摘要：突發(fā)事件的案例檢索是將案例推理技術(shù)應(yīng)用于應(yīng)急管理領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對(duì)案例表達(dá)結(jié)構(gòu)體系的重新設(shè)計(jì)，建立了包括自然社會(huì)屬性、事件屬性、管理屬性等三個(gè)方面的突發(fā)事件案例表達(dá)的框架體系，并進(jìn)一步規(guī)范了每一類屬性的描述規(guī)則以及屬性的數(shù)據(jù)形態(tài)，最后應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行了基于案例屬性的案例檢索，最終的案例檢索實(shí)證驗(yàn)證了該案例表達(dá)框架體系的合理性以及灰色關(guān)聯(lián)分析的分辨力。這對(duì)于突發(fā)事件案例檢索的應(yīng)用以及應(yīng)急管理能力的提升具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：案例檢索；案例表達(dá)；屬性；灰色關(guān)聯(lián)分析

中圖分類號(hào)：C931；D63-3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3963/j.issn.16716477.2017.05.0002

一、引 言

近年來(lái)，各類突發(fā)事件出現(xiàn)頻率明顯增加，探索更好的應(yīng)急管理手段與技術(shù)已成為無(wú)論學(xué)界、政府部門乃至社會(huì)公眾都極其關(guān)注的問題。案例推理的基本思想是通過歷史案例來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問題。就突發(fā)事件應(yīng)急管理而言，案例推理技術(shù)使得利用以往處置突發(fā)事件的歷史經(jīng)驗(yàn)與措施來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)前的突發(fā)事件成為可能。因此，將案例推理技術(shù)來(lái)進(jìn)行應(yīng)急決策與應(yīng)急指揮是當(dāng)前學(xué)界推動(dòng)突發(fā)事件應(yīng)急管理研究的一個(gè)重要方向。

在案例推理過程中，首先需要將突發(fā)事件案例表達(dá)為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的形式，其次需要進(jìn)行一定的算法實(shí)現(xiàn)案例的檢索。對(duì)此，需要迫切回答的問題就是：如何將突發(fā)事件案例分解為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的結(jié)構(gòu)化的形式？以及通過何種方式能夠更好地實(shí)現(xiàn)案例檢索？本研究嘗試在建立突發(fā)事件案例結(jié)構(gòu)化表達(dá)的框架的基礎(chǔ)上，提出基于灰色關(guān)聯(lián)分析的突發(fā)事件案例檢索模型，以期為突發(fā)事件應(yīng)急管理提供借鑒。

二、文獻(xiàn)回顧

案例推理包含四個(gè)環(huán)節(jié)——案例檢索（retrieve）、案例重用（reuse）、案例修正（revise）、案例保存（retain）。其中，案例檢索則是整個(gè)案例推理系統(tǒng)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接關(guān)系到案例推理應(yīng)用的實(shí)際效果。圍繞案例檢索在突發(fā)事件應(yīng)急管理的應(yīng)用，目前學(xué)界大致從兩個(gè)方向來(lái)展開。

首先是通過對(duì)案例的結(jié)構(gòu)化表達(dá)，將案例結(jié)構(gòu)化為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的符號(hào)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行案例檢索。其通常采用的檢索方法有最近相鄰法、歸納推理法和知識(shí)引導(dǎo)法[1]。具體而言，研究者多圍繞案例的屬性值來(lái)展開研究，試圖在案例結(jié)構(gòu)化的過程中，建立案例的屬性值體系，然后通過屬性值的相似度來(lái)判斷案例整體的相似度。如，劉雙印和徐龍琴提出了案例屬性權(quán)值自適應(yīng)算法和改進(jìn)的灰色關(guān)聯(lián)度案例相似度算法[2]，錢靜等人提出了基于多維情景空間表達(dá)的二階檢索算法以提升突發(fā)事件案例的檢索效率[3]，梁曼等人提出了基于粗糙集的航路飛行沖突智能解脫系統(tǒng)的案例檢索方法[4]，宋英華等人提出了結(jié)合歸納索引法和基于證據(jù)推理的置信規(guī)則庫(kù)推理方法（RIMER）的應(yīng)急案例索引技術(shù)[5]，董憲元等人則是應(yīng)用二階聚類算法建立案例檢索庫(kù)并開發(fā)出交通事故案例檢索系統(tǒng)[6]，王寧等人則提出了基于知識(shí)元的應(yīng)急案例檢索方法[7]，在更早些時(shí)候，周凱波等人也提出了基于案例屬性特征的相似度計(jì)算模型[8]。

