張曉丹,劉 丹,俞 侃
(1.華中科技大學(xué) 文華學(xué)院,湖北 武漢430074;2.華中科技大學(xué) 系統(tǒng)工程研究所,湖北 武漢430074;3.國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員仿真演練研究中心,湖北 武漢430074;4.圖像信息處理與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430074)
應(yīng)急預(yù)案是為了應(yīng)付突發(fā)性災(zāi)害事件而預(yù)先制定的解決方案[1]?,F(xiàn)有的應(yīng)急預(yù)案主要是高度非結(jié)構(gòu)化的靜態(tài)文本,主要存在以下問(wèn)題:
(1)不利于預(yù)案模板的獨(dú)立擴(kuò)充和修改;
(2)不利于依據(jù)下發(fā)的預(yù)案模板填寫(xiě)預(yù)案數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)填寫(xiě)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn);
(3)預(yù)案檢索仍停留在對(duì)預(yù)案特征字段的檢索層面。
因此,如何建立數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)[2-3]。文本預(yù)案結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化需要將應(yīng)急內(nèi)容要素,開(kāi)發(fā)成既相對(duì)獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的模塊[4]。文獻(xiàn)[5]基于事件的任務(wù)框架來(lái)描述應(yīng)急響應(yīng)過(guò)程中任務(wù)間的依賴關(guān)系,缺少對(duì)應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)的描述。文獻(xiàn)[6]使用TTL語(yǔ)言描述應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)特性。文獻(xiàn)[7]考慮應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)急資源及響應(yīng)過(guò)程,基于E-R模型對(duì)應(yīng)急預(yù)案形式化描述。上述研究大多是建立應(yīng)急預(yù)案邏輯模型,并未考慮預(yù)案文檔自身的非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題。在推理檢索應(yīng)急預(yù)案生成應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)方案時(shí),大多只能對(duì)形式化描述的預(yù)案特征字段進(jìn)行檢索[8-9],無(wú)法深入預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
基于xml實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化是一條具有應(yīng)用前景的思路。文獻(xiàn)[10-11]基于本體描述應(yīng)急預(yù)案,底層實(shí)現(xiàn)使用xml,以實(shí)現(xiàn)預(yù)案的結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化,但其沒(méi)有將預(yù)案模板和預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分開(kāi)表示,不利于預(yù)案模板的修改以及對(duì)預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的檢索。同時(shí),也未考慮對(duì)填寫(xiě)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)問(wèn)題。文獻(xiàn)[12]建立應(yīng)急預(yù)案的xml模型實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)校驗(yàn),分離了預(yù)案模板與預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。然而預(yù)案模板與xml模型的關(guān)聯(lián)需要開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,兩者并非有機(jī)結(jié)合的整體。此外,將整個(gè)預(yù)案描述為一個(gè)xml模型,不符合文本預(yù)案結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化中的模塊化需求。
Open XML是一項(xiàng)針對(duì)字處理文檔、演示文稿和電子表格的國(guó)際文檔格式標(biāo)準(zhǔn)。其核心是通過(guò)使用XML參考模式和ZIP容器得到穩(wěn)定的模塊化格式[13-14]。本文完善了作者之前的研究工作[15],從文本應(yīng)急預(yù)案自身出發(fā),引入組件化設(shè)計(jì)思想,建立應(yīng)急預(yù)案XML模型,并基于Open XML標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫集成XML模型,實(shí)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化。
應(yīng)急預(yù)案可以分為綜合應(yīng)急預(yù)案、專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案、現(xiàn)場(chǎng)處置預(yù)案3類。不同類型的應(yīng)急預(yù)案其層次級(jí)別和側(cè)重方向有所不同,但基本是由預(yù)案特征和預(yù)案內(nèi)容兩部分構(gòu)成,總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 應(yīng)急預(yù)案總體結(jié)構(gòu)
