張佰尚， 李向陽(yáng)， 李相華

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001; 2.山東青年政治學(xué)院紀(jì)檢審辦公室，山東 濟(jì)南 250103)

?

信息不完備條件下地震應(yīng)急案例結(jié)構(gòu)化方法研究

張佰尚1， 李向陽(yáng)1， 李相華2

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 管理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001; 2.山東青年政治學(xué)院紀(jì)檢審辦公室，山東 濟(jì)南 250103)

地震突發(fā)事件具有緊迫性、破壞性和信息不完備性，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大危害。案例推理是處置突發(fā)事件的有效方法。其中，案例表示是案例推理的基礎(chǔ)，但是目前的案例表示方法并沒(méi)有考慮突發(fā)事件的信息不完備性。這削弱了突發(fā)事件應(yīng)急案例表示效果，并影響案例檢索的準(zhǔn)確性和案例適配的效果。本文在研究案例表示方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合案例推理的結(jié)構(gòu)化和定量化需求，將證據(jù)理論的基本信任分配函數(shù)引入框架表示法中，提出了信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的框架表示法。接下來(lái)，本文提出了信息不完備條件下地震應(yīng)急案例檢索方法。最后，文章對(duì)提出的信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的結(jié)構(gòu)化方法進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。

決策支持系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)化方法；證據(jù)理論；框架表示法；地震應(yīng)急案例

0 引言

近年來(lái)，地震突發(fā)事件多次發(fā)生并嚴(yán)重危害了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。然而，地震突發(fā)事件具有信息不完備、形勢(shì)緊急以及情況復(fù)雜等特點(diǎn)，這為突發(fā)事件的應(yīng)急決策和救援帶來(lái)了較大困難。Case-Based Reasoning(CBR)能有效解決上述問(wèn)題，進(jìn)而有效支持地震突發(fā)事件應(yīng)急決策。案例表示是CBR的基礎(chǔ)，其所選用的表示方法和表示內(nèi)容影響到案例檢索的準(zhǔn)確性和案例適配的有效性。因此，地震突發(fā)事件應(yīng)急案例表示與檢索方法研究在CBR的研究中非常重要。

應(yīng)急案例常使用的表示方法有框架表示法、本體表示法、XML表示法和樹(shù)結(jié)構(gòu)表示法。

框架表示法結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、邏輯清晰，能夠?qū)⑹挛锏娜矊哟畏置鞯卣宫F(xiàn)出來(lái)。Liao Zhenliang和Phillip M. Hannam等[1]使用框架表示法描述了石油泄漏應(yīng)急準(zhǔn)備中石油泄漏的情景和應(yīng)急決策信息；廖振良、劉宴輝和徐祖信等[2]使用框架表示法表示突發(fā)環(huán)境污染事件；孫殿閣、孫佳、曹婧華等[3]使用框架表示法表示城市典型災(zāi)害系統(tǒng)。以上的研究能夠較為清晰全面地描述突發(fā)事件，但是沒(méi)有考慮情景信息的不確定性。翟丹妮和黃衛(wèi)東[4]提出的框架結(jié)構(gòu)只給出了應(yīng)急案例的一般性特征，具體的應(yīng)急領(lǐng)域該框架還需要進(jìn)一步擴(kuò)充。

本體表示法能夠?qū)崿F(xiàn)文件共享和異構(gòu)系統(tǒng)間的互操作，有利于表現(xiàn)事件過(guò)程。Baisakhi Chakraborty和D.Ghosh[5]使用本體表示法表示了火災(zāi)應(yīng)急案例。該方法能為專(zhuān)家處置突發(fā)事件提供支持，但結(jié)構(gòu)性不強(qiáng)。Zhang Baishang、Li Xiangyang和Li Jun[6]等在復(fù)用ABC本體模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建了面向案例推理的應(yīng)急案例本體模型。該模型能全面詳細(xì)地描述應(yīng)急案例，但其不利于描述結(jié)構(gòu)化知識(shí)。Zhao Jinsong和Cui Lin[7]創(chuàng)建了化工廠危險(xiǎn)與可操作性分析本體，該本體與CBR集成能實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件應(yīng)急決策。Wu Keshou、等[8]構(gòu)建了颶風(fēng)應(yīng)急管理本體，該模型適合描述颶風(fēng)管理中災(zāi)情、物資供應(yīng)及災(zāi)后恢復(fù)的知識(shí)，但缺少響應(yīng)過(guò)程描述。Z. Fan和S. Zlatanova[9]構(gòu)建的應(yīng)急管理本體分為動(dòng)態(tài)本體和靜態(tài)本體，有助于不同領(lǐng)域的語(yǔ)義理解。但是子本體描述簡(jiǎn)單，不利于展現(xiàn)案例情境及響應(yīng)過(guò)程。

