事件的时空动态分析(TSDA)

事件的时空动态分析（TSDA）

张国庆

（安徽省潜山县林业局 246300）

摘要：本文首先对事件发生过程的各时空因子进行了数学表达，接着对事件间的关联和事件过程进行了数学动态描述，提出了事件流、研究对象状态模拟和事件过程分析方法，最后简述了事件时空动态分析的应用。

关键词：事件；时空动态分析（TSDA）；事件流；仿真；模拟

每一个事件的发生，都离不开时间和空间，并且可能与其它事件存在一定的关联。例如，某一台汽油机突然熄火，可能与化油器故障有关。如果老是出现类似故障，那很可能该种类化油器存在质量问题或设计上的缺陷。再例如，上游暴雨，导致下游发生洪水灾害，洪灾过后，有可能发生瘟疫。

1.事件因子的描述

将研究区域划分为若干个单元，用1,2,…，i，…表示；第i单元共有若干事件（已发生事件或潜在事件），用1,2,…，j，…表示；第j事件有若干种发生动因（激发因子），用1,2,…，k，…表示；第i单元共有若干种事件作用对象，用1,2,…，l，…表示。那么，有关事件因子可以描述为：

（1）动因强度

激发事件发生的因子的作用强度，用M表示。

（2）单元稳定性阈值

表示单元稳定性的标志值用S表示。动因作用于单元，导致单元标志值S发生变化，当S 变化超过范围（S min，S max）时，事件就发生。（S min，S max）就叫做某事件的单元稳定性阈值，用T S表示，S min与S max是临界点。由于事件的不同，（S min，S max）有所不同，如，某地对某种作物，气温超过38℃或低于12℃，就会产生高温或低温灾害，其稳定性阈值可以表示为（12，38）；标准状况下，水低于0℃就结冰，表示为（0，＋∞），高于100℃就沸腾，表示为（－∞，100）。

（3）事件发生区间

只有当单元标志值突破单元稳定性阈值T S，事件才发生。导致事件发生的单元标志值区间，叫做事件发生区间，用T O表示。显然，T O=Not（T S）－{ S min，S max }，即扣除临界点S min，S max，T O与T S互为补集。

如，上例中高温事件发生区间为（38，＋∞），低温事件发生区间为（－∞，12）；结冰事件发生区间为（－∞，0），沸腾事件发生区间为（100，＋∞）。

当然，有些事件的发生，可能包括临界点，如高温与低温事件，有可能表示为[38，＋∞）、（－∞，12]。而有些事件的发生，则不包括临界点，或者单元处在临界点状态并需要持续一段时间，事件才发生。

（4）环境因子

支持事件发生的环境因子，用E1，E2，…，E r，…表示。

（5）时间因子

事件的发生，需要动因在一定强度下作用一段时间才发生，并且事件的发生也需要一个过程。因此，事件的发生与时间密切相关。在事件中，时间因子用T表示。

（6）事件结果

事件发生后，导致单元标志值发生突变，或者作用对象状态发生突变。事件发生的结果，就用其变化值表示。用R*表示事件结果，则

⎩⎨⎧Δ=∗示

用作用对象状态变化表 示 表 值 志 标 元 单 用 S Mu R S Δ是单元标志值的变化量，是作用对象状态变化数值化表示。R 表示事件结束时研究对象的状态，R =R Mu 0+R *，R 0为初始状态或前一状态。

第i 单元第j 事件的结果R ij 为：

⎪⎩

⎪⎨⎧=∑∫∫∫））（（离散事件连续事件T E M T T r ijk T T r ijk r ijk ij r ijk O O T E M f dT dE dM T E M f R ,,,, ),,( ),,( 如果以作用对象为研究对象，则第i 单元第j 事件第l 作用对象的结果R ijl ：

⎪⎩

⎪⎨⎧=∑∫∫∫））（（离散事件连续事件T E M T T r ijkl T T r ijkl r ijkl ijl r ijk O O T E M f dT dE dM T E M f R ,,,, ),,( ),,( 第i 单元第j 事件的结果R ij 为：

∑=l

ijl ij R R

（7）事件间关联

事件间的关联，可以用赋权有向网络Rel （Eve ，Con ，W ）表示，Eve 为事件集合，Con 为事件间关联弧集合，W 为关联强度集合。

在同一单元内，事件间的关联表示为：

Rel （i ）（Eve （i ），Con （i ），W （i ）），即单元i 内事件间的关联。

在不同单元间，如果研究的只是单元间的关联，则单元间关联表示为：

Rel （U ）（Eve （U ），Con （U ），W （U ）），即研究区域U 内各单元间的关联。

如果对单元间关联进行深入研究，进入事件间关联水平，则单元间事件关联表示为： Rel （I -J ）（Eve （i -j ），Con （i -j ），W （i -j ））

如果还需要进行更深入的研究，则进入动因、作用对象层次：

作用对象层次：Rel （I -J -l ）（Eve （i -j -l ），Con （i -j -l ），W （i -j -l ））

动因层次：Rel （I -J -k ）（Eve （i -j -k ），Con （i -j -k ），W （i -j -k ））

动因—作用对象层次：Rel （I -J -k -l ）（Eve （i -j -k -l ），Con （i -j -k -l ），W （i -j -k -l ）） 事件间的作用，其实质是不同事件对同一或不同对象的作用强度。

2.事件间的关联与事件动态描述

事件间的关联，仅仅用赋权有向网络来表示显然是不够的，赋权有向网络仅仅只能表示事件间的静态状况，而事件的发展，是动态的。

为了表示研究区域内事件的动态状况，我们需要对Rel （Eve ，Con ，W ）进行更深入的定义：

整体研究对象的事件用Rel （Eve ，Con ，W ）表示。

（1）Eve={P ，R}

P 为研究对象的全体基本单元集合，根据研究层次不同，可以是单元、事件，也可以是事件作用对象；R 是P 的状态值集合。

当研究基本对象是单元时，P={i }；

当研究基本对象是事件作用对象是时，P={i-l }；