应急管理信息系统PPT课件

2.3 宏观应急决策问题的共性优化方量化分析方法
在社会、经济、心理、组织管理等多类系统的研究中都要碰 到大量的不可在常规情况下定量化描述而只能定性描述的因素、 事物和概念等，甚至有些系统完全由不可常规定量化元素构成， 我们称这种系统为定性描述系统或非形式系统（IFS）。 IFS系统是若干有经验的分析者大脑加工的过程，但随着系统规模 的扩大，比如说，几十个元素以上，常规方法很难作出综合性分 析，加上随着人们对信息的要求越来越高，信息不仅需要定性趋 势，而且更需要定量的或程度等级方面的信息。
MTSMFN是指依据单一指标的时间序列数据信息，沿时间外 延所进行的预测分析模型，其不考虑其他指标的相互影响。同时 依据时间序列数据和历史上对相应指标变化有突出影响的政策信 息，可对未来政策状况做定性预估判断，由此加入人的经验信息， 实现定性和定量的结合，还可以对多个指标分别进行模型建模分 析、预警分析和进行预测模拟。
按照应急知识的来源，可以将应急管理知识分为三大类：常 识类知识、累积知识和策略知识。
第24页/共93页
常识类知识
常识类知识包括法律法规、技术规范、普通民众的应急常识 和经验，以及突发公共事件专业领域的知识。推理所需要的事实 和规则几乎全部是从常识类知识提取的。
累积知识
累积知识指应急工作中积淀、总结、提高形成的知识，主要 包括专家经验和对案例进行总结得到的经验、教训等知识，从这 些知识中可以提取出若干事实和规则。累积知识还包括以前发生 过的突发公共事件的事实情况。当突发公共事件发生时，可以直 接在累积知识中查询以前是否发生过类似的事件。
第28页/共93页
3.2.2 隐性知识获取方法
隐性知识指的是难于形式化、难于交流的个人知识。隐性知 识包括主观的知道如何解决问题的见识和直觉，这些隐性知识来 源于从事某项活动的人，它被潜意识的理解和使用，并且往往和 特定的情景相关。隐性知识获取的主要困难在于怎样恰当地把握 领域专家所使用的概念、关系以及问题求解方法。造成这些困难 的主要原因有：
（1）每一个领域都有自己特定的语言，领域专家很难用日常语 言表达这些行话并让计算机专家真正领会。
（2）大部分情况下，领域专家处置问题靠的是经验和直觉，很 难采用数学理论或其他决定论的模型加以刻画。
第29页/共93页
（3）领域专家为了解决领域的问题用到了一些非领域的原理和 事实的东西，其中有很大一部分是关于日常生活中的常识，领域 专家往往在解题过程中下意识地使用到这类知识，在其表达过程 中却容易忽略。
（2）某一领域的知识还可以考虑通过超级链接提供相关的文献 资料和背景知识。因此，概念图是表示概念和概念之间相互关系 的空间网络结构图。
第36页/共93页
3.4 知识的建模
第37页/共93页
3.4.1 Role-limiting Method
第38页/共93页
3.4.2 KADS/Common KADS方法
第10页/共93页
2.1.1 MTSMFN模型
第11页/共93页
第12页/共93页
2.2 基于人工神经元网的多变量仿真模型（MANN）
由于应急事件具有层次多、关系错综复杂、影响因素多等特 性，因此拟把人工神经元网络模型与应用数据处理的分组方法相 结合，应用神经元网络原理自动跟踪多指标间的结构与影响关系 的变化，且由于这种模型可方便地加入政策变量，因此具有较高 的模拟精度。该模型实现如下功能：
主要内容
基于MART模型的系统设计原则 共性决策分析模型与方法 知识库原理与知识导引方法 案例库的基本原理与方法概述 综合数据库设计原理 基于知识元的模型管理方法
第1页/共93页
一、基于MART模型的系统设计原则
1.1 信息化建设系统分析
信息化建设是基于社会组织和一定的资源基础，依靠信息技 术来实现组织的业务整合、流程再造、机构重组，进而实现组织 的管理创新，从而促进组织的协同，加强人与人的沟通联系，促 使组织结构的进一步扁平化。
第6页/共93页
1.4 应急管理信息系统的设计与建设原则
