張曉丹，劉 丹，俞 侃

（1.華中科技大學(xué) 文華學(xué)院，湖北 武漢430074；2.華中科技大學(xué) 系統(tǒng)工程研究所，湖北 武漢430074；3.國家國民經(jīng)濟動員仿真演練研究中心，湖北 武漢430074；4.圖像信息處理與智能控制教育部重點實驗室，湖北武漢430074）

0 引 言

應(yīng)急預(yù)案是為了應(yīng)付突發(fā)性災(zāi)害事件而預(yù)先制定的解決方案［1］?，F(xiàn)有的應(yīng)急預(yù)案主要是高度非結(jié)構(gòu)化的靜態(tài)文本，主要存在以下問題：

（1）不利于預(yù)案模板的獨立擴充和修改；

（2）不利于依據(jù)下發(fā)的預(yù)案模板填寫預(yù)案數(shù)據(jù)時，對填寫的數(shù)據(jù)進行校驗；

（3）預(yù)案檢索仍停留在對預(yù)案特征字段的檢索層面。

因此，如何建立數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案是當(dāng)前研究的熱點［2－3］。文本預(yù)案結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化需要將應(yīng)急內(nèi)容要素，開發(fā)成既相對獨立又相互關(guān)聯(lián)的模塊［4］。文獻［5］基于事件的任務(wù)框架來描述應(yīng)急響應(yīng)過程中任務(wù)間的依賴關(guān)系，缺少對應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)的描述。文獻［6］使用TTL語言描述應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)及其動態(tài)特性。文獻［7］考慮應(yīng)急組織結(jié)構(gòu)、應(yīng)急資源及響應(yīng)過程，基于E－R模型對應(yīng)急預(yù)案形式化描述。上述研究大多是建立應(yīng)急預(yù)案邏輯模型，并未考慮預(yù)案文檔自身的非結(jié)構(gòu)化問題。在推理檢索應(yīng)急預(yù)案生成應(yīng)急響應(yīng)行動方案時，大多只能對形式化描述的預(yù)案特征字段進行檢索［8－9］，無法深入預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

基于xml實現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化是一條具有應(yīng)用前景的思路。文獻［10－11］基于本體描述應(yīng)急預(yù)案，底層實現(xiàn)使用xml，以實現(xiàn)預(yù)案的結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化，但其沒有將預(yù)案模板和預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分開表示，不利于預(yù)案模板的修改以及對預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的檢索。同時，也未考慮對填寫數(shù)據(jù)的校驗問題。文獻［12］建立應(yīng)急預(yù)案的xml模型實現(xiàn)了數(shù)據(jù)校驗，分離了預(yù)案模板與預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。然而預(yù)案模板與xml模型的關(guān)聯(lián)需要開發(fā)應(yīng)用程序，兩者并非有機結(jié)合的整體。此外，將整個預(yù)案描述為一個xml模型，不符合文本預(yù)案結(jié)構(gòu)化和數(shù)字化中的模塊化需求。

Open XML是一項針對字處理文檔、演示文稿和電子表格的國際文檔格式標(biāo)準(zhǔn)。其核心是通過使用XML參考模式和ZIP容器得到穩(wěn)定的模塊化格式［13－14］。本文完善了作者之前的研究工作［15］，從文本應(yīng)急預(yù)案自身出發(fā)，引入組件化設(shè)計思想，建立應(yīng)急預(yù)案XML模型，并基于Open XML標(biāo)準(zhǔn)無縫集成XML模型，實現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化。

1 應(yīng)急預(yù)案分析

應(yīng)急預(yù)案可以分為綜合應(yīng)急預(yù)案、專項應(yīng)急預(yù)案、現(xiàn)場處置預(yù)案3類。不同類型的應(yīng)急預(yù)案其層次級別和側(cè)重方向有所不同，但基本是由預(yù)案特征和預(yù)案內(nèi)容兩部分構(gòu)成，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 應(yīng)急預(yù)案總體結(jié)構(gòu)

