专利名称：一种应急预案的检索和重构方法
技术领域：
本发明涉及城市综合应急管理技术领域，具体涉及一种数字化、结构化、智能化应急预案的检索和重构方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，突发事件的复杂性也相伴而生，其表现之一就是公共突发事件的频发性和多元化发展趋势。现实生活中的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等突发事件不仅对人类的正常活动构成了巨大威胁，也严重影响了整个社会经济系统的正常运行。为避免或减少突发事故带来的危害，迫切需要一套应急处理预案。应急预案主要经历了三个发展阶段，第一阶段的应急预案都是纸质的，使用起来 很不方便；第二个阶段，随着计算机技术的发展，纸质的应急预案编制成了电子应急预案，为应急预案的检索、交换和利用提供了便利；第三阶段，建立结构化的应急预案库，并结合检索、GIS等先进技术，使得应急预案无论在检索效率上、还是在实际应用效果上均有显著提高。有从形式化描述角度去描述预案本身的理论架构者，但是目前这方面还没有比较成熟的理论体系。也有通过对应急预案在文本预案、图文预案以及推演预案3个不同发展阶段的分析，评述了 3种预案支持系统的特点和缺陷，着重对推演预案支持系统的可视化、数字化以及智能化进行分析研究者。但推演预案是应急预案研究的全新领域，目前该领域的研究在国内外都仍然处于起步状态，还不够成熟。综上所述，目前对应急预案已经进行了一定的研究，其中不少值得借鉴的地方，如将GIS技术融入到应急管理平台中等，这些已经成为应急管理平台发展的一种趋势。与此同时，目前的研究也还存在着很多不足之处，比如虽然大部分文献都针对应急管理平台建设提出了一些建设性的方案，但是这些方案都具有其一定的使用范围，不完全满足目前应急管理平台建设的实际需求。目前，公共突发事件频发，越来越表现为多元化，数字化应急预案种类和数量也越来越庞大，使得在实际应用过程中，数字化应急预案与公共突发事件的匹配困难，即使得到正确匹配的预案也不能满足现场突发的需要等尴尬现状；数字化预案的实际应用效果不佳、无法得到广泛的应用。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种应急预案的检索和重构方法，可以对应急预案进行快速检索，动态重构。本发明解决上述技术问题的技术方案是将应急预案进行多维多层结构化划分，然后采用多维多层属性指定和关键字进行检索；对初步应急预案结合事件现场实时数据、趋势分析、态势分析和危险性分析进行重构。整个应急预案检索的过程大体分为事件关键字提取、限定性条件设置和关键字模糊检索、应急预案实例的选择三个步骤；关键字提取，当突发事件发生时，应急人员收到报警电话，确认突发事件的真实性后，记录下事件的基本信息，并从这些基本信息中获取事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等多维属性信息；一般提取突发事件的地域性信息、预警级别信息、事件类型信息、事件本身描述信息作为突发事件的关键字；限定性条件设置和关键字模糊检索，根据提取出的应急事件属性，对事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段进行指定，针对多层次的属性项，进行逐层选择，不断缩小查找范围；对于不能确信的属性信息，可以不指定；最后根据提取出的关键字在应急预案库中进行模糊检索，将相似的预案实例检索出来；假如最终没能找到适当的预案，可以放宽预案属性的条件，再重新进行检索，直到检索到合适的应急预案实例为止；应急预案实例的选择，从检索的结果中，选择与应急事件最符合的应急预案实例， 作为初始预案。关键字模糊检索是采用相似性匹配的方法实现预案检索；所述的相似性匹配方案实现预案检索的过程如下首先提取出应急预案的关键属性，并把这些属性量化，根据每一个属性值的类型选用恰当的距离公式，计算当前事件与应急预案在某一个属性上的局部相似度，然后把各属性的局部相似度与其对应的权重系数加权和得出一个整体相似度，最后以整体相似度值的大小来判断当前事件与预案之间的相似程度。