基于范畴论的应急预案语义模型研究

论文摘要

随着社会经济的发展,突发公共事件的形式日趋多样化,发生的频率也必然会越来越高。如何在时间约束条件下,快速制定应急预案,实现多部门联合救援是应急决策系统研究的核心。目前,成功的应急决策系统已经实现了统一接处警平台下的多部门联合作业,但对于如何组织和利用应急知识快速生成应急预案的研究才刚刚开始。本论文结合国家自然科学基金项目(项目编号:70871061),针对目前应急知识管理在知识处理中所遇到的问题和困难,将范畴论引入应急预案数字化建模中,以范畴论为理论基础,以应急预案的模板结构化为出发点,将应急预案划分为若干个知识片断,通过对知识片断的范畴化表示,构建应急预案语义模型,并利用该语义模型,探讨应急预案动态生成机制,给出应急预案动态生成的实现方法及相关算法。论文的主要研究内容如下:(1)设计了应急预案结构模板以及应急预案模板结构化算法。借鉴已有应急预案数字化的经验并结合数字化的实践,通过分析所收集的3000份应急预案的文档内容,提取应急预案的目录结构,确定应急预案结构模板,并在模板的本体表示基础上,设计了应急预案模板结构化算法,实现文本预案到数字化预案的转化和规范,将无结构的应急预案文档转换为半结构化的应急预案xml文档。(2)构建了应急预案语义模型。以范畴论和本体为基础,引入知识片断,将应急预案划分为若干知识片断,以知识片断的范畴化表示为出发点,进而完成应急预案语义模型的构建。整个构建过程由三个主要步骤组成:一是以SUMO顶层本体中的概念和关系为指导,并结合应急预案的领域知识,构建应急预案本体;二是从范畴论角度,设计应急预案和知识片断的范畴结构;三是以定义的范畴知识结构为依据,以应急预案本体中的概念和关系为指导,完成知识片断的范畴化表示,最终完成应急预案语义模型的构建。(3)设计了应急预案动态生成机制和动态生成算法。在给出了动态应急响应系统体系结构的基础上,通过分析应急响应业务流程,设计了应急预案动态生成的流程以及在此过程中涉及的关键技术,然后给出了基于应急过程重组的应急预案动态生成的实现方法,最后通过应急过程映射、匹配和合并,分析应急过程重组的原理,设计了应急重组的算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 论文研究的目的和方法
• 1.3 国内外研究现状综述
• 1.3.1 应急知识管理研究综述
• 1.3.2 范畴论在知识管理的应用综述
• 1.3.3 应急预案数字化研究综述
• 1.4 研究述评
• 1.5 论文的主要内容和结构
• 1.6 小结
• 第二章 范畴论
• 2.1 范畴论的发展
• 2.2 范畴论在语义模型中的应用
• 2.3 范畴论与本体论的结合
• 2.4 范畴论相关概念介绍
• 2.5 小结
• 第三章 基于范畴论的应急预案数字化建模研究
• 3.1 问题的引入
• 3.2 基于范畴论的应急预案数字化建模
• 3.3 应急预案数字化建模的关键问题
• 3.3.1 应急预案结构模板设计
• 3.3.2 应急预案语义模型构建
• 3.3.3 应急预案动态生成机制实现
• 3.4 文中关键概念的界定
• 3.5 小结
• 第四章 应急预案结构模板的设计
• 4.1 引言
• 4.2 应急预案结构模板的构建
• 4.2.1 应急预案组成要素对比分析
• 4.2.2 应急预案目录结构统计分析
• 4.2.3 应急预案的结构模板的确定
• 4.3 应急预案结构模板的应用
• 4.3.1 应急预案结构模板的本体表示
• 4.3.2 基于本体的应急预案结构模板标注算法
• 4.4 应急预案结构模板应用实例
• 4.5 小结
• 第五章 基于范畴论的应急预案语义模型构建
• 5.1 引言
• 5.2 基于范畴论的应急预案概念建模过程
• 5.3 基于范畴论的应急预案知识结构的设计
• 5.3.1 知识片断的范畴结构
• 5.3.2 应急预案的范畴结构
• 5.4 范畴化应急预案概念本体的构建
• 5.4.1 SUMO 本体在应急预案领域的应用
• 5.4.2 范畴化应急预案的本体建模
• 5.5 范畴化应急预案知识片断的表示
• 5.5.1 知识片断与应急预案本体
• 5.5.2 组成知识片断知识表示
• 5.5.3 情境知识片断知识表示
• 5.6 小结
• 第六章 应急预案动态生成机制的设计与实现
• 6.1 引言
• 6.2 动态应急响应系统体系结构
• 6.3 基于范畴论的应急预案动态生成机制
• 6.3.1 应急预案动态生成流程设计
• 6.3.2 基于应急过程重组的应急预案动态生成
• 6.4 基于范畴知识结构的应急过程重组的实现
• 6.4.1 应急过程的简化结构定义及分类
• 6.4.2 应急过程重组的实现原理
• 6.4.3 应急过程重组的实现算法
• 6.4.4 应急过程重组实例分析
• 6.5 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文