高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

計衛(wèi)舸，宋景華，周長杰

（1.河北科技大學(xué)黨政辦公室，河北石家莊 050018；2.河北科技大學(xué)理學(xué)院，河北石家莊 050018）

高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計

計衛(wèi)舸1，宋景華1，周長杰2

（1.河北科技大學(xué)黨政辦公室，河北石家莊 050018；2.河北科技大學(xué)理學(xué)院，河北石家莊 050018）

深入研究了智能決策支持系統(tǒng)在高校公共突發(fā)事件預(yù)警中的應(yīng)用，利用高校公共突發(fā)事件已有數(shù)據(jù)建立決策支持知識庫，建立并完善了高校公共突發(fā)事件智能決策支持系統(tǒng)功能模型，給出了高校公共突發(fā)事件智能決策支持算法，設(shè)計了基于決策支持的高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)，可對高校公共突發(fā)事件進(jìn)行預(yù)警，以避免或減輕次生、衍生危害的發(fā)生。

高校公共突發(fā)事件；智能預(yù)警系統(tǒng)；模型

決策支持系統(tǒng)（DSS）產(chǎn)生以來，其應(yīng)用涉及社會、管理等與信息相關(guān)的多個領(lǐng)域，成為管理科學(xué)和信息科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點之一。高校是公共突發(fā)事件較為集中的社會組織，高校公共突發(fā)事件容易引起社會反響，突發(fā)災(zāi)害、災(zāi)難時損失更慘重，影響更廣泛、更深遠(yuǎn)。建立高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)，可以依據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)手段，在第一時間以最快速度感知公共突發(fā)事件發(fā)生信息，并向指揮機(jī)構(gòu)發(fā)出應(yīng)急避險信號，以保護(hù)師生生命財產(chǎn)安全和學(xué)校公共安全。高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)通過對現(xiàn)場事件的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，再對預(yù)警對象在其預(yù)警范圍內(nèi)的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行分析，計算得出預(yù)警信息和評價信息，對突發(fā)事件的危害程度進(jìn)行評判，判定是否發(fā)出報警信息以及警報的等級。根據(jù)系統(tǒng)中分析評估模塊的計算結(jié)果（預(yù)測結(jié)果）做出決策，按照系統(tǒng)中的以往案例經(jīng)驗和危機(jī)預(yù)案實施處置，把已經(jīng)發(fā)生事件的損失降到最低，同時把將要發(fā)生的次生、衍生危害的影響控制在最小范圍。目前，關(guān)于高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警方面的研究，與應(yīng)急管理的要求還相差甚遠(yuǎn)，因此將相關(guān)學(xué)科的前沿知識理論應(yīng)用到高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警的研究中，建立基于智能決策支持系統(tǒng)的高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)［1］，為高校的管理者提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)已經(jīng)成為高校管理者和應(yīng)急管理專家共同關(guān)注的熱點問題。

1 高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)

高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警機(jī)制的建立是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用預(yù)警理論和其他數(shù)據(jù)處理工具完成特定的預(yù)警功能。高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)由高校公共突發(fā)事件智能決策系統(tǒng)和高校公共突發(fā)事件管理系統(tǒng)組成。高校公共突發(fā)事件智能決策系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲與決策分析子系統(tǒng)、應(yīng)用子系統(tǒng)3部分組成。高校公共突發(fā)事件管理系統(tǒng)由決策支持模塊公共接口、預(yù)警輸出模塊、社會輿情分析模塊組成（見圖1）。

圖1 智能預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Intelligent early warning system architecture

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)通過許多B／S終端，收集高校內(nèi)實時公共突發(fā)事件信息及國家、上級機(jī)關(guān)的警告通知等與高校突發(fā)事件預(yù)警相關(guān)的信息，這些實時數(shù)據(jù)信息將同步反映突發(fā)事件的狀態(tài)及危害屬性特征以及發(fā)展趨勢。