所述的应急预案实例的结构化是将文本应急预案根据预警的多维多层结构属性信息，进行结构化处理，形成结构化应急预案实例；预案实例主要包含预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等属性；针对每种属性，预案实例又具有多层次结构；应急预案实例按照预警级别一般划分为四级，I级应急预案(特别严重)、11级应急预案(严重)、III级应急预案(较重)和IV级应急预案(一般);应急预案按照功能类别一般划分为综合应急预案、专项应急预案、现场应急预案、单项应急预案等；应急预案按照行政管理权限一般划分为国家级应急预案、省、自治区、直辖市级应急预案、市级应急预案、县级应急预案、企业级应急预案；应急预案按照事件应急阶段一般划分为预防阶段、准备阶段、响应阶段、恢复阶段；应急预案按照事件类型一般划分为3层、5大类、45个子类、300多个小类；第一层包括总体预案、自然灾害类、事故灾害类、公共卫生类、社会安全类；第二层是对第一层中的各种类型进行细分，比如自然灾害类包括森林火灾、地震、气象灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害、其他；第三层是在第二层类型基础上继续进行细分，比如水害灾害包括台风、高温、恭雨、雷电、冰霍、寒流、大雾、其他。所述的重构方法是在突发事件应急处置过程中，应急预案引擎根据应急环境的动态变化对初始应急预案进行自动定制，包括危险源，应急资源和预案结构等的调整；过程如下( I)根据事件的实时现场数据，利用趋势分析模型进行趋势分析，预测事件的发展趋势，影响范围；(2)将事件的实时现场数据、趋势分析结果输入到地理信息平台上，利用GIS的强大分析功能，进行态势分析；输出危险源变化、应急资源变化；(3)当危险源变化、应急资源变化符合响应变化的触发条件时，重构初始应急预案，并给出事件处置清单；生成新的应急预案实例；(4)通过上述三个步骤的循环实施，完成应急预案的动态智能重构。所述的重构方法中应急预案的数字化是将文本应急预案根据突发事件的演化过程进行流程化分解，分解出每个关键节 点，如信息接收、信息传达、预案启动、预警级别判断、响应级别判断、召开紧急会议、根据职责分配表关联具体的应急行动等；将各种信息资源与应急预案的演化过程相关联，包括危险源、防护目标、应急资源、责任单位、影响范围、区域场所等信息。本发明结合突发事件综合应急管理应用实际和经验，提出了一种数字化、结构化、智能化应急预案引擎设计方法。数字化、结构化、智能化应急预案引擎充分考虑应急预案库的庞大数据量和突发事件的复杂性和多样性等特征，通过对应急预案进行多维多层划分，采用多维多层属性指定和关键字模糊检索技术相结合的办法，解决了数量庞大的应急预案库和突发应急事件的快速、精确匹配问题，可以快速的确定初步应急预案。结合事件现场实时数据、对应急预案中涉及的危险源、应急资源、保护目标等进行趋势分析、态势分析和危险性分析，根据分析结果对初步应急预案进行适当智能化重构，确定最终正确的应急预案，解决了应急预案与突发事件的事件进展动态匹配问题，使得应急预案具有智能性、动态性、时效性；为领导的调度指挥提供决策依据。采用多维多层次结构的应急预案模糊检索方法和应急预案的智能化动态重构方法，使得应急预案引擎具有检索速度快、操作简单、应急预案与突发事件匹配精度高，应急预案拥有智能化和动态性等特点。
下面结合附图对本发明进一步说明图I是本发明应急预案结构示意图；图2是本发明应急预案结构化示意图；图3是本发明应急预案检索流程图；图4是本发明应急预案重构示意图。
具体实施例方式如图I所示，本发明的应急预案引擎共包含三层结构，信息资源层、结构化应急预案信息层和空间地理信息层。整个应急预案引擎层级结构实现了信息资源根据事态发展形成各种处置预案，并在空间地图上进行显示的架构。
I、信息资源层包括危险源、应急资源、保护目标、责任单位、影响范围、区域场所等信息。这些数据是制定处置方案的基础数据，文本型应急预案在数字化和结构化的过程中，需要与这些信息数据进行关联。2、结构化信息层包括危险分析、预防预警、后期处理、机构职责、应急响应、应急保障，包含了应急预案处置和应急预案推演情景流程。通过应急预案情景流程的推演，构造了应急事件的整个处置过程。3、空间地理信息包括人口状况数据、经济状况数据、位置信息等。空间地理信息提供了数据分析和事态可视化显示。外围设备GPS终端和视频终端等为信息在地图上的动态显示提供数据源。