XML表示法具有很強(qiáng)的可共享性，在分布式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。仲秋雁和郭素[10]使用XML表示法將一個(gè)應(yīng)急案例分為若干個(gè)元事件，形成明顯的層次結(jié)構(gòu)。呂宗平、胡欣和楊宏宇[11]使用XML技術(shù)表示機(jī)場(chǎng)應(yīng)急案例。但是這兩種方法沒(méi)有考慮突發(fā)事件的信息不完備性。

樹(shù)結(jié)構(gòu)表示法具有層次清晰、結(jié)構(gòu)分明的特點(diǎn)，也是應(yīng)急案例常用的表示方法。Cai Jiwei和Jia Yunxian[12]使用樹(shù)結(jié)構(gòu)表示法進(jìn)行了戰(zhàn)時(shí)裝備持有量智能決策。該表示方法的創(chuàng)新之處在于加入了戰(zhàn)時(shí)裝備持有量決策者這一因素。

現(xiàn)有的案例表示方法能夠較為清晰地描述突發(fā)事件。但突發(fā)事件往往具備信息不完備(樣本數(shù)據(jù)集無(wú)法準(zhǔn)確地描述出模型變量的所有狀態(tài)，主要由信息缺失和小樣本觀測(cè)造成[13])的特征。目前的應(yīng)急案例表示方法沒(méi)有考慮信息不完備性，這不利于應(yīng)急案例表示、檢索和適配。本文根據(jù)地震突發(fā)事件信息不完備的特征和應(yīng)急決策的結(jié)構(gòu)化需求，將證據(jù)理論中的基本信任分配函數(shù)引入框架表示法表示地震應(yīng)急案例，解決信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的表示問(wèn)題，提高案例檢索的準(zhǔn)確性和適配結(jié)果的有效性。同時(shí)，本文也給出了信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的檢索方法，這對(duì)地震突發(fā)事件的CBR具有實(shí)用意義。

1 信息不完備條件下地震應(yīng)急案例表示方法

1.1 地震應(yīng)急案例推理需求分析

本文結(jié)合案例推理需求和案例表示方法的特點(diǎn)選取合適的地震應(yīng)急案例表示方法。面向地震突發(fā)事件的案例推理有以下需求：

(1)地震應(yīng)急案例推理的結(jié)構(gòu)化需求。所謂結(jié)構(gòu)化程度，是指對(duì)某一過(guò)程的環(huán)境和規(guī)律，能否用明確的語(yǔ)言( 數(shù)學(xué)的或邏輯學(xué)的，形式的或非形式的，定量的或推理的) 給予清晰的說(shuō)明或描述。如果能描述清楚的，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)化問(wèn)題[14]。地震應(yīng)急案例種類(lèi)多樣、結(jié)構(gòu)性較差，而案例推理的前提是將非結(jié)構(gòu)化或者半結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題。因此，地震應(yīng)急案例表示需要選取結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的案例表示方法，從而為地震突發(fā)事件應(yīng)急決策提供支持。

(2)地震應(yīng)急案例推理的定量化需求。地震突發(fā)事件應(yīng)急救援需要不同職能的人員使用相應(yīng)的裝備和物資來(lái)完成。因此，地震突發(fā)事件應(yīng)急案例推理不僅需要說(shuō)明突發(fā)事件應(yīng)急救援的過(guò)程，還要給出救援人員、救援物資等的構(gòu)成及數(shù)量。所以，地震應(yīng)急案例表示需要選取能夠支持定量化描述的表示方法，以便于案例適配階段可以得出人員及物資的量化決策。