（1）預(yù)案特征，包括預(yù)案基本特征和事故基本特征兩部分。針對不同類型的事故災(zāi)難，其預(yù)案的預(yù)案基本特征和事故基本特征下的內(nèi)容項有所不同。預(yù)案基本特征，是指預(yù)案本身的一些基本信息；事故基本特征，是指觸發(fā)該預(yù)案的突發(fā)事故所具有的關(guān)鍵屬性。

（2）預(yù)案內(nèi)容，包括預(yù)案模板和預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)兩部分。為結(jié)構(gòu)化預(yù)案內(nèi)容，需要將整個預(yù)案的內(nèi)容分解成不同的組成部分，即組件，并對其包含的組件及每一組件的內(nèi)容進行規(guī)范。預(yù)案模板是國家下發(fā)的預(yù)案編制模板，經(jīng)過組件化處理，得到每個組件中相對固定的文本數(shù)據(jù)，即組件模板。預(yù)案模板描述了組件之間的先后次序和嵌套關(guān)系，確定了組件之間的組合方式；預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是將具體的應(yīng)急突發(fā)事件和應(yīng)急響應(yīng)組織結(jié)構(gòu)、流程和措施等信息處理后得到的數(shù)據(jù)。確定結(jié)構(gòu)化的預(yù)案模板和數(shù)字化的預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，即可生成數(shù)字化的應(yīng)急預(yù)案。

2 應(yīng)急預(yù)案描述模型

2.1 應(yīng)急預(yù)案特征描述模型

應(yīng)急預(yù)案特征是預(yù)案檢索的基礎(chǔ)，包括預(yù)案基本特征和事故基本特征兩部分。由于預(yù)案特征屬于預(yù)案的屬性，不涉及到模板數(shù)據(jù)，因此只需對其內(nèi)容項進行形式化描述。其XML描述如圖2所示。

圖2 預(yù)案特征XML Schema設(shè)計

2.2 應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容描述模型

應(yīng)急預(yù)案主要包含以下幾部分內(nèi)容：預(yù)案的適用范圍、組織機構(gòu)、資源、工作流模板、預(yù)案的其它內(nèi)容（如預(yù)案目標(biāo)、預(yù)案原則等）［2］。以上5部分內(nèi)容，在應(yīng)急預(yù)案中主要表現(xiàn)為5大要件：總則、組織體系、運行機制、應(yīng)急保障和附則［16］。

上述5大要件相應(yīng)地確定5個頂級組件，（如 “總則”），將各大要件下的次級要素分割為次級組件（如 “總則”下的預(yù)案目的、工作原則等）。根據(jù)預(yù)案文檔結(jié)構(gòu)，次級組件可再遞歸地劃分下級組件。組件化處理后，整個預(yù)案分割成一個個獨立組件。組件具有組件名稱和組件備注等屬性，包含組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及遞歸包含下級組件，其XML描述如圖3所示。

圖3 預(yù)案組件XML Schema設(shè)計

2.2.1 組件模板

將預(yù)案組件中模板部分提取出來，作為組件模板，一般為固定的文本，不用于預(yù)案檢索，因而不需要建立XML描述模型。

2.2.2 組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

根據(jù)上述所述的預(yù)案內(nèi)容將組件業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對應(yīng)分為靜態(tài)文字、組織結(jié)構(gòu)、資源、工作流等類型。

（1）靜態(tài)文字業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

靜態(tài)文字是預(yù)案除去預(yù)案模板部分后，剩下的文字部分內(nèi)容（如 “預(yù)案目標(biāo)”等）。其XML描述如圖4所示。

圖4 靜態(tài)文字業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計

（2）組織機構(gòu)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

組織機構(gòu)是任何預(yù)案必不可少的部分。由于應(yīng)急響應(yīng)活動的變化性，組織機構(gòu)需要靈活調(diào)整，如增刪某些部門、替換部門中的人員等。這既要求該組件能夠描述復(fù)雜多樣的組織機構(gòu)，也能夠根據(jù)當(dāng)前的實際變化對組織機構(gòu)進行修改，其XML描述如圖5所示，最下端的帶箭頭的機構(gòu)信息表明為機構(gòu)信息的遞歸引用。