數(shù)據(jù)存儲與決策分析子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集來的半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化多源異構(gòu)信息數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中。在數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫的基礎(chǔ)上，通過知識推理、數(shù)據(jù)挖掘、聯(lián)機(jī)分析處理等信息處理方法，計算出有用的決策數(shù)據(jù)項驅(qū)動應(yīng)用子系統(tǒng)。

應(yīng)用子系統(tǒng)根據(jù)高校公共突發(fā)事件預(yù)警的具體需求動態(tài)增加或刪減功能模塊，具備對數(shù)據(jù)的查詢、修改、刪除等基本操作功能。該子系統(tǒng)下的各功能模塊可以接受用戶操作，同時受數(shù)據(jù)存儲與決策分析子系統(tǒng)計算出的決策數(shù)據(jù)項驅(qū)動。

2 高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警分析模型和軟件結(jié)構(gòu)

高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)想是：以智能決策過程為核心技術(shù)，將人工智能、信息存儲、信息計算等理論方法有機(jī)結(jié)合起來，利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，采集、存儲、挖掘、分析高校公共突發(fā)事件的有關(guān)信息，最終實現(xiàn)對高校公共突發(fā)事件的預(yù)警決策。綜合運用定量模型求解方法與定性分析不確定推理的優(yōu)勢，為解決半結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化多源異構(gòu)信息決策問題提供支持。高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)管理層、決策邏輯層和用戶界面層3個層次。決策邏輯層由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、模型庫、知識庫、知識推理、數(shù)據(jù)挖掘、聯(lián)機(jī)分析處理與決策信息集成等部分組成。預(yù)警分析模型見圖2。

其中：I（Internet）為網(wǎng)絡(luò)輸入信息，由網(wǎng)絡(luò)搜索引擎自動完成；

O（Original）為初級信息員輸入信息；

A（Analyze）為加載分析結(jié)果的主管人員輸入信息；

D（Decision）為加載判斷結(jié)果的高層管理者輸入信息；

S（Security）為黨委辦公室、學(xué)生處、保衛(wèi)處等重要部門輸入信息；

圖2 預(yù)警分析模型圖Fig.2 Early warning analysis model diagram

L（Leader）為上級部門指令信息輸入；

W（Warning）為警示輸出信息；

P（Predict）為預(yù)警輸出信息。

高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)測試很大程度上是知識、方法不斷積累和更新的動態(tài)過程，剛開始需求目標(biāo)較為模糊，需要隨時變更，隨著預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)展會變得越來越復(fù)雜抽象，以往的靜態(tài)軟件開發(fā)方法難以適應(yīng)，因此采用基于測試驅(qū)動開發(fā)方法（TDD方法）來開發(fā)整個系統(tǒng)，以加速開發(fā)進(jìn)程，改進(jìn)軟件的質(zhì)量。

高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)見圖3，該系統(tǒng)為一個多層的分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)，預(yù)警系統(tǒng)由3個邏輯層組成：數(shù)據(jù)層（負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的組織和存儲）、業(yè)務(wù)邏輯層（上、下兩層的紐帶，負(fù)責(zé)根據(jù)用戶需求向數(shù)據(jù)層檢索計算并將結(jié)果返給用戶）和用戶界面層（負(fù)責(zé)處理用戶的輸入和向用戶的輸出）［2－4］。數(shù)據(jù)層采用SQL Server數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)引擎；業(yè)務(wù)邏輯層采用XML Web Service技術(shù)接收用戶請求和發(fā)送計算結(jié)果；用戶界面層由基于HTML瀏覽器兼容的Web頁面和桌面客戶端應(yīng)用程序組成；系統(tǒng)采用微軟公司的IIS組建Web服務(wù)器。

圖3 預(yù)警系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Software architecture diagram of the warning system

3 高校公共突發(fā)事件管理系統(tǒng)的設(shè)計

圖4 高校公共突發(fā)事件管理系統(tǒng)框圖Fig.4 College incident management system block diagram

