應急信息知識化管理在輔助決策中的應用

張文祥，陸文宇，王仕安

(1.上海市電力公司，上海 200122；2.上海久隆信息工程有限公司，上海 200082)

1 前言

應急管理不僅關注突發(fā)事件發(fā)生后，啟動預案實施干預，解決問題，而且關注事前的風險防范，也就是預防預控。準確的預防預控是建立在大量歷史突發(fā)事件的實踐經(jīng)驗和評估總結(jié)基礎上的。這些實踐經(jīng)驗和評估總結(jié)信息包括與突發(fā)事件相關的各類問題、主題，以及響應過程中的行動指南、技術措施、規(guī)章制度、應急資源等所有影響到組織決策的信息。目前這些信息采用較為簡單的文本化管理，相對于綜合性知識化管理要求仍存在一定距離。針對上海市電力公司(以下簡稱“公司”)對應急信息知識化管理的需求特點，需要對當前應急管理相關的文本化資料的結(jié)構及特征進行解析，研究按主題對應急信息進行結(jié)構化的方法，設計從文本集合中快速查詢主題知識的模型，策劃應急體系知識庫系統(tǒng)解決方案，以滿足應急信息知識化管理要求，應用信息化管理手段在響應決策中合理調(diào)配各種資源，按照既定程序處置突發(fā)事件。

2 應急知識庫的建設現(xiàn)狀

上至國家和政府相關機構，下至各種科研院所、咨詢機構及IT企業(yè)，為促進應急管理更科學更高效，從應急管理機制研究、管理模式轉(zhuǎn)變等宏觀方面的研究和應用，到應急管理中的具體技術的探索和嘗試，均做了大量的工作，其中基于知識的應急管理目前正成為研究及應用熱點。

科學決策作為應急管理的核心，知識庫便是決策系統(tǒng)的必要基礎。應急知識庫可以為決策者提供突發(fā)事件的相關知識，通過知識組織應急管理中的資源，合理調(diào)配資源，通過知識對突發(fā)事件的處置進行科學決策，解決應急問題。

目前，公司的應急知識庫在業(yè)務應用和技術手段等方面都還處于持續(xù)探索階段，需要不斷完善現(xiàn)有應急管理信息平臺，全面實現(xiàn)各類應急信息的橫向貫通，形成結(jié)構化的應急知識庫，并通過對應急知識庫的挖掘和應用，實現(xiàn)應急信息知識化管理，為風險防控和應急指揮決策提供有力支持。

3 應急知識庫的建設方案

使用結(jié)構化方法將非結(jié)構化文本轉(zhuǎn)化為結(jié)構化文本，然后在知識檢索過程中通過建立抽象模型，在結(jié)構化文本與知識庫中的實例之間建立聯(lián)系，通過計算相似度得到實例與查詢問題的相關程度，從而提高查詢效率和準確度，其解決方案如圖1所示。

應急信息的知識化過程包括2個主要任務。

(1)通過結(jié)構化方法和模型將電子化文本轉(zhuǎn)化為結(jié)構化文本。

(2)通過抽象模型，將結(jié)構化文本轉(zhuǎn)變?yōu)閼敝R庫。

3.1 文本結(jié)構化原理

從文本中獲取知識，最典型的方法就是基于類自然語言理解的文本知識自動結(jié)構化技術。用領域文法描述文本，將該領域問答轉(zhuǎn)換為描述語句信息的、符合正則表達式規(guī)范的規(guī)則，用該規(guī)則把文本轉(zhuǎn)換為表示知識的語義組，最后形成領域知識庫。

文本結(jié)構化原理如圖2所示。

圖1 應急知識庫解決方案

圖2 文本結(jié)構化原理

3.2 知識化抽象模型

對知識的抽取采取四維分解的方式。

(1)X：將文本按照來源和應急用途分類。具體的類型主要為：應急預案、處置方案、培訓資料、演練方案、規(guī)章制度、法律法規(guī)、事故案例、應急人員、應急物資等。

(2)Y：在具體的文本中對段落進行結(jié)構化。不同文本的結(jié)構不同，其具體的結(jié)構化方式也不同。由于與應急相關的文本大多形式比較規(guī)范，可采用分段落形式進行結(jié)構化。其優(yōu)點是：思路清晰，相對簡單，定位準確。

