吳險峰

摘要： 本文通過對突發(fā)事件的性質、發(fā)展演化、突發(fā)事件處置參與者的協(xié)同等的機理的分析，以及對案例的深度應用需求的考量，研究了本體用于表達突發(fā)事件案例知識的優(yōu)越性和表示的基本方式，并探討了本體開發(fā)的基本過程。

Abstract： Through the analysis of the mechanisation of the emergency nature， the development and evolution， emergency handling and the participants coordination， as well as the application needs of the depth of cases， this paper studies the superiority and the basic means of representation of expressing the emergency by ontology and discusses the basic process of ontology development.

關鍵詞： 突發(fā)事件；案例；知識表示；本體

Key words： emergency；case；knowledge expression；ontology

中圖分類號：TP391.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0176-03

0 引言

突發(fā)事件案例是應急管理領域寶貴的資源，近年來案例庫的建設也得到了發(fā)展，但總案例的形式仍然是以文本的形式為主，盡管從紙面遷移到了計算機系統(tǒng)中，但本質上并無太大變化。因此對案例的利用仍舊停留在簡單和混沌的狀態(tài)。

本文從知識管理的角度對案例所蘊含的信息和知識加以剖析，準確鎖定案例知識的表示方法，為基于知識管理的案例庫建設奠定基礎，這對于引入人工智能、機器學習等技術，促進案例利用水平具有積極意義。

1 突發(fā)事件案例知識表達的訴求

所謂知識表示就是指把知識客體中的知識因子與知識關聯(lián)起來，突發(fā)事件的內在機理、現(xiàn)有的技術手段及其發(fā)展趨勢，案例知識的應用預期等因素決定了知識表示策略和方法。

1.1 突發(fā)事件的性質易變及發(fā)展演化的多變性

根據發(fā)生概率的大小以及危害程度，可以將事件分為干擾、危機和突發(fā)事件三種情況，三者之間往往存在逐級轉化的關系，可以看作事物發(fā)展過程中性質不同的三個階段，在應急管理的業(yè)務中，分別對應不同的工作機制。圖1示意了干擾、危機和突發(fā)事件的性質變化機理。

突發(fā)事件的發(fā)展和演化體現(xiàn)出了過程的復雜性。

突發(fā)事件的發(fā)展指的是事件的影響在程度和范圍等不同層面的擴展，從程度上講主要是指事件對承載體的破壞能力和破壞程度的增強，從范圍來講包括時間和空間的變化。

突發(fā)事件的演化是指事件在發(fā)生發(fā)展過程中性質、類別級別，物質及化學形式，范圍及區(qū)域等要素變化過程，表現(xiàn)為蔓延、轉換、衍生和耦合四種形式。

蔓延和轉化都是事件隨著自身的發(fā)展而產生了新的事件，不同之處在于，轉化是指新舊事件之間存在著一種接續(xù)關系，新的事件產生時，它的前導事件已經消失。蔓延則是新舊事件并存。

衍生是指某一突發(fā)事件發(fā)生后，由于突發(fā)事件以外的因素而導致后一類突發(fā)事件的發(fā)生。耦合是指兩個或兩個以上因素共同作用導致突發(fā)事件進一步加劇。

突發(fā)事件性質易變及發(fā)展演化的多變性和非線性，對知識表示的完備性提出了較高的要求。

1.2 突發(fā)事件中參與者的組織與協(xié)同的復雜性

我們國家的應急組織體系是一個縱橫結合的聯(lián)動網絡體系，在具體的突發(fā)事件處置中，參與的人員和組織可能來自不同的系統(tǒng)和層次，形成具有共同目標的行動體。面向突發(fā)事件，它們會形成新的組織結構，如矩陣式的組織結構：縱向形成按職能劃分的專業(yè)組織，橫向上以突發(fā)事件的當前任務為驅動，組成行動小組。根據突發(fā)事件的規(guī)模和程度，這些組織的規(guī)模和聯(lián)結程度會有很大的區(qū)別。在處置工作中，必然還會涉及到工作職責的分工協(xié)調，應急資源的調配權限的分配及其實際運行狀態(tài)等諸多問題。

參與者的組織協(xié)同的復雜性，要求知識表示具有一定的彈性，同時能夠很好地表達各種形式的關系和約束。

1.3 案例和案例庫的深度應用需求對知識表達要求

可以預見，突發(fā)事件案例應用將繼續(xù)得到拓展，其中案例對于應急決策支持是一個研究熱點。

基于案例的推理（CBR）是應急決策支持技術的一個重要分支，其主要的思想就是從記憶或以往案例庫（Case Base）中查找與該新問題相同或最為相似的源案例（Source Case）。對眾多案例進行同異比較，判斷新發(fā)生的問題與以前發(fā)生過的問題之間的相似性、關聯(lián)性，調整以前的經驗和方法，用一些可量化的方式，形成支持方案。這一過程需要案例的表示具有規(guī)范性、共通性，從而才能夠通過相似性計算提高匹配準確度。

此外，案例在應急管理研究、教育培訓等方面也有了更深入的應用，其共同的特征是將案例中的事實等顯性的知識所蘊含的隱性知識（技能知識和人力知識）提煉出來。這就要求知識的表達方法要具備相應的表述隱性知識的潛質。