其次是直接對(duì)突發(fā)事件的案例文本進(jìn)行語(yǔ)義分析，通過計(jì)算語(yǔ)義相似度來(lái)實(shí)現(xiàn)案例檢索。目前已有大量的文獻(xiàn)涉及對(duì)文本的語(yǔ)義相似度計(jì)算，但是用于突發(fā)事件案例文本的語(yǔ)義分析卻不多，其中，Lenz等人提出了基礎(chǔ)性的文本案例推理的案例匹配網(wǎng)絡(luò)模型[9]，張琪等人則提出了基于本體的中文案例相似度計(jì)算方法[10]，沙勇忠和史忠賢也從語(yǔ)義相似度的角度對(duì)文本案例的檢索進(jìn)行了研究[11]，黃超和佘廉則利用潛在語(yǔ)義索引和奇異值分解的方法建立了文本案例推理的方法[12]。

根據(jù)上述的突發(fā)事件案例檢索的兩大研究方向，對(duì)案例進(jìn)行結(jié)構(gòu)化表達(dá)是案例檢索過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于突發(fā)事件的不可重復(fù)性，每一次突發(fā)事件都會(huì)在不同程度上表現(xiàn)出自身的獨(dú)特性，且同類型突發(fā)事件案例樣本缺乏，這無(wú)疑加大了案例檢索的難度。對(duì)此，本研究嘗試?yán)没疑P(guān)聯(lián)分析方法來(lái)進(jìn)行突發(fā)事件案例檢索的研究，該方法相對(duì)于其他分析方法來(lái)說(shuō)，優(yōu)勢(shì)在于對(duì)數(shù)據(jù)的要求比較低，可以很大程度上減少信息缺乏帶來(lái)的損失，非常符合突發(fā)事件應(yīng)急管理中信息相對(duì)缺乏的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，同時(shí)卻又無(wú)損研究的精度。

在本研究中，重點(diǎn)關(guān)注突發(fā)事件案例結(jié)構(gòu)化表達(dá)，提出了案例結(jié)構(gòu)化表達(dá)中的屬性描述準(zhǔn)則，然后應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件的案例檢索，最后以相關(guān)突發(fā)事件案例來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，以期為突發(fā)事件應(yīng)急管理提供借鑒。

三、突發(fā)事件案例結(jié)構(gòu)化表達(dá)

（一）突發(fā)事件案例表達(dá)的屬性描述準(zhǔn)則

在案例的表現(xiàn)形式上，突發(fā)事件案例具有三種形式：匯編案例、結(jié)構(gòu)案例和網(wǎng)絡(luò)輿情案例[13]。最初是Gilboa提出了問題描述—解描述—效果描述的案例表達(dá)結(jié)構(gòu)[14]；仲秋雁等人提出了基于知識(shí)元的突發(fā)事件情景模型，利用對(duì)知識(shí)元的抽取及其屬性的取值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件情景的描述[15]；張英菊等人則提出了用于案例推理的突發(fā)事件案例通用表示與存儲(chǔ)模式[16]，該模式包括應(yīng)急概念樹—突發(fā)事件本體模型—事件元模型的三層架構(gòu)；李勇建等人也從案例屬性的角度出發(fā)提出了事件類型、關(guān)鍵屬性、從屬屬性、環(huán)境屬性和危害評(píng)估屬性的案例集合形式[17]；佘廉等人也提出了基于“情景—事件—管理”三維度的案例結(jié)構(gòu)化框架[18]。

