运送、毒物识别及急救站布局等问题提供决策支持,也可在平时的培训及演练中发挥重要的作用。图1表示了该系统的框架。
2.应急决策支持系统中毒物识别原型软件的研究
生化恐怖袭击尤其是化学恐怖袭击,具有突发性、群体性、隐匿性、快速性和致命性等特点。目前国际上常用的识别技术主要有仪器分析、化学毒物直观识别和化学报警器等等。这些技术有的需要专用设备,有的需要合适的化学试剂,有的适用于特定环境或毒剂种类,但都需要时间。由于病因不能马上确定,难以监测,事态不能很快得到控制。而且毒物识别专业性强,涉及多方面的信息,一般公众、医护人员、消防救援人员很难快速确认,中毒发生时,经常会被误诊。这就需要借助知识库的方法,开发相应的软件,实现快速查询。
目前应用于毒物识别方面的研究和开发较少。日本政府2001年建立了NBC急救体系和毒物识别体系。日本毒物控制中心对化学制剂性质、治疗方法进行了深入的研究。我国台湾地区消防署建立了核生化灾害抢救资料软件。为保障奥运期间食品安全,北京市疾控中心已建成包括400多种毒物症状的查询库和300多种常见毒物的“指纹库”。疾控中心实验室据此能在最短两小时内识别不明中毒物质,为及时处理相关事件提供依据。但是,该毒物症状库仅有从毒物到其症状的正向数据,至于如何从其症状,通过专家系统、知识推理反推确定毒物,还没有相关的功能介绍。
可应用于毒物识别的方法有知识表示和推理方法、贝叶斯方法和SVM方法。
由于毒物及病患的各种信息的不确定性,毒物识别可采用不确定性推理的各种方法,如确信度(CertaintyFactor,简称CF,又译确定性因子)模糊推理的方式,构建毒物识别专家系统,采用正向推理与反向推理相结合,识别毒物并提出针对毒物及患者的应急处理措施等决策辅助信息。
第一步,将毒物及其症状的知识通过一定的方法表示出来。常用的知识表示技术有产生式规则、语义网络、脚本、框架等。产生式规则表示法来描述知识,即采用IF—THEN规则来描述知识。在一个计算机决策支持系统中,这种知识和规则就表现为字典库、规则库和其他数据库。
第二步,就是推理机。它是专家系统的“思维”机构,是构成毒物识别系统的核心部分,其任务是模拟领域专家的推理过程,采用正向推理与反向推理相结合的方式,控制并执行对毒物的识别过程。正向推理主要根据用户录入,选择的毒物特征或患者病症信息,推出毒物;而反向推理的主要作用是在用户输入不完整,无法合理推理出毒物时,根据与用户已输入信息相关的毒物,反向推理出剩余的事实,并在此基础上提示用户录入进一步信息。
第三步,将决策支持系统推理的结果告诉用户。这个结果可能是确定性的,也可能是不确定的,针对不确定的结果,将要求进一步提供信息进行分析判断。图3表示了该原型软件的信息输入部分,当这些相关信息输入后,经过以上方法的推理后即可给出参考结果,供决策者判断,以采取进一步的措施。
本文以毒物识别为例,对生化恐怖事件应急决策支持系统的开发框架和应用进行了研究,这一系统可以集成于国家的应急管理信息平台,并可望应用于事件发生时指挥机关的决策支持手段和平时的防范演练的平台。