(1)預(yù)案特征,包括預(yù)案基本特征和事故基本特征兩部分。針對(duì)不同類型的事故災(zāi)難,其預(yù)案的預(yù)案基本特征和事故基本特征下的內(nèi)容項(xiàng)有所不同。預(yù)案基本特征,是指預(yù)案本身的一些基本信息;事故基本特征,是指觸發(fā)該預(yù)案的突發(fā)事故所具有的關(guān)鍵屬性。
(2)預(yù)案內(nèi)容,包括預(yù)案模板和預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)兩部分。為結(jié)構(gòu)化預(yù)案內(nèi)容,需要將整個(gè)預(yù)案的內(nèi)容分解成不同的組成部分,即組件,并對(duì)其包含的組件及每一組件的內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范。預(yù)案模板是國(guó)家下發(fā)的預(yù)案編制模板,經(jīng)過(guò)組件化處理,得到每個(gè)組件中相對(duì)固定的文本數(shù)據(jù),即組件模板。預(yù)案模板描述了組件之間的先后次序和嵌套關(guān)系,確定了組件之間的組合方式;預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是將具體的應(yīng)急突發(fā)事件和應(yīng)急響應(yīng)組織結(jié)構(gòu)、流程和措施等信息處理后得到的數(shù)據(jù)。確定結(jié)構(gòu)化的預(yù)案模板和數(shù)字化的預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),即可生成數(shù)字化的應(yīng)急預(yù)案。
應(yīng)急預(yù)案特征是預(yù)案檢索的基礎(chǔ),包括預(yù)案基本特征和事故基本特征兩部分。由于預(yù)案特征屬于預(yù)案的屬性,不涉及到模板數(shù)據(jù),因此只需對(duì)其內(nèi)容項(xiàng)進(jìn)行形式化描述。其XML描述如圖2所示。
圖2 預(yù)案特征XML Schema設(shè)計(jì)
應(yīng)急預(yù)案主要包含以下幾部分內(nèi)容:預(yù)案的適用范圍、組織機(jī)構(gòu)、資源、工作流模板、預(yù)案的其它內(nèi)容(如預(yù)案目標(biāo)、預(yù)案原則等)[2]。以上5部分內(nèi)容,在應(yīng)急預(yù)案中主要表現(xiàn)為5大要件:總則、組織體系、運(yùn)行機(jī)制、應(yīng)急保障和附則[16]。
上述5大要件相應(yīng)地確定5個(gè)頂級(jí)組件,(如 “總則”),將各大要件下的次級(jí)要素分割為次級(jí)組件(如 “總則”下的預(yù)案目的、工作原則等)。根據(jù)預(yù)案文檔結(jié)構(gòu),次級(jí)組件可再遞歸地劃分下級(jí)組件。組件化處理后,整個(gè)預(yù)案分割成一個(gè)個(gè)獨(dú)立組件。組件具有組件名稱和組件備注等屬性,包含組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),以及遞歸包含下級(jí)組件,其XML描述如圖3所示。
圖3 預(yù)案組件XML Schema設(shè)計(jì)
2.2.1 組件模板
將預(yù)案組件中模板部分提取出來(lái),作為組件模板,一般為固定的文本,不用于預(yù)案檢索,因而不需要建立XML描述模型。
2.2.2 組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
根據(jù)上述所述的預(yù)案內(nèi)容將組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)分為靜態(tài)文字、組織結(jié)構(gòu)、資源、工作流等類型。
(1)靜態(tài)文字業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
靜態(tài)文字是預(yù)案除去預(yù)案模板部分后,剩下的文字部分內(nèi)容(如 “預(yù)案目標(biāo)”等)。其XML描述如圖4所示。
圖4 靜態(tài)文字業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計(jì)
(2)組織機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
組織機(jī)構(gòu)是任何預(yù)案必不可少的部分。由于應(yīng)急響應(yīng)活動(dòng)的變化性,組織機(jī)構(gòu)需要靈活調(diào)整,如增刪某些部門(mén)、替換部門(mén)中的人員等。這既要求該組件能夠描述復(fù)雜多樣的組織機(jī)構(gòu),也能夠根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際變化對(duì)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行修改,其XML描述如圖5所示,最下端的帶箭頭的機(jī)構(gòu)信息表明為機(jī)構(gòu)信息的遞歸引用。
(3)資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
完成應(yīng)急任務(wù)涉及到的所需應(yīng)急資源。資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、數(shù)據(jù)龐大,當(dāng)應(yīng)急態(tài)勢(shì)改變時(shí),預(yù)案中的資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的改變調(diào)整。由于不同類型的預(yù)案所涉及資源有所差異,此處以企業(yè)物資生產(chǎn)為例,其XML描述如圖6所示。
