当前,中国中小型城市应急管理系统的建设与经济发展越来越不相协调。突发事件发生后,应急管理应有的信息畅通难以及时实现,应急资源无法有效的利用,这就要求我们在我国城市中建立健全一种真正灵敏、高效,而且有组织协调、业务指挥权威和现场处理能力的应急机制。本课题首先从理论上对Petri网理论建模进行了论证,并将Petri网应用于中小城市应急管理系统的一般过程进行阐述,即从应急管理体系的工作流程入手,通过建立Petri网点的系统模型,利用Petri网理论分别对所涉及的库所、变迁、托肯(token)进行定义,对应急业务流程中的各个环节进行建模,经过随机Petri网等效化简后,根据马尔可夫链的计算方法证明建模的合理性与可行性。再根据Petri网的优化算法,对模型在时间效率和资源配置上的性能进行具体赋值计算,得出应急管理系统在所建模型的指导下的可以得到更好的优化。以烟台11.24“大舜号”海难为案例(海难事故属于城市事故一部分),建立了合理的随机Petri网模型,并使用化简的Petri网最优路径进行了计算。在Petri网模型构建情况下,最优路径选择实施所用的最少时间消耗,仅是没有实施应急响应优化情况的0.142,即使在有效的信息反馈以及相应的专家意见指导情况下,所用时间也只是实际救援过程中时间消耗的0.314。经计算,本文所得的有效时间,是在2.19小时以内完成对该事故应急救援,与实际事故救援所用的7小时相比,大大提高了应急救援系统的效率,得出了所建Petri网模型在应急效率上的合理性和优势。