謝洪波，王林林，劉 浩，陳紅旗

(1.河南理工大學資源環(huán)境學院，河南 焦作 454000；2.自然資源部地質(zhì)災害防治技術(shù)指導中心，北京 100081)

0 引言

突發(fā)地質(zhì)災害應急案例是指一次或一組突發(fā)地質(zhì)災害事件及其應急處置資料和研究成果的匯集，當前主要以自然語言進行描述，以電子文檔和紙質(zhì)文檔的形式保存[1]?；诎咐评淼膽陛o助決策中，案例的科學有效表達是基礎問題。采用自然語言形式的描述，難以度量當前案例與歷史案例的相似度，且從相似案例中提取的應急方案冗余信息多，需要進行再加工；而采用結(jié)構(gòu)化形式的描述，案例相似度計算方法成熟，應急方案表達直觀、明確[2-3]，能夠有效輔助應急決策。

因此，開展應急案例結(jié)構(gòu)化表達研究是有實用價值的。傳統(tǒng)的地質(zhì)災害案例數(shù)據(jù)庫中，對非應急信息(基本信息、危害信息、地質(zhì)環(huán)境信息和災害體信息)的結(jié)構(gòu)化解析研究較多，解析程度較高，但由于解析過程中依據(jù)的標準不一以及主觀認識的差別，尚未形成統(tǒng)一的解析結(jié)果[4-6]；對應急信息的結(jié)構(gòu)化解析僅限于應急方案和處置結(jié)果的結(jié)構(gòu)化描述，難以表達歷史案例的完整應對過程[7-9]。

針對一般突發(fā)公共事件應急案例的結(jié)構(gòu)化表達，LIAO K等[10]基于知識元理論構(gòu)建了案例結(jié)構(gòu)化模型和應急輔助決策原型系統(tǒng)；李勇建等[11]將案例歸納為事件屬性、關(guān)鍵屬性、從屬屬性、環(huán)境屬性、危害評估屬性等5個結(jié)構(gòu)塊；佘廉等[12]提出“維度-屬性-特征”的表達框架，將案例表達為情景、事件、應急管理等3個維度，其中，應急管理維度表達為處置任務、管理主體、資源配置等3個屬性；陳曦等[13]將案例歸納為基本信息、環(huán)境信息、事件信息等3部分，并根據(jù)事件的演進過程將事件信息劃分為多個應急情景，對每個情景從狀態(tài)、動態(tài)環(huán)境、行政行為、處置任務等4個方面進行表達。以上研究能夠為突發(fā)地質(zhì)災害應急案例的結(jié)構(gòu)化解析提供參考，但不同于事故災難、公共衛(wèi)生和社會安全等突發(fā)事件，地質(zhì)災害案例解析涉及較多的地質(zhì)專業(yè)性知識，不能套用一般突發(fā)公共事件的結(jié)構(gòu)化描述。為此，本文嘗試從突發(fā)地質(zhì)災害特征出發(fā)，構(gòu)建專門應急案例結(jié)構(gòu)化模型。

1 應急案例結(jié)構(gòu)化模型

1.1 應急案例的要素分析

突發(fā)地質(zhì)災害應急案例模型是對案例共性特征的抽象，關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的二維表格是對現(xiàn)實世界中某一類事物共性的表達，二者具有對應關(guān)系。表格中的行代表數(shù)據(jù)記錄，可以表示一個具體的案例；表格中的列代表“字段”，可以描述案例的特征。本文使用一系列“字段”來構(gòu)建案例模型。

突發(fā)地質(zhì)災害應急案例包含了災害形成、演化和應對的整個過程，直接構(gòu)建模型難度較大，應遵循由淺入深、由粗到細的過程。基于文獻總結(jié)和案例分析，將案例要素劃分為基本信息、危害信息、地質(zhì)環(huán)境信息、災害體信息、應急信息5部分，基本信息表明災害發(fā)生的時間、地點、類型；危害信息表明災害已經(jīng)造成或可能造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失情況；地質(zhì)環(huán)境信息表明災害體形成的地形、地質(zhì)、氣象等條件；災害體信息表明地質(zhì)體運動過程和停止后的物理特征；應急信息表明災害應對過程。模型構(gòu)建將在進一步分析案例要素的基礎上進行。

地質(zhì)災害應急防治流程是應急響應的標準性技術(shù)程序，是案例應急信息結(jié)構(gòu)化解析的理論依據(jù)。長期以來，應急防治流程的標準化和精細化研究不足，造成應急信息結(jié)構(gòu)化解析困難。結(jié)構(gòu)化表達模型是針對特定案例類型的通用的、結(jié)構(gòu)化的表達方式?；谀Ｐ偷陌咐磉_，能夠還原災害的形成、演化和應對過程，促進對災害形成、演化和應對機理的思考，完善應急防治流程。應急防治流程與結(jié)構(gòu)化模型的關(guān)系見圖1。

綜上，案例模型構(gòu)建需要在已有研究成果基礎上，總結(jié)完善非應急信息的結(jié)構(gòu)化解析，并在應急防治流程分析的基礎上解析應急信息。

圖1 應急防治流程與結(jié)構(gòu)化模型的關(guān)系Fig.1 Relation of emergency control process and structured model

