近年来艰险山区迎来了大规模的高速铁路建设,运营的高速铁路越来越多。《中长期铁路网规划》中明确指出要贯彻总体国家安全观,提升铁路应急保障水平。因此,应急管理是艰险山区高速铁路安全运营的一项重要工作。艰险山区高速铁路的应急管理具有以下几个特点:(1)艰险山区高速铁路行经区域地势起伏较大,地形地貌特征复杂,地质灾害种类多、发生频率高、危害性大,突发事件的产生是多因素相互作用导致的,突发事件发生、演化机理复杂。(2)线路经行地区经济欠发达,基础设施和应急设备、资源、设施不完善,应急能力较弱、辐射范围小。(3)艰险山区高速铁路站间距较长,桥隧比大,应急救援难以开展,灾害发生后需要多部门协同完成应急救援工作。(4)艰险山区高速铁路易发生次生灾害,如果应急响应不及时就会造成人员、财产进一步的损失,应急时效性强。目前,我国艰险山区高速铁路应急管理还处于起步阶段。突发事件产生和演化机理缺乏系统性的分析,很少有学者从应急管理分区的角度研究应急资源配置等问题,应急协同判断方法、机制和决策模型有待确定,应急能力的评价体系结构有待完善、评价方法有待创新。围绕着艰险山区高速铁路应急管理中存在的问题和特点,本文的主要工作和研究结论如下:(1)研究了艰险山区高速铁路应急管理的体系结构和运作模式。首先探讨了艰险山区高速铁路与普速铁路在应急管理上的区别与联系;其次,归纳总结了应急管理的体制、机制、法律法规,应急预案和应急资源保障体系;提出艰险山区高速铁路应急管理的阶段划分模型并探讨了每个阶段的应急管理工作,进而研究了应急管理体系结构。(2)研究建立了艰险山区高速铁路应急管理分区模型和应急资源配置模型。首先,研究了应急管理分区的影响因素,提出了应急管理分区等级:容易区、一般区、困难区和极困难区;其次,基于云物元理论建立了应急管理分区模型,以贵广高速铁路为实例,在确定应急管理分区的各个参数的基础上,根据应急管理分区计算模型对贵广高速铁路进行应急管理分区,验证了计算方法的可行性。最后,基于应急管理分区研究建立应急资源配置模型并通过实例验证了模型的可行性。(3)研究了艰险山区高速铁路风险因素耦合路径模型和耦合风险值计算模型。首先,基于系统动力学模型(SD模型)建立了艰险山区高速铁路风险因素耦合路径模型。其次,统计了艰险山区高速铁路相关的突发事件数据,根据统计数据将艰险山区高速铁路风险在时间维度上分为“风险较大时段”和“风险较小时段”。最后,基于N-K模型提出了艰险山区高速铁路风险耦合计算模型,以统计数据为例计算了艰险山区高速铁路四种突发事件下的耦合风险的大小。通过计算识别了四种突发事件产生的原因,发现了突发事件产生机理。(4)研究了艰险山区高速铁路演化联系、演化结构和脆性度模型。首先,探讨了突发事件的演化单元和模式,基于集对分析理论和熵理论建立了演化联系熵的计算模型,以艰险山区高速铁路突发事件统计数据为计算依据对演化联系熵模型进行了验证。其次,基于解释结构模型(ISM)研究了演化层次结构模型并对四种突发事件下演化结构进行了划分。最后基于突变理论建立了脆性度计算模型,以统计数据为依据计算了四种突发事件情况下各个子系统的脆性度大小。通过脆性度的计算识别了四种突发事件的演化因素,发现了突发事件的演化规律。(5)研究建立了艰险山区高速铁路应急能力评价模型。探讨了应急能力的特点、构成因素和应急能力的评价流程。将应急能力分为非事故状态下的日常应急能力和事故状态下的应急能力,并建立了应急能力评价的四层体系结构。基于多粒度语言理论构建了应急能力评价模型,并选取贵广高铁为实例对应急能力评价模型进行了验证。计算结果表明,贵广高速铁路的应急能力处于“一般”等级。(6)研究了艰险山区高速铁路应急协同度模型和应急协同决策模型。首先研究了应急协同的机制、判定方法,提出了应急协同度评价指标体系,基于三角直觉模糊数和协同学理论建立了应急协同度的计算模型。其次,研究了应急协同决策主体和协同决策步骤,基于前景理论和协同学理论构建了应急协同决策计算模型,并以贵广高速铁路为例计算了参与应急协同的各部门协同度值和各个应急协同决策组合方案的综合前景值,选出了最佳应急协同决策组合方案,从而验证了应急协同中的相关模型。