重大危机事件的发生严重威胁着城市公共安全,具有时间突发、条件复杂和后果严重的特点。城市应急指挥系统的建设和完善是城市应急管理的重要内容,是提升城市应急处置能力的重要途径和方法。但是,由于我国城市应急指挥系统的设计开发和使用处于早期阶段,应急指挥系统效能如何,指标如何量化,系统如何设计优化、组织机构和协调机制如何改进等关键科学问题尚未得到很好解决,制约了应急指挥系统在应急救援中的应用。本文围绕应急指挥系统效能的影响因素分析、应急指挥系统效能综合指标体系的构建、应急指挥系统自身的平时效能和应急指挥系统救援过程的战时效能以及仿真评估系统的设计等方面开展了深入研究。以城市危机管理理论和组织理论为依据,界定了城市应急指挥系统的概念,构建了城市应急指挥系统的时间、管理和技术三维结构要素;以系统效能理论为基础界定了应急指挥系统效能和效能评估的概念和研究范畴;运用协同理论对城市应急指挥系统协同网络运作机理进行了探讨,理论计算得出应急指挥信息网络信息量越多,信息熵越低,可以采取提高有效信息量,加强协同信息平台建设与实施,使应急指挥网络信息熵增的问题得到有效的解决。在确定城市应急指挥系统效能综合指标体系构建流程的基础上,结合城市应急指挥系统的结构要素分析提出了城市应急指挥系统效能的影响因素,即指挥官、指挥团队、组织机构、信息平台、情景信息和协同机制;对关键指标的判别采用专家打分指标频度识别、R型分层聚类与变异系数方法的多层筛选,构建了包含六大要素多个指标的城市应急指挥系统效能综合评价指标体系。在系统效能分析法的基础上,根据重大危机事件的发展态势,针对城市应急指挥系统自身效能建立了基于马尔柯夫过程分析的系统平时效能评估模型,计算分析了时间与任务完成率、信息流通率和系统监测率的关系,提出了利用时间、可信性和可用性三大原则来优化设计应急指挥系统的方法。针对重大危机事件演化过程中应急指挥系统的信息平台设备匹配和组织协调关系也跟着发生变化的情景,运用基于实码加速遗传算法的投影寻踪分类模型技术开展城市应急指挥系统战时效能综合评估研究,该模型能够对系统、子系统及子系统序参量的权重计算和有序度评价,从而得出系统效能的评价等级和协同度发展趋势。通过实例分析样本城市的应急指挥系统平时效能三个重要指标的变化情况;并对某时间段内样本城市应急指挥系统战时效能协同度进行了综合评估,可以看出2008年南方冰雪灾害对南方城市的应急指挥系统是个重大考验,效能协同度处于近七年来的最低值,提高应急指挥系统的协同效果对应急处置具有重要的实践价值。城市应急指挥系统战时效能是在救援状态下的系统综合能力的体现,设计基于AGENT的协同仿真评估系统可以更好的解决应急指挥系统效能的评估问题,为设计优化应急指挥系统提供了行之有效的方法和工具。