(4)工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由一個(gè)或多個(gè)應(yīng)急響應(yīng)程序組成。應(yīng)急響應(yīng)程序又由一系列的應(yīng)急任務(wù)組成,任務(wù)之間存在約束關(guān)系。為確保任務(wù)完成,其執(zhí)行次序至關(guān)重要。一個(gè)應(yīng)急響應(yīng)程序不但可能是串行的執(zhí)行程序,也有可能是并行的執(zhí)行程序,還有可能是滿足某種條件才執(zhí)行的條件執(zhí)行程序[7]。其工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的XML模型如圖7所示。
圖7 工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計(jì)
應(yīng)急響應(yīng)程序最終將落實(shí)到應(yīng)急任務(wù)上,應(yīng)急任務(wù)是任務(wù)執(zhí)行遞歸的終結(jié)。由于不同類型的預(yù)案涉及的應(yīng)急任務(wù)不同,相互不能通用,此處僅以企業(yè)物資生產(chǎn)任務(wù)為例,其XML描述如圖8所示。
圖8 應(yīng)急任務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計(jì)
基于Open XML標(biāo)準(zhǔn)生成應(yīng)急預(yù)案所需使用的工具:①Word2007及以后的版本;②Altova XML Spy(本文使用的是 Altova XML Spy 2006);③Word Content Control Toolkit(下載網(wǎng)址:http://dbe.codeplex.com/)??傮w步驟如下:
(1)使用Word2007組件化制作預(yù)案模板,輸入模板的文字部分,并在需要填寫(xiě)預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處,插入內(nèi)容控件,將模板與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離。
(2)根據(jù)應(yīng)急預(yù)案組件化、數(shù)字化后,形成的XML Schema文件,生成對(duì)應(yīng)的xml文件,用于下發(fā)預(yù)案模板填寫(xiě)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí),對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的xml文件將嵌入到包含customXml文件夾的文件容器中。
(3)使用 Word Content Control Toolkit將自定義業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定至模板中對(duì)應(yīng)的內(nèi)容控件上。這樣填寫(xiě)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將自動(dòng)反應(yīng)到custom xml文件中。此外,當(dāng)使用Word2007打開(kāi)預(yù)案時(shí),不需要額外的程序,將自動(dòng)查找預(yù)案包含的custom xml文件中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)顯示在預(yù)案的指定位置。
(1)使用Word2007制作預(yù)案模板。
打開(kāi)Word2007載入預(yù)案模板,選擇 “開(kāi)發(fā)工具”選項(xiàng)卡,在需要填寫(xiě)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的地方插入對(duì)應(yīng)的內(nèi)容控件。以國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員綜合預(yù)案中動(dòng)員任務(wù)為例,存在如下動(dòng)員任務(wù),任務(wù)名稱:**帳篷生產(chǎn)任務(wù),任務(wù)類型:物資生產(chǎn),任務(wù)內(nèi)容:生產(chǎn)帳篷5000頂,任務(wù)數(shù)量:5000,任務(wù)開(kāi)始時(shí)間:2010-7-5,任務(wù)結(jié)束時(shí)間:2010-7-15。提煉需要數(shù)字化的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容控件如表1所示。
表1 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型及對(duì)應(yīng)的內(nèi)容控件
(2)組件化處理,使用 Altova XML Spy編寫(xiě) XML Schema,并附加到預(yù)案文檔。
國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員企業(yè)物資生產(chǎn)預(yù)案包含如指導(dǎo)思想和原則、動(dòng)員潛力現(xiàn)狀分析及評(píng)價(jià)、動(dòng)員要求及主要任務(wù)等11個(gè)頂級(jí)組件。其中動(dòng)員要求及主要任務(wù)包含國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員要求及國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員任務(wù)兩個(gè)下級(jí)組件,國(guó)民經(jīng)濟(jì)動(dòng)員任務(wù)又包含企業(yè)物資生產(chǎn)、物資征用等8個(gè)下級(jí)組件,組件及下級(jí)組件的嵌套XML模型參考圖3。
針對(duì)每個(gè)組件,使用Altova XML Spy編寫(xiě)XML Schema,生成Emergency Response Plan.xsd文件。此處僅展示帳篷生產(chǎn)動(dòng)員任務(wù)的XML Schema設(shè)計(jì),如圖9所示。
圖9 帳篷生產(chǎn)動(dòng)員任務(wù)XML schema設(shè)計(jì)