应急预案实例的数字化、结构化应急预案的数字化将文本应急预案根据突发事件的演化过程进行流程化分解，分解出每个关键节点，如信息接收、信息传达、预案启动、预警级别判断、响应级别判断、召开紧急会议、根据职责分配表关联具体的应急行动等。将各种信息资源与应急预案的演化过程相关联，包括危险源、防护目标、应急资源、责任单位、影响范围、区域场所等信息。将应急预案数字化，是实现应急预案智能化动态重构的基础。如图2所示，是应急预案实例的结构化图；将文本应急预案根据预警的多维多层结构属性信息，进行结构化处理，形成结构化应急预案实例。预案实例具有多维多层结构，将预案库中的各个预案实例与多维多层结构相关联，是实现多维多层次结构的应急预案模糊检索方法的基础。预案实例主要包含预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等属性。针对每种属性，预案实例又具有多层次结构。应急预案实例按照预警级别一般划分为四级，I级应急预案(特别严重)、II级应急预案(严重)、III级应急预案(较重)和IV级应急预案(一般)。应急预案按照功能类别一般划分为综合应急预案、专项应急预案、现场应急预案、单项应急预案等。应急预案按照行政管理权限一般划分为国家级应急预案、省、自治区、直辖市级应急预案、市级应急预案、县级应急预案、企业级应急预案。应急预案按照事件应急阶段一般划分为预防阶段、准备阶段、响应阶段、恢复阶段。应急预案按照事件类型一般划分为3层、5大类、45个子类、300多个小类。第一层包括总体预案、自然灾害类、事故灾害类、公共卫生类、社会安全类；第二层是对第一层中的各种类型进行细分，比如自然灾害类包括森林火灾、地震、气象灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害、其他。第三层是在第二层类型基础上继续进行细分，比如水害灾害包括台风、高温、恭雨、雷电、冰霍、寒流、大雾、其他。如图3所示，是本发明多维多层次结构的应急预案模糊检索方法流程图；根据突发事件的基本信息在预案库中查找适用于当前事件的应急预案，这个过程既是应急预案检索。整个应急预案检索的过程大体分为事件关键字提取、限定性条件设置和关键字模糊检索、应急预案实例的选择三个步骤。
关键字提取当突发事件发生时，应急人员收到报警电话，确认突发事件的真实性后，记录下事件的基本信息，并从这些基本信息中获取事件的多维属性信息，比如事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等属性。一般提取突发事件的地域性信息、预警级别信息、事件类型信息、事件本身描述信息作为突发事件的关键字。限定性条件设置和关键字模糊检索根据提取出的应急事件属性，对事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段进行指定，针对多层次的属性项，比如事件类型，进行逐层选择，不断缩小查找范围。对于不能确信的属性信息，应急人员可以不指定。指定的属性类别越多，层次越深，最后得到的应急预案实例的与应急事件本身匹配的精度就越高。最后根据提取出的关键字在应急预案库中进行模糊检索，将相似的预案实例检索出来。假如最终没能找到适当的预案，可以放宽预案属性的条件，再重新进行检索，直到检索到合适的应急预案实例为止。关键字模糊查询的关键是采用相似性匹配的方法去实现预案检索。相似性匹配方案实现预案检索的过程如下首先提取出应急预案的关键属性，并把这些属性量化，根据每一个属性值的类型选用恰当的距离公式，计算当前事件与应急预案在某一个属性上的局部相似度，然后把各属性的局部相似度与其对应的权重系数加权和得出一个整体相似度，最后以整体相似度值的大小来判断当前事件与预案之间的相似程度。采用相似度匹配的预案检索方案中预案关键属性的选择、各属性权值系数的确定和相似性计算公式的选择都将在很大程度上影响预案检索的结果。应急预案实例的选择从检索的结果中，选择与应急事件最符合的应急预案实例，作为初始预案。举例某个城市的大型化工厂发生爆炸，可以指定其多维属性分别为1级预警应急预案、综合应急预案、省级应急预案，并指定省份，事故灾害类_>危险化学品事故_>危险化学品火灾事故，提取出的关键字为城市名、化工厂爆炸。通过上述条件的指定，模糊检索算法很容易在预案库中检索出与应急人员要求一致的预案实例。当应急人员采用上述指定的条件，无法检索出预案实例或检索出的预案实例不符合要求时，应急用户可以减少指定的多维属性或降低指定的属性层次。