（3）資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

完成應(yīng)急任務(wù)涉及到的所需應(yīng)急資源。資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型復(fù)雜、數(shù)據(jù)龐大，當(dāng)應(yīng)急態(tài)勢改變時，預(yù)案中的資源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需要進行相應(yīng)的改變調(diào)整。由于不同類型的預(yù)案所涉及資源有所差異，此處以企業(yè)物資生產(chǎn)為例，其XML描述如圖6所示。

（4）工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由一個或多個應(yīng)急響應(yīng)程序組成。應(yīng)急響應(yīng)程序又由一系列的應(yīng)急任務(wù)組成，任務(wù)之間存在約束關(guān)系。為確保任務(wù)完成，其執(zhí)行次序至關(guān)重要。一個應(yīng)急響應(yīng)程序不但可能是串行的執(zhí)行程序，也有可能是并行的執(zhí)行程序，還有可能是滿足某種條件才執(zhí)行的條件執(zhí)行程序［7］。其工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的XML模型如圖7所示。

圖7 工作流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計

應(yīng)急響應(yīng)程序最終將落實到應(yīng)急任務(wù)上，應(yīng)急任務(wù)是任務(wù)執(zhí)行遞歸的終結(jié)。由于不同類型的預(yù)案涉及的應(yīng)急任務(wù)不同，相互不能通用，此處僅以企業(yè)物資生產(chǎn)任務(wù)為例，其XML描述如圖8所示。

圖8 應(yīng)急任務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)XML Schema設(shè)計

3 基于Open XML生成數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案

3.1 總體步驟

基于Open XML標(biāo)準(zhǔn)生成應(yīng)急預(yù)案所需使用的工具：①Word2007及以后的版本；②Altova XML Spy（本文使用的是 Altova XML Spy 2006）；③Word Content Control Toolkit（下載網(wǎng)址：http：//dbe.codeplex.com/）。總體步驟如下：

（1）使用Word2007組件化制作預(yù)案模板，輸入模板的文字部分，并在需要填寫預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處，插入內(nèi)容控件，將模板與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分離。

（2）根據(jù)應(yīng)急預(yù)案組件化、數(shù)字化后，形成的XML Schema文件，生成對應(yīng)的xml文件，用于下發(fā)預(yù)案模板填寫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行校驗。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的xml文件將嵌入到包含customXml文件夾的文件容器中。

（3）使用 Word Content Control Toolkit將自定義業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定至模板中對應(yīng)的內(nèi)容控件上。這樣填寫的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將自動反應(yīng)到custom xml文件中。此外，當(dāng)使用Word2007打開預(yù)案時，不需要額外的程序，將自動查找預(yù)案包含的custom xml文件中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)顯示在預(yù)案的指定位置。

3.2 國民經(jīng)濟動員綜合預(yù)案案例說明

（1）使用Word2007制作預(yù)案模板。

打開Word2007載入預(yù)案模板，選擇 “開發(fā)工具”選項卡，在需要填寫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的地方插入對應(yīng)的內(nèi)容控件。以國民經(jīng)濟動員綜合預(yù)案中動員任務(wù)為例，存在如下動員任務(wù)，任務(wù)名稱：＊＊帳篷生產(chǎn)任務(wù)，任務(wù)類型：物資生產(chǎn)，任務(wù)內(nèi)容：生產(chǎn)帳篷5000頂，任務(wù)數(shù)量：5000，任務(wù)開始時間：2010－7－5，任務(wù)結(jié)束時間：2010－7－15。提煉需要數(shù)字化的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型及對應(yīng)的內(nèi)容控件如表1所示。

表1 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型及對應(yīng)的內(nèi)容控件

（2）組件化處理，使用 Altova XML Spy編寫 XML Schema，并附加到預(yù)案文檔。

國民經(jīng)濟動員企業(yè)物資生產(chǎn)預(yù)案包含如指導(dǎo)思想和原則、動員潛力現(xiàn)狀分析及評價、動員要求及主要任務(wù)等11個頂級組件。其中動員要求及主要任務(wù)包含國民經(jīng)濟動員要求及國民經(jīng)濟動員任務(wù)兩個下級組件，國民經(jīng)濟動員任務(wù)又包含企業(yè)物資生產(chǎn)、物資征用等8個下級組件，組件及下級組件的嵌套XML模型參考圖3。