根據(jù)佘廉等人的案例結(jié)構(gòu)化模式，突發(fā)事件案例可以分為情景維度、事件維度和管理維度，每個(gè)維度下又包括不同的屬性。

情景維度主要涉及突發(fā)事件的發(fā)生地的誘發(fā)或觸發(fā)環(huán)境信息，可能承載損害后果的社會(huì)環(huán)境等。情景維度以描述案例發(fā)生環(huán)境的性質(zhì)及特征為主，主要目標(biāo)是界定案例性質(zhì)類型、外在表面特征等。其主要描述內(nèi)容包括地理、水文、氣象等自然屬性，也包括人口、交通、經(jīng)濟(jì)等社會(huì)屬性，還包括危險(xiǎn)源、承災(zāi)體等風(fēng)險(xiǎn)屬性。

事件維度主要闡述的是事件起止的全過程的客觀信息，包括其發(fā)生、演化、應(yīng)急響應(yīng)過程、次生衍生事件、損失及結(jié)束等。事件維度涵蓋時(shí)間屬性、空間屬性和類型屬性三大部分。其中，時(shí)間屬性包括事件鏈分段、應(yīng)急響應(yīng)階段劃分等；空間屬性包括地域范圍、實(shí)體以及虛擬傷害等；類型屬性包括事件類型、級(jí)別等。

管理維度主要表現(xiàn)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的管理主體的決策行為、應(yīng)急響應(yīng)活動(dòng)及其應(yīng)急響應(yīng)活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果。就實(shí)際操作而言，在應(yīng)急管理過程中，行政主體作出的應(yīng)急決策及其行政行為將直接影響到事件的演化。因而，管理維度主要的描述內(nèi)容包括行政行為、事件處置、社會(huì)穩(wěn)控等處置任務(wù)以及管理主體的構(gòu)成、類型、角色，還包括應(yīng)急人員構(gòu)成、應(yīng)急物資構(gòu)成等資源配置屬性。

各維度的屬性體系形成了突發(fā)事件案例的基本框架結(jié)構(gòu)。在對(duì)案例進(jìn)行檢索匹配過程中，針對(duì)不同的屬性，需要應(yīng)用具體的屬性描述準(zhǔn)則予以規(guī)范。

情景維度的屬性描述準(zhǔn)則。情景維度的屬性描述主要是借助于已有的專業(yè)術(shù)語(yǔ)及科學(xué)定義，對(duì)事件的自然、社會(huì)、風(fēng)險(xiǎn)等屬性進(jìn)行描述。

事件維度的屬性描述準(zhǔn)則。此維度的案例表達(dá)以實(shí)現(xiàn)對(duì)事件客觀信息的完整、詳細(xì)描述為目標(biāo)。對(duì)于時(shí)間屬性的表達(dá)準(zhǔn)則是要以時(shí)間鏈為基準(zhǔn)，按照事件發(fā)生的時(shí)間—情景—應(yīng)急響應(yīng)的順序，對(duì)案例進(jìn)行表達(dá)，重點(diǎn)突出不同時(shí)間段下事件的演化過程；空間屬性的表達(dá)準(zhǔn)則是以數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過定量的方式來(lái)描述，如刻畫造成的影響范圍及損失等；類型屬性的表達(dá)準(zhǔn)則是以定性描述為基礎(chǔ)。

管理維度的屬性描述準(zhǔn)則。此維度的屬性描述目的在于能夠清晰地表達(dá)出突發(fā)事件應(yīng)急主體的行為以及行為結(jié)果。對(duì)于應(yīng)急行為主體的類型描述，基本準(zhǔn)則是依據(jù)當(dāng)前對(duì)各類組織的界定進(jìn)行劃分和描述。對(duì)于資源配置屬性的描述，其基本準(zhǔn)則是以數(shù)據(jù)形式進(jìn)行最直觀的表達(dá)。