1.2 應急防治流程

隨著突發(fā)地質(zhì)災害應急管理理論研究的深入和重大工程實踐檢驗，初步形成了由預警響應、情景分析、應急調(diào)查、應急監(jiān)測、災情評估、風險防控、應急治理、成因判定和總結(jié)恢復九個技術(shù)環(huán)節(jié)組成的應急防治流程[14-15](表1)。其中，預警響應的重點在于做好災前監(jiān)測工作，確保預警判據(jù)真實可靠；選擇有效的預警方式將預警信息及時告知受威脅區(qū)域的所有人員；確定應急響應等級以明確責任主體。情景分析旨在明確當前應急態(tài)勢，把握地質(zhì)體、承災體、地質(zhì)環(huán)境變化的關(guān)鍵節(jié)點和應急資源滿足程度，及時調(diào)整應急方案。應急調(diào)查旨在快速查明地質(zhì)體的分布范圍、破壞類型和危害情況，調(diào)查手段強調(diào)獲取信息速度快、覆蓋面積大。應急監(jiān)測旨在查明地質(zhì)體的穩(wěn)定狀態(tài)和次生災害，判斷發(fā)展趨勢，要求持續(xù)性的、高精細度的監(jiān)測。災情評估旨在查明人員傷亡和直接經(jīng)濟損失情況，為應急救援提供依據(jù)。風險防控針對承災體，防控措施強調(diào)人員避險、救援、救治和重要工程、設備的保護。應急治理針對地質(zhì)體，治理方案強調(diào)依據(jù)科學、技術(shù)可行和經(jīng)濟合理[14-15]。成因判定考慮自然環(huán)境條件和人為活動兩個方面，引發(fā)因素是指激發(fā)地質(zhì)體啟動的直接自然條件[16]，影響因素是指加劇災害發(fā)生的自然條件、人為活動、管理行為等?？偨Y(jié)恢復旨在從技術(shù)層面全面、深入地評估風險管理和應急處置效果，為后續(xù)調(diào)整監(jiān)測方案、改進決策模型、優(yōu)化資源調(diào)度等提供依據(jù)；制定受災地區(qū)的恢復重建方案。

依據(jù)表1中的技術(shù)要點，可還原災害應對基本過程，構(gòu)成了案例應急信息結(jié)構(gòu)化表達的基礎。

1.3 結(jié)構(gòu)化模型和規(guī)范化描述

以完整性、規(guī)范性、科學性為原則，構(gòu)建突發(fā)地質(zhì)災害應急案例(崩塌、滑坡、泥石流)結(jié)構(gòu)化模型(表2)。其中，完整性是指能夠還原案例過程，不丟失案例關(guān)鍵信息；規(guī)范性是指字段名稱和字段描述應盡可能的使用簡潔明確的專業(yè)術(shù)語，避免冗余；科學性是指模型構(gòu)建應符合地質(zhì)災害與應急基本規(guī)律，符合學理邏輯性。模型字段的描述方式有數(shù)字、時間、文本、規(guī)范化術(shù)語4種形式，應急信息和非應急信息的規(guī)范化字段描述見表1、表3。

表1 應急防治流程的技術(shù)環(huán)節(jié)和技術(shù)要點

表2 突發(fā)地質(zhì)災害應急案例結(jié)構(gòu)化模型

2 應急案例系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

系統(tǒng)的設計目的是管理案例數(shù)據(jù)。在保證數(shù)據(jù)真實可靠的基礎上，系統(tǒng)開發(fā)過程中遵循數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)穩(wěn)定、操作簡單的原則。

根據(jù)案例模型和系統(tǒng)管理需要，設計應急案例庫，其中的數(shù)據(jù)表見圖2。

系統(tǒng)采用B/S(瀏覽器/服務器)模式，以應急案例庫和天地圖為基礎，采用ADO.NET和JavaScript API兩種數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，設計了不同用戶角色(管理員、高級用戶、普通用戶)的業(yè)務邏輯(圖3)。系統(tǒng)功能在業(yè)務邏輯層實現(xiàn)，其中，案例簡單查詢支持以時間、地點、類型作為查詢條件，結(jié)果包括案例基本信息和危害信息；案例詳情查詢在簡單查詢基礎上，支持以山地類型、引發(fā)因素、應急響應等級等專業(yè)字段作為查詢條件，結(jié)果包含完整的案例信息；案例管理、專家管理和用戶管理分別實現(xiàn)案例數(shù)據(jù)、專家信息、用戶信息的添加、刪除、更新、查詢；地圖展示是指基于天地圖展示災害點的空間位置。

表3 非應急信息的規(guī)范化字段描述

圖2 應急案例庫中的數(shù)據(jù)表Fig.2 Data tables in emergency case database

圖3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of system

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以C#、JavaScript作為開發(fā)語言，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、管理和地圖展示等功能。

3 結(jié)論

本文分析了突發(fā)地質(zhì)災害應急案例的要素組成，總結(jié)和完善了前人關(guān)于非應急信息結(jié)構(gòu)化的研究成果；通過分析應急防治流程中的技術(shù)環(huán)節(jié)和技術(shù)要點，初步構(gòu)建了突發(fā)地質(zhì)災害應急案例結(jié)構(gòu)化表達模型，并對模型中的字段進行規(guī)范化描述，模型包括基本、危害、地質(zhì)環(huán)境、災害體、應急等5部分。依據(jù)模型和案例數(shù)據(jù)管理需求，設計并實現(xiàn)應急案例系統(tǒng)。