目前，主要的案例表示方法有各自的優(yōu)點(diǎn)和局限性，具體比較見(jiàn)表1。

表1 主要案例表示方法比較

可以看出框架表示法既能將突發(fā)事件應(yīng)急案例結(jié)構(gòu)化地表示出來(lái)，又能滿(mǎn)足案例適配的定量化決策，是地震應(yīng)急案例表示的合適方法。

1.2 基于D/S證據(jù)理論的地震應(yīng)急案例框架表示方法

地震突發(fā)事件應(yīng)急救援主要包含三個(gè)部分：突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)情景快速收集；基于情景特征的應(yīng)急救援方案制定；應(yīng)急救援效果評(píng)估。根據(jù)地震突發(fā)事件應(yīng)急決策的流程，可以得出信息完備條件下地震應(yīng)急案例的概念模型[15]，見(jiàn)式(1)。

Case=(S,P,E)

(1)

其中，S代表地震應(yīng)急案例情景特征，P代表地震突發(fā)事件應(yīng)急方案，E代表地震突發(fā)事件應(yīng)急效果。

但是地震突發(fā)事件往往具有緊迫性和信息不完備性的特點(diǎn)，為了取得應(yīng)急救援良機(jī)，應(yīng)急決策人員往往需要根據(jù)相關(guān)信息和參數(shù)對(duì)部分情景特征值做出估算來(lái)為應(yīng)急決策提供支持。這樣，在信息不完備條件下，地震突發(fā)事件的情景特征值實(shí)際上是具有不確定性的情景特征值(不需要研判和估算情景特征的情況可以視為不確定性的特殊情況)。因此，本文將用于描述信息不確定性的D/S證據(jù)理論引入地震應(yīng)急案例表示，從而解決信息不完備條件下地震應(yīng)急案例表示問(wèn)題。

在證據(jù)理論中，假定U為彼此互不相容事件的完備集合的識(shí)別框架，可表示為

U={θ1,θ2,…,θj…,θN}

(2)

其中，θj為識(shí)別框架的一個(gè)事件或者元素；j=1,2,…,N；識(shí)別框架U的所有子集組成的一個(gè)集合稱(chēng)為U的冪集，記為2U。

則有如下兩個(gè)定義：

定義1 信任函數(shù)Bel(A)是一個(gè)從集合2U到[0,1]的映射，如果A和B表示識(shí)別框架U的兩個(gè)子集，并且B?A?U，且滿(mǎn)足

(3)

其中，m(B)是B的基本信任分配函數(shù)，Bel(A)稱(chēng)為A的信任函數(shù)，用來(lái)表示證據(jù)對(duì)A為真的信任程度。

定義2 不可駁斥函數(shù)P*(A)是一個(gè)從集合2U到[0,1]的映射，A表示識(shí)別框架U的一個(gè)子集，且滿(mǎn)足

P*(A)=1-Bel(A)

(4)

該函數(shù)表示不懷疑A的程度。

根據(jù)以上定義可以得出地震應(yīng)急中不確定性信息合成規(guī)則m(A)=m1(A)?m2(A)?…mn(A)

(5)

其中

(6)

(7)

(8)

所以，信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的概念模型變?yōu)槭?9)。

Case=((S,m(A)),P,E)

(9)

其中，S代表地震應(yīng)急案例情景特征，P代表地震應(yīng)急救援方案，E代表地震應(yīng)急救援效果，A代表地震應(yīng)急案例中具有不確定性的情景特征[16]，其不確定性用二元組

圖1 地震應(yīng)急案例框架圖

[Bel(A),P*(A)]表示，Bel(A)為A的信任函數(shù)，代表A的可信程度；P*(A)為A的不可駁斥函數(shù)，代表A的可信程度。m(A)表示對(duì)A的信任程度。

具體的案例表示還需要借助于合理的案例表示方法。如上文所述，框架表示法是符合突發(fā)事件應(yīng)急案例推理需求的案例表示方法[17]。根據(jù)地震應(yīng)急案例的概念模型，我們可以得到地震應(yīng)急案例的框架網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。

地震應(yīng)急不同于其他突發(fā)事件應(yīng)急，需要多個(gè)部門(mén)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，并且經(jīng)常會(huì)面臨資源不足的情形，所以地震應(yīng)急案例框架需要采用頂層框架嵌套子框架的形式來(lái)構(gòu)造。地震應(yīng)急案例的頂層框架如表2所示。根據(jù)地震應(yīng)急案例的框架示意圖，本文構(gòu)造了地震應(yīng)急案例的子框架，如表3、表4、表5和表6所示。