（二）突發(fā)事件案例屬性的屬性數(shù)據(jù)形態(tài)

在突發(fā)事件案例屬性的描述準(zhǔn)則之下，應(yīng)確定每一屬性的數(shù)據(jù)形態(tài)。根據(jù)對(duì)文獻(xiàn)歷史案例的分析以及文獻(xiàn)查閱的結(jié)果，突發(fā)事件案例屬性的數(shù)據(jù)形態(tài)可以分為兩類：數(shù)值型和符號(hào)型。其中，數(shù)值型數(shù)據(jù)又可以分為確定數(shù)值型與模糊數(shù)字型；符號(hào)型數(shù)據(jù)也可以分為確定符號(hào)型與模糊符號(hào)型。

其中，模糊數(shù)值型數(shù)據(jù)是指其取值為一個(gè)不確定的數(shù)值或者是其取值為一個(gè)不確定的區(qū)間，如風(fēng)力3-4級(jí)，溫度3-4℃等等。確定數(shù)值型數(shù)據(jù)的取值是確定的數(shù)值，其取值可通過直接的方式獲取，如水位為12m，海拔為3200m等等。

模糊符號(hào)型數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)的取值是一個(gè)不確定的描述性解釋；同理，確定符號(hào)型數(shù)據(jù)也是其不同的取值之間無(wú)關(guān)聯(lián)，每個(gè)不同的取值只是一個(gè)符號(hào)型的描述，不具有數(shù)值意義。如，突發(fā)事件事發(fā)地的地貌為山區(qū)、丘陵、平原等等。其取值方式可在窮舉該屬性所有取值之后，通過編碼的方式得到該屬性的無(wú)量綱化的數(shù)值。

（三）突發(fā)事件案例的屬性結(jié)構(gòu)體系

如前所述，對(duì)任何突發(fā)事件的描述都會(huì)涉及到突發(fā)事件的事件背景環(huán)境、處理過程、處理行為等三個(gè)方面的內(nèi)容，相應(yīng)地構(gòu)成了情景、事件、管理三大維度，故而，進(jìn)行突發(fā)事件案例檢索也可以在此案例屬性結(jié)構(gòu)體系下進(jìn)行。通常實(shí)證研究需要較為精細(xì)的數(shù)據(jù)和指標(biāo)體系，考慮到本研究的探索性以及征求專家意見的基礎(chǔ)上，我們稍許降低研究精度，只選取了具有代表性的案例屬性進(jìn)行實(shí)證性的算例分析。所選取的代表性案例屬性主要由自然社會(huì)屬性、事件屬性和管理屬性組成，詳見表1。

該突發(fā)事件案例屬性結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的原則是，通過詳盡的自然地理數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)以及事件自身的描述性數(shù)據(jù)來(lái)刻畫事件的特征，然后建立其與管理屬性數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)事件案例的表達(dá)。

四、基于灰色關(guān)聯(lián)分析的突發(fā)事件案例檢索模型

灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想是根據(jù)序列曲線的幾何形狀的相似程度來(lái)判斷不同序列之間的聯(lián)系緊密情況[19]，亦即，如果序列曲線的幾何形狀越相似，變化的趨向越接近，其關(guān)聯(lián)度則越大；反之，其關(guān)聯(lián)度就越小。根據(jù)這一思想，在進(jìn)行突發(fā)事件案例檢索研究過程中，可以通過對(duì)突發(fā)事件案例進(jìn)行結(jié)構(gòu)化的表達(dá)，建立案例的屬性結(jié)構(gòu)體系，分析其屬性特征，建立突發(fā)事件案例屬性的數(shù)據(jù)序列，從而計(jì)算案例之間的相似性，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件的案例檢索。

應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行突發(fā)事件案例檢索研究，則需對(duì)案例進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。由于突發(fā)事件的發(fā)生發(fā)展演化是按照時(shí)間序列來(lái)展開的，其各屬性的取值也隨時(shí)間變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，所以，由前述突發(fā)事件案例屬性結(jié)構(gòu)而構(gòu)建的案例屬性序列應(yīng)為行為時(shí)間序列。