针对上述事件，重新指定为省级应急预案，并指定省份，事故灾害类_>危险化学品事故。通过这种方法，应急用户最终可以找到正确的应急预案实例。采用这种预案检索方法，在应急预案库数据量庞大的情况下具有检索速度快、匹配精度高等优点。如图4所示，是应急预案的智能化动态重构方法；智能化预案重构是指在突发事件应急处置过程中，应急预案引擎根据应急环境的动态变化对初始应急预案进行自动定制(包括调整和扩充)，包括危险源，应急资源和预案结构等的调整，以期能更有效的应对特定的突发事件。智能化动态重构的实现基础是应急预案的数字化。智能化动态重构的数据来源主要是实时现场数据，包括实时现场采集的GPS、音视频、其它的公共资源监测设备等数据和利用通信设备或移动终端应急管理平台采用信息报送的方式报送上来的信息数据。在现场实时数据和地理信息技术的支撑下，实时获取区域变化、危险源变化、应急 资源变化、自动判断事件所处的响应阶段，并自动改变预案结构，形成处置清单。地理信息技术能让应急人员在突发事故发生时，根据事件地址进行快速定位，在电子地图上显示事发地点周边的危险源等事故影响范围内的重点关注对象，以及事发地点周围的应急资源分布，便于应急处理决策者对应急资源进行统筹安排，合理调度。地理信息技术还可以根据事件现场采集出的事件影响范围，利用其强大的分析能力，自动计算出区域内的危险源和应急资源的变化情况，进而智能化的重构初始应急预案。根据信息资源与应急预案实例的响应级别的关联信息，由上述信息资源的变化，智能化的改变应急响应级别。整个事件应急预案的智能化动态重构过程如下( I)根据事件的实时现场数据，利用趋势分析模型进行趋势分析，预测事件的发展趋势，影响范围。(2)将事件的实时现场数据、趋势分析结果输入到地理信息平台上，利用GIS的强大分析功能，进行态势分析。输出危险源变化、应急资源变化。(3)当危险源变化、应急资源变化符合响应变化的触发条件时，重构初始应急预案，并给出事件处置清单。生成新的应急预案实例。(4)通过上述三个步骤的循环实施，完成了应急预案的动态智能重构。采用上述应急预案的智能化动态重构方法解决了应急预案与突发事件的事件进展动态匹配问题，使得应急预案具有智能性、动态性、时效性。
权利要求
1.一种应急预案的检索和重构方法，其特征在于将应急预案进行多维多层结构化划分，然后采用多维多层属性指定和关键字进行检索；对初步应急预案结合事件现场实时数据、趋势分析、态势分析和危险性分析进行重构。
2.根据权利要求I所述的检索和重构方法，其特征在于整个应急预案检索的过程大体分为事件关键字提取、限定性条件设置和关键字模糊检索、应急预案实例的选择三个步骤； 关键字提取，当突发事件发生时，应急人员收到报警电话，确认突发事件的真实性后，记录下事件的基本信息，并从这些基本信息中获取事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等多维属性信息；一般提取突发事件的地域性信息、预警级别信息、事件类型信息、事件本身描述信息作为突发事件的关键字； 限定性条件设置和关键字模糊检索，根据提取出的应急事件属性，对事件的预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段进行指定，针对多层次的属性项，进行逐层选择，不断缩小查找范围；对于不能确信的属性信息，可以不指定； 最后根据提取出的关键字在应急预案库中进行模糊检索，将相似的预案实例检索出来；假如最终没能找到适当的预案，可以放宽预案属性的条件，再重新进行检索，直到检索到合适的应急预案实例为止； 应急预案实例的选择，从检索的结果中，选择与应急事件最符合的应急预案实例，作为初始预案。
3.根据权利要求2所述的检索和重构方法，其特征在于关键字模糊检索是采用相似性匹配的方法实现预案检索；所述的相似性匹配方案实现预案检索的过程如下 首先提取出应急预案的关键属性，并把这些属性量化，根据每一个属性值的类型选用恰当的距离公式，计算当前事件与应急预案在某一个属性上的局部相似度，然后把各属性的局部相似度与其对应的权重系数加权和得出一个整体相似度，最后以整体相似度值的大小来判断当前事件与预案之间的相似程度。