表2 地震應(yīng)急案例頂層框架

表3 地震應(yīng)急案例情景特征

框架名:<地震應(yīng)急案例情景特征>槽1:時(shí)間值 m(A)(槽1)槽2:地點(diǎn)值 m(A)(槽2)槽3:情景描述側(cè)面31:情景描述指標(biāo)1值 m(A)(側(cè)面31)側(cè)面32:情景描述指標(biāo)2值 m(A)(側(cè)面32)…… …側(cè)面3n:情景描述指標(biāo)n值 m(A)(側(cè)面3n)

表4 地震應(yīng)急救援方案

框架名:<地震應(yīng)急救援方案>槽1:救援安置方案槽2:道路搶修方案槽3:消防滅火方案槽4:電力搶修方案槽5:醫(yī)療防疫方案

表5 救援安置方案

表6 地震應(yīng)急案救援效果

框架名:<地震應(yīng)急救援效果>槽1:地震應(yīng)急救援結(jié)果值槽2:欠缺的應(yīng)急資源側(cè)面21:應(yīng)急資源1值側(cè)面22:應(yīng)急資源2值……側(cè)面2n:應(yīng)急資源n值槽3:地震應(yīng)急救援評(píng)價(jià)值

其他應(yīng)急方案的表示方法與救援安置方案相似，不再贅述。

通過(guò)頂層框架嵌套子框架可以將地震應(yīng)急案例清晰而結(jié)構(gòu)化地表示出來(lái)。

2 信息不完備條件下地震應(yīng)急案例檢索方法

由于信息不完備條件下的地震應(yīng)急案例表示融入了基本信任分配函數(shù)m(A)，所以其檢索方法也會(huì)有所變化。本文使用最近鄰法來(lái)檢索相似案例。該過(guò)程分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段計(jì)算融入基本信任分配函數(shù)的地震應(yīng)急案例的局部屬性；第二個(gè)階段計(jì)算地震應(yīng)急案例的全局屬性。

2.1 地震應(yīng)急案例局部相似度的計(jì)算

對(duì)于地震突發(fā)事件情景特征而言，其數(shù)據(jù)屬性可以劃分為確定符號(hào)屬性、確定數(shù)屬性和模糊屬性，文章分別介紹其屬性相似度的計(jì)算方法。

(1)確定符號(hào)屬性

確定符號(hào)屬性是描述地震應(yīng)急案例情景特征的一種重要數(shù)據(jù)屬性，通常用明確的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)表示[18]，該屬性相似度通過(guò)比較目標(biāo)案例與源案例的含義來(lái)計(jì)算。信息不完備條件下該屬性的計(jì)算公式為

(10)

其中，sima(ci,ti)為目標(biāo)案例和源案例第i個(gè)屬性的相似度，m(A)ti為目標(biāo)案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的基本信任分配函數(shù)，m(A)ci為源案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的基本信任分配函數(shù)。

(2)確定數(shù)屬性

確定數(shù)屬性是地震應(yīng)急決策的關(guān)鍵屬性之一，其計(jì)算有多種方法[19]，本文根據(jù)地震突發(fā)事件的特點(diǎn)選用海明距離來(lái)計(jì)算確定數(shù)屬性的相似度，計(jì)算公式為

(11)

其中，sima(ci,ti)為目標(biāo)案例和源案例第i個(gè)屬性的相似度；ti為目標(biāo)案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的值，m(A)ti為目標(biāo)案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的基本信任分配函數(shù)；ci為源案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的值，m(A)ci為源案例第i個(gè)確定數(shù)屬性的基本信任分配函數(shù)；Amaxi為源案例中第i個(gè)確定數(shù)屬性的最大值，即Amaxi=max(cim(A)ci)；Amini為源案例中第i個(gè)確定數(shù)屬性的最小值，即Amini=min(cim(A)ci)。

(3)模糊屬性

地震突發(fā)事件的信息不完備性和緊迫性決定了在地震應(yīng)急案例中存在著大量模糊屬性值。由于實(shí)際應(yīng)用中的許多隨機(jī)變量都是正態(tài)分布或者接近正態(tài)分布的，所以正態(tài)模糊集非常重要。同樣，有關(guān)地震的許多變量都可以表征為正態(tài)模糊集，因此本文使用正態(tài)模糊集合來(lái)描述模糊屬性[20]。正態(tài)模糊集的隸屬函數(shù)為

