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面向突发事件的情景表示模型及其推理方法研究

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面向突发事件的情景表示模型及其推理方法研究

作者：康斌青海师范大学

学位级别：硕士

突发事件发生后,如何组织实施快速有效的处置应对活动至关重要。在突发事件处置中,决策者往往要面对任务复杂、情况多变、时间紧急、信息缺失、经验不足等困难,而借助知识表示、知识推理、超图等理论能够较好地帮助决策者解决困境,提高... 详细信息

突发事件发生后,如何组织实施快速有效的处置应对活动至关重要。在突发事件处置中,决策者往往要面对任务复杂、情况多变、时间紧急、信息缺失、经验不足等困难,而借助知识表示、知识推理、超图等理论能够较好地帮助决策者解决困境,提高应急处置决策效率。知识表示与推理方法是应急决策的基础,而应急决策具有管理要素众多、决策环境复杂、数据信息庞杂、情景态势复杂多变等特点,现有的知识表示与推理方法无法解决复杂的实际问题。因此,本文综合运用CBR、RBR、超图、情景理论等理论和方法对突发事件情景知识表示模型及其推理方法开展研究工作。主要研究的内容如下:(1)“情景-应对”模式下的知识表示模型研究。首先定义了突发事件应急情景四元组基本概念,根据突发事件发生的一般规律,结合国家应对突发事件的分类标准和情景理论,给出了构成应急情景四元组的基本要素,分析讨论了突发事件、孕灾环境、承灾体、应对活动四要素的类别层次关系;其次,基于知识元基本理论与方法,构建了应急情景的规则表示模型和案例表示模型;最后,根据突发事件情景结构的多元、多层次等特性,提出了基于超图的应急情景链知识表示模型,分析和研究了超图情景链的基本概念、演化机理、演化方式、拓扑性质等。(2)“情景-应对”模式下的推理方法研究。在应急情景的规则、案例和超图情景链等模型的知识组织下,分别给出了基于规则的推理方法、基于案例的推理方法和基于超图情景链的推理方法。此外,针对突发事件应急决策信息类型多样、信息不完备等问题,提出了基于应急情景结构和属性双检索的相似度算法,并详述其执行过程与方法;其次,针对传统推理方法得到的结果可靠性不足的问题,加之对于动态情景发展态势的知识表示与推理能力弱的问题,在借鉴RBR和CBR推理方法优势的基础上,进一步融合和改进传统的推理方法,构建了一种更加有效的基于超图的应急情景链推理方法,实现了对应急情景的发展趋势预测;最后,对所构建的基于规则、基于案例和基于超图情景链推理方法的科学性和有效性进行分析讨论,经实验验证,认为该模型可以为应急决策者科学地分析研判突发事件的发展走势和制定突发事件决策方案提供技术支撑。

关键词：突发事件规则推理情景表示案例推理超图理论

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基于案例的应急情景决策方案生成方法研究

基于案例的应急情景决策方案生成方法研究

作者：郭玮大连理工大学

学位级别：硕士

随着人类社会化进程的推进,突发事件频繁发生,其自身的突发性、复杂性和不确定性,使传统的“预测-应对”模式难以有效应对,“情景-应对”模式被提出并已成为有效应对突发事件的基本范式。突发事件应对模式的改变对应急决策提出了新的要... 详细信息

随着人类社会化进程的推进,突发事件频繁发生,其自身的突发性、复杂性和不确定性,使传统的“预测-应对”模式难以有效应对,“情景-应对”模式被提出并已成为有效应对突发事件的基本范式。突发事件应对模式的改变对应急决策提出了新的要求,情景是对突发事件更细粒度的描述,应急情景决策问题更加细化,需要及时依据情景的转换动态地制定应急情景决策方案。频繁的应急情景决策使传统的人工制定应急决策方案难以适应“情景-应对”模式的需求,因此,如何为应急情景决策提供具体可行的支持,降低应急情景决策方案制定的难度,成为当前亟需解决的科研问题。应急案例中记录了大量“情景-应对”的经验知识,科学合理的利用这些知识可为应急情景决策提供支持。为了满足“情景-应对”模式的需要,本文提出一种基于案例的应急情景决策方法。首先,对突发事件应急决策各阶段的关键内容进行分析,定义了本文的研究对象应急情景决策,并在此基础上构建了基于案例的应急情景决策系统框架。其次,研究了从应急案例中获取备选应急情景决策方案的过程。根据知识元理论与情景理论,结合突发事件的特征,提出了突发事件的情景化表示方法。结合突发事件情景化表示的特点,使用案例检索与情景检索相结合的方式从应急案例库中获取备选应急情景决策方案。为提高检索结果的合理性,提出了一种情景中承灾体权重的计算方法,提升了权重的科学性。然后,进一步修正与应用备选情景决策方案生成当前情景的应急情景决策方案。将备选应急情景决策方案分解为情景中承灾体的备选应急活动向量集合,通过应急活动向量在应急案例中的实施效果,从损益值、后续影响两方面对其进行量化的评价。根据评价的结果对各承灾体的应急活动向量在情景中的效用值进行计算,在效用值的基础上融合形成当前情景的应急情景决策方案,为应急情景决策提供支持。最后,将本文提出的方法应用到重庆化工厂苯泄露事故的“情景-应对”中,为一个具体的情景制定了应急情景决策方案,证明了方法的可行性和有效性。本文提出基于案例的应急情景决策方法更加适用于“情景-应对”模式,将实时应急决策问题具体化为应急情景决策问题,使决策问题、决策范围明确化,降低了应急决策的不确定性。同时,充分利用应急案例中的“情景-应对”知识生成应急情景决策方案,提高了应急情景决策的可行性和有效性,降低了决策者的压力。