**帳篷生產(chǎn)動(dòng)員任務(wù)通過(guò)屬性對(duì)任務(wù)類型進(jìn)行說(shuō)明,任務(wù)編號(hào)、任務(wù)名稱、任務(wù)類型、任務(wù)內(nèi)容均為string類型,數(shù)量為decimal類型,最小5000頂,開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間為 datetime類型,必須在2010/7/5-2010/7/15之間。約束 “動(dòng)員任務(wù)標(biāo)號(hào)主鍵”保證了動(dòng)員任務(wù)在此預(yù)案的XML文件中的唯一性。
選擇 “開(kāi)發(fā)工具”選項(xiàng)卡,在XML中點(diǎn)擊 “架構(gòu)”,彈出的對(duì)話框,點(diǎn)擊架構(gòu)庫(kù),添加Emergency Response Plan.xsd 文 件, 勾 選 Emergency Response Plan 選 項(xiàng)并確定。
(3)使用 Word Content Control Toolkit將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定到控件。
在 Word Content Control Toolkit中打開(kāi)該應(yīng)急預(yù)案文檔。左邊呈現(xiàn)出內(nèi)容控件列表,右側(cè)顯示 “Click Here to create a new one”,表明在文檔中還沒(méi)有custom xml文件。點(diǎn)擊右側(cè)的 “Click here to create a new one”,在 Edit View選項(xiàng)卡中將之前生成的Emergency Response Plan.xsd文件中的內(nèi)容拷貝到此處。切換到Bind View選項(xiàng)卡,展開(kāi)節(jié)點(diǎn)可見(jiàn)下面的name元素,鼠標(biāo)拖動(dòng)name元素至對(duì)應(yīng)控件,綁定成功后高亮,并顯示其綁定的Xpath。
(1)預(yù)案模板的獨(dú)立擴(kuò)充和修改:數(shù)字化預(yù)案生成后,凡是存在內(nèi)容控件之處均為數(shù)字化部分,需要填寫(xiě)預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。使用zip解壓該文檔,可見(jiàn)內(nèi)容控件中填寫(xiě)的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)保存于customXml文件夾,預(yù)案模板的文字對(duì)應(yīng)保存于word文件夾,因此,在底層存儲(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了模板和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)徹底分離,擴(kuò)充和修改預(yù)案模板的文字將不會(huì)影響業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
(2)預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填寫(xiě)校驗(yàn):由于附加的XML schema文件中定義了內(nèi)容控件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型及約束條件,因此在填寫(xiě)帳篷生產(chǎn)任務(wù)時(shí),若 “數(shù)量”對(duì)應(yīng)的內(nèi)容控件中填寫(xiě)非數(shù)字或小于5000的數(shù)字將會(huì)以紅色波浪線提示錯(cuò)誤。同樣填寫(xiě) “開(kāi)始時(shí)間”和 “結(jié)束時(shí)間”不在給定范圍也會(huì)提示錯(cuò)誤,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)非法格式的數(shù)據(jù)填寫(xiě)進(jìn)行校驗(yàn)。
(3)預(yù)案檢索可深入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù):由于預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)組件化后以多個(gè)xml文件存于customXml文件夾中,因此可開(kāi)發(fā)預(yù)案檢索應(yīng)用程序直接定位和操作預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)xml文件。預(yù)案檢索條件可輸入任務(wù)類型為 “物資生產(chǎn)”且數(shù)量大于5000,而不再局限于預(yù)案特征字段。
本文從文本預(yù)案自身出發(fā),引入組件化設(shè)計(jì)思想,應(yīng)對(duì)預(yù)案數(shù)字化中模塊化的需求;使用XML建立應(yīng)急預(yù)案模型,一方面對(duì)填寫(xiě)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),另一方面使預(yù)案檢索深入預(yù)案內(nèi)容的XML模型數(shù)據(jù)?;贠pen XML標(biāo)準(zhǔn),分離預(yù)案模板和預(yù)案內(nèi)容業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),兩者可獨(dú)立變化,同時(shí)無(wú)縫集成XML模型,從而實(shí)現(xiàn)整體應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化。后續(xù)研究將集中于在現(xiàn)有數(shù)字化的基礎(chǔ)上,構(gòu)建基于案例推理的數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng),對(duì)預(yù)案進(jìn)行檢索、匹配、調(diào)整,以生成可用于突發(fā)應(yīng)急情況的行動(dòng)方案。
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