(12)

根據(jù)該函數(shù)的特點(diǎn)，本文對(duì)文獻(xiàn)[20]計(jì)算模糊屬性相似度方法進(jìn)行改進(jìn)來(lái)計(jì)算具有不完備信息的模糊屬性相似度。

1)確定數(shù)與模糊區(qū)間數(shù)相似度計(jì)算

設(shè)a為一確定數(shù)，zi為第i個(gè)屬性的取值范圍，b1、b2為模糊區(qū)間數(shù)的上下限，則有

(13)

其中

(14)

2)模糊區(qū)間數(shù)相似度計(jì)算

設(shè)a1、a2和b1、b2分別為兩個(gè)模糊區(qū)間的上下，則有

(15)

(16)

當(dāng)a1>b2時(shí)，計(jì)算相似度需要將[a1,a2]和[b1,b2]調(diào)換。

3)模糊概念屬性相似度計(jì)算

計(jì)算模糊概念屬性相似度需要先使用模糊量化分值將評(píng)價(jià)模糊處理，然后使用模糊區(qū)間屬性相似度計(jì)算相似性。

2.2 地震應(yīng)急案例全局相似度的計(jì)算

地震應(yīng)急案例全局相似度是案例中所有情景屬性相似度的加權(quán)和。情景屬性的重要性由其在應(yīng)急決策制定中的作用來(lái)決定。本文使用AHP方法來(lái)獲取屬性權(quán)重，然后在應(yīng)急案例情景屬性局部相似度的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)每個(gè)加權(quán)的屬性相似度求和而得到全局相近似度。其具體的計(jì)算公式為

(17)

其中，sima(ci,ti)為信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的全局相似度，wi為第i個(gè)屬性值的權(quán)重，sima(ci,ti)為目標(biāo)案例ti和ci源案例在屬性i上的局部相似度，m為屬性值的個(gè)數(shù)。

3 實(shí)例應(yīng)用

本文選取2012年9月7日云南昭通、貴州畢節(jié)地震救援安置案例和2008年8月四川攀枝花地震救援安置案例來(lái)說(shuō)明基于證據(jù)理論的地震應(yīng)急案例的框架表示方法及檢索方法的具體應(yīng)用。

地震應(yīng)急案例表示需要通過(guò)信息源獲取地震的情景屬性并計(jì)算信息源的基本信任分配函數(shù)。在該案例中，震級(jí)、震源深度、海拔、地形、人口密度和應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)的信息可以直接精確獲取，其基本信任分配函數(shù)值為1。而受傷人數(shù)、死亡人數(shù)和受災(zāi)范圍需要通過(guò)調(diào)查匯報(bào)的形式獲取，由于地震災(zāi)害具有緊急性、破壞性和信息不完備性特點(diǎn)，不同調(diào)查匯報(bào)單位的匯報(bào)結(jié)果會(huì)有所不同，因此這些數(shù)值具有不確定性，需要使用基本信任分配函數(shù)來(lái)表示這些不確定性。兩個(gè)調(diào)查匯報(bào)單位對(duì)這三個(gè)情景屬性的匯報(bào)結(jié)果分別為(795,0.9)、(81,0.9)、(6214-7100,0.9)和(680,0.6)、(71,0.7)、(6000-7000,0.8)。調(diào)用信息不確定處理模型可以對(duì)兩組匯報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

受傷人數(shù)基本信任分配函數(shù)為：

表7 云南昭通、貴州畢節(jié)地震應(yīng)急案例頂層框架

可見(jiàn)受傷人數(shù)為795人的可能性比受傷人數(shù)為680人的可能性大很多，其基本信任分配函數(shù)為0.5732。同樣可以獲取死亡人數(shù)和受災(zāi)范圍的情景屬性及其基本信任分配函數(shù)分別為(81,0.5569)、(6214-8000, 0.5285)。