4.根据权利要求I至3任一项所述的检索和重构方法，其特征在于所述的应急预案实例的结构化是将文本应急预案根据预警的多维多层结构属性信息，进行结构化处理，形成结构化应急预案实例； 预案实例主要包含预警级别、功能类别、行政管理权限、事件类型、事件应急阶段等属性； 针对每种属性，预案实例又具有多层次结构； 应急预案实例按照预警级别一般划分为四级，I级应急预案(特别严重)、11级应急预案(严重)、III级应急预案(较重)和IV级应急预案(一般)； 应急预案按照功能类别一般划分为综合应急预案、专项应急预案、现场应急预案、单项应急预案等； 应急预案按照行政管理权限一般划分为国家级应急预案、省、自治区、直辖市级应急预案、市级应急预案、县级应急预案、企业级应急预案； 应急预案按照事件应急阶段一般划分为预防阶段、准备阶段、响应阶段、恢复阶段； 应急预案按照事件类型一般划分为3层、5大类、45个子类、300多个小类；第一层包括总体预案、自然灾害类、事故灾害类、公共卫生类、社会安全类；第二层是对第一层中的各种类型进行细分，比如自然灾害类包括森林火灾、地震、气象灾害、地质灾害、海洋灾害、生物灾害、其他；第三层是在第二层类型基础上继续进行细分，比如水害灾害包括台风、高温、暴雨、雷电、冰霍、寒流、大雾、其他。
5.根据权利要求I至3任一项所述的检索和重构方法，其特征在于所述的重构方法是在突发事件应急处置过程中，应急预案引擎根据应急环境的动态变化对初始应急预案进行自动定制，包括危险源，应急资源和预案结构等的调整；过程如下 (1)根据事件的实时现场数据，利用趋势分析模型进行趋势分析，预测事件的发展趋势，影响范围； (2)将事件的实时现场数据、趋势分析结果输入到地理信息平台上，利用GIS的强大分析功能，进行态势分析；输出危险源变化、应急资源变化； (3)当危险源变化、应急资源变化符合响应变化的触发条件时，重构初始应急预案，并给出事件处置清单；生成新的应急预案实例； (4)通过上述三个步骤的循环实施，完成应急预案的动态智能重构。
6.根据权利要求4所述的检索和重构方法，其特征在于所述的重构方法是在突发事件应急处置过程中，应急预案引擎根据应急环境的动态变化对初始应急预案进行自动定制，包括危险源，应急资源和预案结构等的调整；过程如下 (1)根据事件的实时现场数据，利用趋势分析模型进行趋势分析，预测事件的发展趋势，影响范围； (2)将事件的实时现场数据、趋势分析结果输入到地理信息平台上，利用GIS的强大分析功能，进行态势分析；输出危险源变化、应急资源变化； (3)当危险源变化、应急资源变化符合响应变化的触发条件时，重构初始应急预案，并给出事件处置清单；生成新的应急预案实例； (4)通过上述三个步骤的循环实施，完成应急预案的动态智能重构。
7.根据权利要求5所述的检索和重构方法，其特征在于所述的重构方法中应急预案的数字化是 将文本应急预案根据突发事件的演化过程进行流程化分解，分解出每个关键节点，如信息接收、信息传达、预案启动、预警级别判断、响应级别判断、召开紧急会议、根据职责分配表关联具体的应急行动等； 将各种信息资源与应急预案的演化过程相关联，包括危险源、防护目标、应急资源、责任单位、影响范围、区域场所等信息。
8.根据权利要求6所述的检索和重构方法，其特征在于所述的重构方法中应急预案的数字化是 将文本应急预案根据突发事件的演化过程进行流程化分解，分解出每个关键节点，如信息接收、信息传达、预案启动、预警级别判断、响应级别判断、召开紧急会议、根据职责分配表关联具体的应急行动等； 将各种信息资源与应急预案的演化过程相关联，包括危险源、防护目标、应急资源、责任单位、影响范围、区域场所等信息。
全文摘要
本发明涉及城市综合应急管理技术领域，具体涉及一种数字化、结构化、智能化应急预案的检索和重构方法。本发明将应急预案进行多维多层结构化划分，然后采用多维多层属性指定和关键字进行检索；对初步应急预案结合事件现场实时数据、趋势分析、态势分析和危险性分析进行重构。本发明的方法有效解决了应急预案与实际突发应急事件的匹配精度等问题；可以广泛应用于突发应急事件应急预案的确定中。
文档编号G06F17/30GK102902743SQ20121034274
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者李智勇, 贺忠堂, 李新安, 赵锋伟, 李金良 申请人:广东电子工业研究院有限公司, 东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心