針對每個組件，使用Altova XML Spy編寫XML Schema，生成Emergency Response Plan.xsd文件。此處僅展示帳篷生產(chǎn)動員任務(wù)的XML Schema設(shè)計，如圖9所示。

圖9 帳篷生產(chǎn)動員任務(wù)XML schema設(shè)計

＊＊帳篷生產(chǎn)動員任務(wù)通過屬性對任務(wù)類型進行說明，任務(wù)編號、任務(wù)名稱、任務(wù)類型、任務(wù)內(nèi)容均為string類型，數(shù)量為decimal類型，最小5000頂，開始時間和結(jié)束時間為 datetime類型，必須在2010/7/5－2010/7/15之間。約束 “動員任務(wù)標(biāo)號主鍵”保證了動員任務(wù)在此預(yù)案的XML文件中的唯一性。

選擇 “開發(fā)工具”選項卡，在XML中點擊 “架構(gòu)”，彈出的對話框，點擊架構(gòu)庫，添加Emergency Response Plan.xsd 文 件， 勾 選 Emergency Response Plan 選 項并確定。

（3）使用 Word Content Control Toolkit將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)綁定到控件。

在 Word Content Control Toolkit中打開該應(yīng)急預(yù)案文檔。左邊呈現(xiàn)出內(nèi)容控件列表，右側(cè)顯示 “Click Here to create a new one”，表明在文檔中還沒有custom xml文件。點擊右側(cè)的 “Click here to create a new one”，在 Edit View選項卡中將之前生成的Emergency Response Plan.xsd文件中的內(nèi)容拷貝到此處。切換到Bind View選項卡，展開節(jié)點可見下面的name元素，鼠標(biāo)拖動name元素至對應(yīng)控件，綁定成功后高亮，并顯示其綁定的Xpath。

3.3 實驗結(jié)果及分析

（1）預(yù)案模板的獨立擴充和修改：數(shù)字化預(yù)案生成后，凡是存在內(nèi)容控件之處均為數(shù)字化部分，需要填寫預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。使用zip解壓該文檔，可見內(nèi)容控件中填寫的數(shù)據(jù)對應(yīng)保存于customXml文件夾，預(yù)案模板的文字對應(yīng)保存于word文件夾，因此，在底層存儲上實現(xiàn)了模板和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)徹底分離，擴充和修改預(yù)案模板的文字將不會影響業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

（2）預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)填寫校驗：由于附加的XML schema文件中定義了內(nèi)容控件對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型及約束條件，因此在填寫帳篷生產(chǎn)任務(wù)時，若 “數(shù)量”對應(yīng)的內(nèi)容控件中填寫非數(shù)字或小于5000的數(shù)字將會以紅色波浪線提示錯誤。同樣填寫 “開始時間”和 “結(jié)束時間”不在給定范圍也會提示錯誤，從而實現(xiàn)對非法格式的數(shù)據(jù)填寫進行校驗。

（3）預(yù)案檢索可深入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)：由于預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)組件化后以多個xml文件存于customXml文件夾中，因此可開發(fā)預(yù)案檢索應(yīng)用程序直接定位和操作預(yù)案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)xml文件。預(yù)案檢索條件可輸入任務(wù)類型為 “物資生產(chǎn)”且數(shù)量大于5000，而不再局限于預(yù)案特征字段。

4 結(jié)束語

本文從文本預(yù)案自身出發(fā)，引入組件化設(shè)計思想，應(yīng)對預(yù)案數(shù)字化中模塊化的需求；使用XML建立應(yīng)急預(yù)案模型，一方面對填寫數(shù)據(jù)進行校驗，另一方面使預(yù)案檢索深入預(yù)案內(nèi)容的XML模型數(shù)據(jù)。基于Open XML標(biāo)準(zhǔn)，分離預(yù)案模板和預(yù)案內(nèi)容業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，兩者可獨立變化，同時無縫集成XML模型，從而實現(xiàn)整體應(yīng)急預(yù)案數(shù)字化。后續(xù)研究將集中于在現(xiàn)有數(shù)字化的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于案例推理的數(shù)字化應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)，對預(yù)案進行檢索、匹配、調(diào)整，以生成可用于突發(fā)應(yīng)急情況的行動方案。

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