因此云南昭通、貴州畢節(jié)地震救援安置子案例可以表示為以下表格。

表8 云南昭通、貴州畢節(jié)地震應(yīng)急案例情景特征

表9 云南昭通、貴州畢節(jié)地震救援安置方案

表10 云南昭通、貴州畢節(jié)地震災(zāi)民救援安置效果

表11 案例庫(kù)中地震應(yīng)急案例情景特征屬性最大最小值表

情景特征名稱(chēng)屬性最大值屬性最小值震級(jí)9級(jí)5級(jí)震源深度60千米5千米平均海拔5000米0米受傷人數(shù)2000人580人死亡人數(shù)300人35人受災(zāi)范圍15000平方公里6000平方公里人口密度2000人/平方公里1人/平方公里應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)1級(jí)4級(jí)

進(jìn)行案例檢索需要計(jì)算屬性相似度和全局相似度。屬性相似度使用前文的公式進(jìn)行計(jì)算，所需的屬性的取值范圍見(jiàn)表11。

確定數(shù)屬性相似度使用式(11)計(jì)算。

同樣可以計(jì)算得到其他確定數(shù)屬性相似度。

模糊區(qū)間屬性相似度使用式(15)計(jì)算。

確定符號(hào)屬性相似度使用式(10)計(jì)算。

sima6=1-|1-1|=1

最后得到所有局部屬性相似度。

計(jì)算全局相似度還需要選取情景屬性權(quán)重。該權(quán)重的設(shè)定通過(guò)AHP方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。地震專(zhuān)家分析評(píng)估各個(gè)情景特征在應(yīng)急決策中的重要作用建立判斷矩陣，如表12。

表12 情景屬性專(zhuān)家判斷矩陣

使用方根法可求得該矩陣的特征向量為

一致性檢驗(yàn)通過(guò)，所求得的特征向量即為情景屬性的權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表13。

表13 情景屬性計(jì)算結(jié)果

最后，可以得出兩個(gè)案例的相似度為

如果忽略了信息的不確定性，那么可以得到案例相似性為

可見(jiàn)，考慮了信息不確定性和不考慮信息不確定性的案例表示和相似度測(cè)量有很大不同。證據(jù)理論具有很強(qiáng)的表示和處理不確定性信息的能力[21]，將其和框架表示法融合能更好地描述信息不完備條件下的結(jié)構(gòu)化案例。

4 結(jié)論

本文在對(duì)案例表示方法進(jìn)行比較研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)案例推理的結(jié)構(gòu)化需求和定量化需求，將證據(jù)理論的有關(guān)內(nèi)容引入框架表示法，提出了信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的框架表示法。該方法可以有效地描述信息不完備條件下地震應(yīng)急案例情景特征的不確定性，從而改進(jìn)案例推理的檢索和適配效果。同時(shí)，文章相應(yīng)地提出了信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的檢索方法。最后，文章對(duì)信息不完備條件下地震應(yīng)急案例的表示方法和檢索方法進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

在信息不完備條件下應(yīng)急案例表示方法和檢索方法的基礎(chǔ)上，今后的工作將研究面向情景特征的突發(fā)事件應(yīng)急案例適配方法，從而為地震突發(fā)事件應(yīng)急處置提供量化的決策支持。

[1] Liao Z L, Phillip H. Integration of multi-technology on oil spill emergency preparedness[J]. Marine Pollution Bulletin, 2012, 64(10): 2117-2128.

[2] 廖振良,劉宴輝,徐祖信.基于案例推理的突發(fā)性環(huán)境污染事件應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)[J].環(huán)境污染與防治,2009,31(1):86- 89.

[3] 孫殿閣,孫佳,曹婧華,等.基于案例推理的城市典型災(zāi)害應(yīng)急處置專(zhuān)家系統(tǒng)構(gòu)建研究[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2012,8(2):55- 60.

[4] 翟丹妮,黃衛(wèi)東.應(yīng)急案例的框架表示方法研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2011,21(7):9-12.

[5] Baisakhi C, Ghosh D. Knowledge management with case-based reasoning applied on fire emergency handling[A]. Kaihara.2010 8th IEEE International Conference on Industrial Informatics(INDIN)[C]. Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 2010. 708-713.

[6] Zhang B S, Li X Y, Li J. Research on emergency case ontology model based on ABC ontology[A]. Lan Hua.2013 International Conference on Management Science and Engineering[C]. Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 2013. 739-744.