五、實(shí)證分析

本文選取近年來(lái)我國(guó)的一系列爆炸類的突發(fā)事件進(jìn)行實(shí)證分析。相關(guān)爆炸類事故包括：天津港“8·12”瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)特別重大火災(zāi)爆炸事故，江蘇省蘇州昆山市中榮金屬制品有限公司“8.2”特別重大爆炸事故，山東省青島市“11·22”中石化東黃輸油管道泄漏爆炸特別重大事故，滬昆高速湖南邵陽(yáng)段“7·19”特別重大道路交通?；啡急鹿?。其中，設(shè)天津港瑞海公司危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)特別重大火災(zāi)爆炸事件為目標(biāo)案例。相關(guān)事故數(shù)據(jù)來(lái)源為國(guó)家安監(jiān)總局官方網(wǎng)站所公布的事故調(diào)查報(bào)告（見網(wǎng)址：http：//www.chinasafety.gov.cn/），以及相關(guān)事故處理過程中的政府公告等。

為了驗(yàn)證灰色關(guān)聯(lián)分析方法的分辨力，在確定分析案例時(shí)特意選取了四個(gè)等級(jí)同為特別重大的爆炸類突發(fā)事件，計(jì)算結(jié)果表明，天津港爆炸事件與青島東黃輸油管爆炸事件最為相似，此結(jié)果與之前的預(yù)估判斷相似。在案例檢索計(jì)算過程中可以發(fā)現(xiàn)，盡管從事件層面上看，目標(biāo)案例X0與歷史案例X3都同為?；繁ㄊ录v史案例X3實(shí)為交通事故引發(fā)的危化品車輛爆炸事故），兩者具有諸多相似之處，但是由于其災(zāi)損及后期應(yīng)對(duì)與處置的巨大差異，導(dǎo)致二者之間的相似度較低。這體現(xiàn)出灰色關(guān)聯(lián)分析方法在檢索案例時(shí)的優(yōu)越性。

六、結(jié) 語(yǔ)

考慮到突發(fā)事件案例檢索的最終目的是取歷史相似案例為己所用，故而，單純地從事件層面上考慮突發(fā)事件案例的相似度是存在缺陷的，容易出現(xiàn)檢索到事件相似而處置方法及結(jié)果千差萬(wàn)別的情形。本研究從自然社會(huì)屬性、事件屬性、管理屬性等三個(gè)方面構(gòu)建了突發(fā)事件案例表達(dá)的框架體系，并進(jìn)一步規(guī)范了每一屬性的描述規(guī)則以及屬性數(shù)據(jù)的形式，最終的案例檢索實(shí)證驗(yàn)證了該案例表達(dá)框架體系的合理性以及灰色關(guān)聯(lián)分析的分辨力。

本研究實(shí)際上是靜態(tài)的案例檢索分析，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)所獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的動(dòng)態(tài)案例檢索分析。作為進(jìn)一步研究的方向，案例表達(dá)中的社會(huì)屬性與管理屬性的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化表達(dá)是一個(gè)亟需解決的問題；同時(shí)，對(duì)于案例屬性權(quán)重的計(jì)算問題也是需要在后續(xù)的研究中開展。

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（責(zé)任編輯 王婷婷）

Abstract：Case retrieval is a key in the application of case based reasoning （CBR） in the field of emergency management. By redesigning the structure of case expression， the paper establishes the framework system including natural attribute， event attribute and management attribute in 3 aspects of emergencies， and further standardizes every kind of attribute description rules and data attributes. Then the application of grey relational analysis method is used to match case retrieval based on the case attribute. Finally， the case study indicates that the grey relational evaluation and the case retrieval frame system is effective. It is possible to apply emergency case retrieval and improve the emergency management ability.

Key words：case retrieval； case expression； attribute； grey relational analysis