2 突發(fā)事件案例的知識表達原則

根據上節(jié)對相關因素的分析，在選擇知識表達方式時，應遵循以下原則：

①案例表示方式能夠與應急案例專有的知識構成相匹配，其要點包括：

1）案例的過程化表示，突發(fā)事件本身的發(fā)展演變過程以及人們的應對過程構成了突發(fā)事件的過程，這一過程在信息系統(tǒng)中可能會采取工作流等方式來表示和處理。知識表示方法要對此有好的支持。

2）案例的層次性和多粒度表示，案例本身可以從不同的粒度來進行觀察，一個大事件可能分解為若干小事件，原子事件可重構為新的事件。因此要求表示方法能夠有靈活的粒度變化和組合管理能力。

3）案例的演化關聯(lián)表示，案例的蔓延、轉化、衍生、耦合使得案例之間構成了關聯(lián)關系，表示方法應具有表達演化關聯(lián)的能力。

②案例表示的可擴展性，能夠汲取新的認知。表示方法在核心穩(wěn)定的前提下，具有納新變更的機制。

③案例的表示要能夠與現(xiàn)有的、可以預見的信息技術處理方法相適應，表示的模型能夠方便地以計算機數(shù)據庫或文件系統(tǒng)儲存，能夠支持高效便捷的查詢檢索。

④案例的表示能夠方便轉換支持機器理解，要能夠在語義層次上達到統(tǒng)一，為機器學習、人工智能等技術的應用提供條件。

⑤案例的表示能夠方便地轉化生成友好的人機界面，使領域專家、應急專業(yè)管理人員易于理解使用。

3 突發(fā)事件案例的本體表示

目前知識表示方法已有多種，如謂詞邏輯、語義網絡、框架、面向對象、本體等。它們各具特點，同一種知識可以采用不同的表示法，不同的表示法會產生完全不同的效果。何紹華、馬創(chuàng)新等對幾種有代表性的方法進行了比較研究，他們主要從知識表示方法對知識本身表達的完備性、表示方法的機器理解和實現(xiàn)難度、使用者（人）對表示方法的理解的難度三個大的維度進行評估。結論認為，本體表示方法在知識表達的完備性、用戶理解、機器推理等方面表現(xiàn)較其他的方法有優(yōu)勢，該方法的主要的缺陷則表現(xiàn)為實現(xiàn)難度較大。本文認為本體方法的這些特性適合作為現(xiàn)階段突發(fā)事件案例的知識表示方法。

本體原本是一個哲學概念，本體被引入知識表示領域，用來表達人們對于問題領域的知識的共同理解，描述其中概念與概念之間的關系。本體論的基本元素是詞匯（term）/概念（concept），轉而構成同質化的類（class）和子類（sub-class），然后各個類和概念之間加入了適合的關系（relation）后，形成了一個簡單的本體。近年來，本體被應用于信息與知識的表達，本體模型具有開放、可伸縮、長于描述語義關聯(lián)的特性，能夠有力的支撐應用領域知識的共享與重用，具有顯性化隱性知識的能力。

以過程表示為例，ISO國際標準組織發(fā)布PSL，它是一種描述語言和本體，其擴展集的元素可用于描述具體應用和實踐中的過程，包括事件的執(zhí)行樹（Occurrence Trees）、子活動（Subactivity）、具體狀態(tài)（Discrete States）、原子活動（Atomic Activity）、復雜活動（Complex Activity）和活動執(zhí)行事件（Activity Occurrences）。這些描述的機制對于案例活動的表述清晰準確，容易與本體化的應急預案作比對，可以抽取過程復用，在應急決策支持中形成新的處理方案。

本體對于本文提出的突發(fā)事件案例的知識表達原則大都有較好的支持，限于篇幅，對本體表達案例知識的其他特性不做展開探討。

4 突發(fā)事件案例本體的開發(fā)和應用過程

采用本體作為突發(fā)事件案例知識的表示方法，在實踐中其核心的工作是開發(fā)案例本體，一般由應急領域專家和本體工程師協(xié)作，從應急領域的知識、以及各種形式存在的案例資料中，按照本體開發(fā)的標準過程，抽取術語、概念、關系，構成案例本體。

圖1為采用本體表示法開發(fā)的案例本體的局部，案例本體采用形式語言OWL描述，此處以UML作可視化展示。

案例本體形成之后，各種來源、形式和結構的案例資源按照案例本體的規(guī)約，通過注釋、格式化、形式化等整理加工，形成本體化的數(shù)字化信息，存儲于數(shù)據庫系統(tǒng)中，作為后續(xù)應用的數(shù)據基礎。

5 結論

通過研究，本文認為以本體作為突發(fā)事件案例知識的表示方法，對于案例知識的表達、案例知識共享以及基于案例的決策推理均能夠有較好的支持，案例本體的開發(fā)工作量巨大，在具體過程中尚有大量的細節(jié)問題值得研究。

參考文獻：

[1]何克清，等.本體元建模理論與方法及其應用[M]. 科學出版社，2011，1.

[2]劉建煒，燕路峰.知識表示方法比較[J].計算機系統(tǒng)應用，2010（3）：242- 246.

[3]馬創(chuàng)新.論知識表示[J].現(xiàn)代情報，2014，34（3）：23-26，30.

[4]佘廉，黃超.我國突發(fā)事件案例庫建設評價分析[J].電子科技大學學報（社科版），2015，17（6）：24-31.