关键词：应急决策情景-应对情景表示案例检索应急情景决策方案

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非常规突发事件的情景建模与推演研究

非常规突发事件的情景建模与推演研究

作者：张磊大连理工大学

学位级别：硕士

随着社会经济的飞速发展,各种影响国家安全和社会秩序的不确定或不稳定的因素日益增多,造成非常规突发事件的发生频率增高,其不仅对人们的生命和财产安全构成严重的威胁,同时还严峻的考验着政府的执政能力。“情景-应对”型模式被认为... 详细信息

随着社会经济的飞速发展,各种影响国家安全和社会秩序的不确定或不稳定的因素日益增多,造成非常规突发事件的发生频率增高,其不仅对人们的生命和财产安全构成严重的威胁,同时还严峻的考验着政府的执政能力。“情景-应对”型模式被认为是当前应对非常规突发事件最有效的应急管理模式,而非常规突发事件的情景是一个涉及自然、生态、社会和心理等变化万千、混沌百态的要素的复杂系统。因此,如何构建一种能够融合多学科、多领域知识的情景推演方法为非常规突发事件的应对提供参考依据是“情景-应对”理论体系研究的重要内容之一。本文结合系统科学和知识管理等相关理论提出了一种基于知识元模型的非常规突发事件的情景表示方法,然后在此基础上探讨了情景的推演方法,进行了如下研究。第一，对非常规突发事件、情景推演等相关理论研究进行了综述分析,对本文所要研究内容的相关概念进行了界定。第二,首先对本文所使用的知识元模型进行了简述;然后结合知识元模型的特征,提出了基于知识元的情景表示模型,从更细粒度分析了情景要素以及要素间的关系;最后,结合认知科学的思想,给出了情景模型构建的思路。第三,在情景的表示基础上,利用知识元间的关系描述事件的演变规律,并提出了情景的推演框架;然后进一步提出了一种适合非常规突发事件情景分析的一般推演模型;最后,针对情景推演分析过程中的不确定性问题,将情景中的不确定关系通过模糊规则描述表达,通过情景信息和模糊规则的匹配推演分析情景的演化结果及其可能性,进而为决策者进行决策提供依据。第四,将本文提出的情景推演方法应用到舟曲泥石流事件,利用从实际案例验证本文方法的有效性和科学性。本文的研究是对“情景-应对”模式下的情景表示和推演研究的一次有益的尝试,对其理论体系的研究具有一定的探索意义。尤其是不确定条件下情景推演方法研究,进一步丰富了“情景-应对”的研究内容,对政府处理具体非常规突发事件时能够实现快速响应、减少事件带来的伤害和损失具有重要的应用价值。

关键词：非常规突发事件知识元情景表示模糊推演

基于情景匹配的交通隧道施工安全风险识别研究

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基于情景匹配的交通隧道施工安全风险识别研究

作者：汪婧长沙理工大学

学位级别：硕士

安全作为质量和效益的前提,是构建和谐社会的重要指标。在隧道施工安全领域,风险识别是进行风险防控的基础,但目前隧道施工风险识别研究方法仍然停留在理论地简单应用,很难保证对风险识别的全面性和合理性,不利于安全风险知识地挖掘及... 详细信息

安全作为质量和效益的前提,是构建和谐社会的重要指标。在隧道施工安全领域,风险识别是进行风险防控的基础,但目前隧道施工风险识别研究方法仍然停留在理论地简单应用,很难保证对风险识别的全面性和合理性,不利于安全风险知识地挖掘及共享。实现风险数据共享、科学识别风险是隧道施工安全风险研究领域的重要内容,需要对相关的指导理论模型和系统分析方法进行探索。本文在交通隧道施工安全风险、情景分析理论研究基础上,提出了基于情景匹配的交通隧道施工安全风险识别方法。通过网络爬虫收集交通隧道施工事故报告,基于TF-IDF算法提取高频特征词条,构建了“维度-要素-属性”的交通隧道施工安全风险情景表示模型和情景库的“EBNF”表示结构;在专家打分的基础上,结合云模型实现对情景要素权重的逐步寻优;提出了针对概念型、数值型、枚举型、模糊型四种属性类型的属性相似度计算方法,为了减少属性缺失所造成的影响,提出了结构相似度与情景属性相似度相结合的综合相似度计算方法;以综合相似度完成情景匹配,通过设定阈值对匹配结果进行有效筛选,并针对事前、事中、事后不同阶段对匹配结果进行风险分析;通过案例研究,验证了本文所提出的方法可行,并提出加强安全培训、提高风险防范意识;加强风险监测、完善风险管控体系;建立风险数据、推进风险信息共享三个建议。本文以交通隧道施工安全风险为研究对象,以隧道施工事故案例数据为支撑,以文本挖掘结果提取情景要素,构建风险情景及情景库的规范化表示模型,为推进隧道领域安全风险信息的共享做了相关探索;通过当前风险情景与情景库情景的匹配实现风险识别,将丰富交通隧道施工风险识别方法的研究,对交通隧道施工安全风险识别和防控决策有参考作用。

关键词：交通隧道风险识别情景表示文本挖掘情景匹配相似度