高校公共突發(fā)事件管理系統(tǒng)由決策支持模塊公共接口、預(yù)警輸出模塊、社會輿情分析模塊組成（如圖4所示）。

決策支持模塊公共接口由數(shù)據(jù)采集接口、決策支持庫接口、公共數(shù)據(jù)庫接口和公共通信接口組成。

預(yù)警輸出模塊除了B／S輸出，為了保證信息的及時性，系統(tǒng)還增加了移動通信的短信通知功能［5］。預(yù)警系統(tǒng)的短信通知模塊能跨接多種短信網(wǎng)關(guān)（CMPP，SGIP，SMGP，CNGP，SMPP），以符合電信運營商的短信協(xié)議，滿足不同電信運營商的接口要求，實現(xiàn)從預(yù)警系統(tǒng)到電信運營商短信網(wǎng)關(guān)的互連互通。在短信下發(fā)模塊中通過對預(yù)警信息及優(yōu)先等級識別，保證高優(yōu)先級預(yù)警信息優(yōu)先在短信信道中傳輸。

系統(tǒng)的社會輿情分析借用了百度、谷歌兩大搜索引擎自動完成搜索統(tǒng)計功能。模塊索取信息原理如下：通過數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)設(shè)定敏感關(guān)鍵詞和網(wǎng)絡(luò)熱點信息為詞根進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索，再用搜索到頁面中的詞匯進(jìn)行二次搜索或三次搜索，將用戶希望關(guān)注和大眾關(guān)注的信息檢索入信息庫。

4 結(jié) 語

高等學(xué)校內(nèi)部機(jī)制和外部因素的復(fù)雜性決定了高校公共突發(fā)事件的復(fù)雜性，所以從高校應(yīng)急管理實踐對高校公共突發(fā)事件預(yù)警決策的實際要求出發(fā)，利用數(shù)據(jù)倉庫、OLAP、數(shù)據(jù)挖掘、模型庫、知識庫和知識推理等信息處理技術(shù)，建立高校公共突發(fā)事件智能預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于高等學(xué)校應(yīng)急管理，對高校管理者提高應(yīng)急管理水平具有重要意義。

［1］ 王 芳，楊志剛.淺談決策支持系統(tǒng)技術(shù)和應(yīng)用［J］.華南金融電腦（Financial Computer of Huanan），2006（11）：79－82.

［2］ 吳葉葵.突發(fā)事件預(yù)警系統(tǒng)中的信息管理和信息服務(wù)［J］.圖書情報知識（Document，Information ＆Knowledge），2006（3）：73－75.

［3］ 李 芳.移動通信網(wǎng)的公共預(yù)警系統(tǒng)研究［J］.通信技術(shù)（Communications Technology），2008，41（11）：211－213.

［4］ 劉 潔，薄祥臣.“科技計劃項目網(wǎng)上管理中心”的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.河北科技大學(xué)學(xué)報（Journal of Hebei University of Science and Technology），2011，32（6）：590－593.

［5］ 馬 科，陳和平，王志芳，等.基于移動平臺的火災(zāi)短信報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.計算機(jī)工程與設(shè)計（Computer Engineering and Design），2008，29（9）：2 387－2 389.

Design of intelligent warning system for colleges and universities public emergencies

JI Wei－ge1，SONG Jing－h(huán)ua1，ZHOU Chang－jie2
（1.Administration Office，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang Hebei 050018，China；2.College of Sciences，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang Hebei 050018，China）

The paper studies the intelligent decision support system，which is applied in intelligent warning system for colleges and universities public emergencies.Firstly，existing data of college emergencies is used to create decision support knowledge base.Then，the function model of the intelligent warning system is established，while the intelligence decision support algorithm of the intelligent warning system is proposed.At last，the intelligent warning system based on intelligence decision support is put forward，which can help avoid or mitigate it the occurrence of secondary derivative harm of the emergencies.

public emergencies of colleges and universities；intelligent warning system；model

TP391

A

1008－1542（2012）02－0154－03

2011－11－21；責(zé)任編輯：李 穆

國家自然科學(xué)基金資助項目（71040012）

計衛(wèi)舸（1955－），男，河北承德人，教授，主要從事高等教育管理（突發(fā)公共事件預(yù)警與處置方向）和思想政治教育等方面的研究。