(3)Z：在段落中對提問涉及到的內(nèi)容進行知識點定位。這個過程可以基于分詞技術自動完成。

(4)Q：設置主題知識(也就是問題)與眾多知識點之間按照布爾檢索方法形成一一對應關系。

知識化抽象模型具體見圖3。

圖3 應急體系知識抽象化模型

這種方式需要完成幾項基礎工作。

(1)分類文本集。制定出文本集清晰的分類標準，做到不重復和全面覆蓋。

(2)結(jié)構化段落。段落的結(jié)構化通過標記性語言設計。

(3)知識點設置。通過專業(yè)自動分詞機制設置知識點，能夠保證問題與文本內(nèi)容的比對，并進行抽取和定位。

知識抽取模型最終形成一個四維表格，將應急相關問題與眾多文本集的主題知識相映射。

3.3 主題知識查詢模型

主題知識是用戶最終的需求結(jié)果，在形式上分為段落集、標題集或文本集。

主題知識索引是完成文本結(jié)構化的各數(shù)據(jù)結(jié)構模型的一個屬性，包括文本主題和段落主題，表達文本和知識段落的主題特征。通過特征索引可以得到用戶需求的文本知識段落。

主題知識查詢模型見圖4。

3.4 應急知識庫功能設計

3.4.1 應急知識庫的基本功能

(1)應急體系相關人員管理功能,包括相關人員的添加、刪除、修改和查詢。

(2)應急體系相關物資管理功能,包括相關物資的添加、刪除、修改和查詢。

(3)應急體系相關文本管理功能,包括相關文本的添加、刪除、修改和查詢。

圖4 主題知識查詢模型

3.4.2 應急知識庫的知識查詢功能

(1)應急體系相關人員、物資和文本三者之間以標記語言為基礎，建立知識索引，合成知識文本。

(2)全面查詢：從整個知識庫進行主題查詢。

(3)精確查詢：從人員、物資或者文本中，進行細分主題查詢，查詢條件之間聯(lián)動，查詢條件與查詢結(jié)果之間聯(lián)動。

(4)圖表查詢：專門針對文本中的圖形和表格進行主題知識查詢。

應急體系知識庫系統(tǒng)功能結(jié)構見圖5。

圖5 應急體系知識庫系統(tǒng)功能結(jié)構

4 應急預案知識庫應用

以《上海市電力公司人身傷亡事故專項應急預案》為實例，分析結(jié)構化方法及其應用。

4.1 主題知識查詢

發(fā)生人身傷亡事故時，應急領導小組根據(jù)事故具體情況，輸入問題“死亡人數(shù)30人以上”，知識庫搜索主題與“死亡人數(shù)30人以上”相關的知識點。搜索結(jié)果顯示與“死亡人數(shù)30人以上”相關的所有文本集。文本集包括公司人身傷亡事故專項應急預案、人身傷害相關規(guī)章制度、人身傷害事故相關處置方案、其他涉及到人身傷害的應急預案、演練方案和演練腳本等文本的集合。通過應急知識庫管理系統(tǒng)的“文本合并”功能，將相關的文本集合并起來，構成應急相關人員需要集中收集的文本信息匯總集合。其應急響應簡化流程見圖6，輸入問題界面如圖7所示。

圖6 應急響應簡化流程

圖7 輸入問題界面

檢索結(jié)果是一系列的文本片段，可以選擇是否合成。系統(tǒng)通過內(nèi)部處理邏輯將文本合成一份新的文本。檢索結(jié)果界面如圖8所示。

單擊“打開”按鈕，可以查看到具體某個知識主題的內(nèi)容，其查詢界面如圖9所示。

單擊“返回”按鈕，返回“檢索結(jié)果示意界面”。在“檢索結(jié)果示意界面”單擊“合并”按鈕，進行文本合并，并根據(jù)內(nèi)部邏輯關系推導出應對措施。主題知識合并界面見圖10。

4.2 解決的實際問題

(1)易于信息收集。在日常應急管理過程中，通過統(tǒng)一機制，將相關應急信息集中管理，規(guī)避了收集和展現(xiàn)不夠快速、不夠直觀的弊病，促進決策高效。

圖8 檢索結(jié)果界面

圖9 主題知識查詢界面

圖10 主題知識合并界面

(2)易于知識識別。將當前的應急信息通過信息化工具管理，通過統(tǒng)一標準格式化，對每個文本片段進行分詞，建立思維知識關聯(lián)體系，提供了對應急處置有價值的知識體系，利于決策管理。

(3)易于關聯(lián)信息查找。通過知識片段的廣泛查找與文本合并推導方式，可以多維度地查找關聯(lián)信息，有利于克服信息檢索之困難。

5 結(jié)束語

應急信息知識化管理能有效梳理各類應急信息，建立應急知識庫，通過數(shù)據(jù)挖掘輔助領導決策，有利于實現(xiàn)公司“覆蓋全面、運轉(zhuǎn)高效、協(xié)作順暢、保障有力”的應急體系建設愿景，有效落實國家電網(wǎng)公司風險防控的管理要求，對保障公司安全生產(chǎn)具有重要意義。