[7] Zhao J S, Cui L. Learning HAZOP expert system by case-based reasoning and ontology[J]. Computers & Chemical Engineering, 2009, 33(1): 371-378.

[8] Wu K S, Li L, Li J X, et al. Ontology-enriched multi-document summarization in disaster management using submodular function[J]. Information Sciences, 2013, 224 (1): 118-129.

[9] Fan Z, Zlatanova S. Exploring ontology potential in emergency management[J]. Applied Geomatics, 2011, 3(2): 109-122.

[10] 仲秋雁,郭素.應(yīng)急輔助決策中案例表示與檢索方法研究[J].大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011,51(1):137-142.

[11] 呂宗平,胡欣,楊宏宇.基于案例推理的機(jī)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案管理[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào),2010,28(2):1-5.

[12] Cai J W, Jia Y X. Research of wartime equipment maintenance intelligent decision-making based on case-based reasoning[J]. Procedia Engineering, 2011, 15: 163-167.

[13] 任佳,高曉光,白勇.信息不完備小樣本條件下離散DBN參數(shù)學(xué)習(xí)[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù),2012,34(8):1723-1728.

[14] 高洪深.決策支持系統(tǒng)(DSS)—— 理論·方法·案例(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000.

[15] 袁曉芳.基于情景分析與CBR的非常規(guī)突發(fā)事件應(yīng)急決策關(guān)鍵技術(shù)研究[D].西安:西安科技大學(xué),2011.

[16] 朱福喜.人工智能基礎(chǔ)教程(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2011.

[17] Liao Z L, Mao X W, Phillip H, et al. Adaptation methodology of CBR for environmental emergency preparedness system based on an improved genetic algorithm[J]. Expert Systems with Applications, 2012, 39(8): 7029-7040.

[18] HU B, HU H A, Chai Y G. An emergency procurement decision support system integrating case-based and rule-based reasoning[A]. Zhang J, Zhang X Q. 2012Inernational Conference of Logistics Engineering and Management[C]. Reston, USA: American Society of Civil Engineers, 2012. 912- 917.

[19] Xie X L, Lin L, Zhong S S. Handling missing values and unmatched features in a CBR system for hydro-generator design[J]. Computer-Aided Design, 2013, 45(6): 963-976.

[20] Li H, Sun J. Hybridizing principles of the electre method with case-based reasoning for data mining: electre-CBR-I and electre-CBR-II[J]. European Journal of Operational Research, 2009, 197(1): 214-224.

[21] 楊風(fēng)暴,王肖霞.D-S證據(jù)理論的沖突證據(jù)合成方法[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2010.

Research on Structuralization Method for Earthquake Emergency Cases Under the Condition of Incompleteness Information

ZHANG Bai-shang1, LI Xiang-yang1, LI Xiang-hua2

(1.SchoolofManagement,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China; 2.DisciplineInspection&SupervisionOffice,ShandongYouthUniversityofPoliticalScience,Jinan250103,China)

Earthquake emergencies are characterized with urgency, destruction and incompleteness of information, and do a great harm to the safety for people's lives and property. Case-based reasoning is an effective method for emergency disposal and case representation is the basis of case-based reasoning. However, the current methods of case representation are not involved in the incompleteness of information for emergencies, which weakens the effectiveness of emergency case representation and affects the accuracy of case retrieval and the effect of case adaptation. On the basis of case representation research, this paper introduces mass function of evidence theory into the framework representation method and propose the framework representation method for earthquake emergency cases under the condition of incompleteness insormation according to structured and quantitative requirements of case-based reasoning. Then it puts forward retrieval methods for earthquake emergency cases under the condition of incompleteness information. Finally, it the proposed case representation and retrieval method for earthquake emergency cases under the condition of incompleteness information is verified for application.

decision support system; structured method; evidence theory; framework representation method; earthquake emergency case

2013- 08-13

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(91024028, 91024031, 91324018)

張佰尚(1984-),男，博士研究生，研究方向：管理決策及其支持系統(tǒng)，應(yīng)急管理；李向陽(yáng)(1950-)，男，教授，研究方向：管理決策及其支持系統(tǒng)，應(yīng)急管理；李相華(1977-)，男，講師，研究方向：工程管理。

TP399

A

1007-3221(2015)02- 0078- 09