应急管理信息系统的设计与建设，以及持续协调发展的必要 条件是系统的MART的均衡整体性。为此应急管理信息系统建设 的三个重要策略可概括为：一个全局，两个重点。
全局策略是指从MART的静态和动态整体性出发，时时把握 MART全局，以业务应用为切入点进行T型思考，进而带动信息资 源和组织管理的变革。
第31页/共93页
第32页/共93页
3.3 知识的表示
第33页/共93页
3.3.1 产生式表示法
产生式表示法已经成为人工智能中应用最多的一种知识表示 方法，其基本形式是：
产生式表示格式固定，形式单一，规则间相互较为独立，没 有直接关系，使知识库的建立较为容易，处理较为简单的问题是 可取的，另外，该方法推理方式单纯，也没有复杂计算，特别是 知识库与推理机是分离的，这种结构给知识的修改带来方便，无 需修改程序，对系统的推理路径也容易做出解释。
（2）智能代理。Agent是协作系统中的独立行为实体，它能根 据内部知识和外部激励决定和控制自己的行为。Agent根据外部环 境建立庞大的个性化内部知识库，接受用户请求，返回结果集。
（3）数据挖掘。数据挖掘技术不仅是面向特定数据库的简单检 索、查询和调用，而且要对这些数据进行微观、中观乃至宏观的 统计、分析、综合和推理，以指导实际问题的求解，谋求发现事 件间的相互关联，甚至利用已有的数据对未来的活动进行预测。
（2）业务需求主导。以业务为主线，调研梳理，科学规范应 急管理与处理的业务流程，抽象业务模型，提供科学严谨的业务 管理辅助分析，推动应急管理的业务联动和信息资源共享。
（3）组织管理先行。组织管理是保障，必须先行建设并将其 信息化。比如首先建设组织人事信息系统，以适应突发公共事件 处理的动态组织管理需要，从而建立科学公正的审计问责、绩效 评估和高效廉洁的组织管理队伍。
知识模型的建立需要分析具体领域的知识类型，并分别进行 知识获取、知识表示和知识建模工作。知识库的构建，是依靠有 效的知识获取技术和统一的知识表示方法来描述突发公共事件， 建立表示事件本原的本体模型和表示不同领域事件知识的元模型。
第23页/共93页
3.1 知识的分类
由于知识库的结构是由知识的表示方法决定的，所以，只要 根据具体的问题或用户需求和系统的特点，选择好知识的表示方 法和模型，那么知识库的结构也就决定了，为了能准确地选择知 识的表示方法，建立有效的知识库，必须对领域知识进行系统、 详细地分析。
第26页/共93页
3.2 知识的获取
第27页/共93页
3.2.1 显性知识获取方法
常见的显性知识获取技术有分布式搜索、智能代理和数据挖 掘。
（1）分布式搜索。分布式搜索是近年来研究较多的一种搜索技 术，它按照区域、主题或其他标准创建分布式索引服务器，索引 服务器之间可以交换中间信息，且查询可以被重新定向。
第34页/共93页
3.3.2 框架表示法
第35页/共93页
3.3.3 概念图表示法
概念图是一种用节点代表概念，连线表示概念间关系的图示 法。概念图组织和表征知识的方法是：
（1）它通常将某一主题的有关概念置于圆圈或方框之中，然后 用连线将相关的概念和命题连接，连线上标明两个概念之间的意 义关系。概念、命题、交叉连接和层级结构是概念图的四个图标 特征。
第8页/共93页
（4）节点式平台化。 （5）规范化标准化。要实现应急管理的快速反应、科学规范、 有条不紊、职责分明、资源优化配置，多级多部门应急信息资源 共享和业务协同联动，系统设计必须要遵循应急管理法律法规、 业务规范和相关技术标准。
第9页/共93页
二、共性决策分析模型与方法
2.1 具有模糊数的混合时间序列模型（MTSMFN）
第5页/共93页
1.3 信息化发展中存在的问题
作为信息化发展四大要素的 组织与管理（M)、业务应用（A)、 信息资源（R）与信息技术（T），它们之间的静态及动态整体性 决定了推进信息化建设的进程，最大程度地发挥信息化建设的作 用。
但是在现实的信息化建设中，由于信息化建设的利益主体不同， 各自为政导致了信息化建设中组织管理不到位，进而引起系统整 体性的失衡。比如重管理轻服务、重新建轻整合等等，产生了重 复投资建设、信息孤岛、应用孤岛等问题
第2页/共93页
1.2 MART模型的建立及模型的整体性
组织与管理（M)、业务应用（A)、信息资源（R）与信息技 术（T）是信息化建设系统的四大要素。
第3页/共93页
信息技术是信息化建设的技术基础，也是业务应用系统构建 的基础，它支撑各业务应用的实现，同时基于信息技术开展业务 流程的梳理，实现业务流程的优化与再造和业务协同与集成。伴 随着业务应用产生了各类信息化表征的资源，即信息资源。运用 信息技术实现信息资源的整合与共享，进一步促进了业务应用的 深度协同与集成。由于各组织在社会、经济分工中的职能分工不 同，导致了不同组织间的业务不同，因分工产生了组织与组织间 业务协同的需求，为了提升系统的效率，就要实施管理。
第4页/共93页
组织管理（M）是信息化建设成功与否的最关键因素，它必 须对信息技术、业务应用、信息资源的选择、应用和整合做出决 策。在MART模型中，信息技术是最活跃、变化最快的要素，而 信息技术的发展促进了组织管理的变革与创新，组织管理的变革 与创新又为业务应用提出了新的需求和变化，业务的变化又起源 于业务应用而产生的信息资源的相应变化，可见在信息化发展过 程中，四大要素M、 A、 R、 T呈现了动态整体性。
（4）由于信息表示形式的影响、问题表达的需要以及其他心理 学上的原因，领域专家对领域知识的表达可能会与实际的使用经 验不一致。
第30页/共93页
常用的隐性知识获取方法大致分为心理学方法和技术方法 （1）心理学方法。最常用的心理学方法是交谈法，通过交谈可 以准确把握专业概念和术语的内涵，通过交谈，计算机专家需要 领会专家对问题的处理方式，并在心中对如何形式化地表达这些 知识有一个基本的框架，为了确保将知识准确无误地输入知识库 中，还需要进行反馈式交谈。 （2）技术方法。隐性知识获取的技术方法主要有半自动知识获 取方法和自动知识获取方法两种。
（1）各突发公共事件发生、应急处理情况指标预测分析，即应 用建立的数学模型进行数据样本以后的模拟与预测分析。
（2）给出各个突发公共事件发生、应急处理情况输出指标相对 各输入指标的弹性分析结果。
（3）进行各种输入变化情景的多方案的仿真分析。
第13页/共93页
2.2.1 MANN模型
第14页/共93页
第25页/共93页
策略知识
策略知识指由人类科学研究的历史过程中积累起来的关于世 界规律、规则的知识，或是真理性的知识，这里只指和突发公共 事件相关的知识。
策略知识包括应急知识分析、总结手段方式的归纳等，即得到 科学验证或可信度较高的专家经验、案例总结等知识得到提升形 成的一些规则、准则，比如关于台风的一些科学认识、台风的规 律等知识。策略知识是情景应对的知识，用户可直接输入事实性 问题，然后直接在策略表里面查询符合该提问的策略知识并显示 给用户。
第16页/共93页
第17页/共93页
2.4.1 IFS系统的结构模型
第18页/共93页
第19页/共93页
2.4.2 IFS系统的定量化分析模型
第20页/共93页
第21页/共93页
第22页/共93页
三、知识库原理与知识导引方法
知识库是关于某一特定领域的陈述性知识和过程性知识的集 合。应急知识库管理包括两个方面的工作，分别是知识模型的建 立和知识库的构建。
重点之一是把握组织管理的整体性，求同存异策略。采用求同 多赢、维系整体、存异张扬个性以激励创新发展。
重点之二是宽容的技术体系策略。 比如节点式平台化。
第7页/共93页
根据MART模型的基本思想，应急管理信息系统的设计与建 设应遵循如下原则：
（1）强化顶层设计。指要把握应急管理系统宏观体系架构和 整体性，要明确管理组织体系架构，科学确立业务应用组织运行 模式、技术开发及运维模式、行为责任体系，同时要确定业务及 技术体系架构，从系统顶层梳理M、A、R、T的各自及相互之间 的依赖与协调关系。