李鋒 王慧敏

摘要：從系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，結(jié)合突發(fā)洪水應(yīng)急決策特點(diǎn)，分析非常規(guī)突發(fā)洪水災(zāi)害發(fā)生發(fā)展過程中突發(fā)事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元及應(yīng)急活動(dòng)各要素及要素間關(guān)系，基于知識(shí)元理論，建立突發(fā)事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元及應(yīng)急活動(dòng)等知識(shí)元模型，構(gòu)建基于知識(shí)元的多層次情景表達(dá)模型。以淮河流域2007年洪水災(zāi)害 片段為實(shí)例，應(yīng)用情景模型對(duì)非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景進(jìn)行完整表達(dá)，并實(shí)現(xiàn)應(yīng)急情景態(tài)勢(shì)轉(zhuǎn)化及推演分析。

關(guān)鍵詞：洪水災(zāi)害；應(yīng)急情景；非常規(guī)突發(fā)事件；知識(shí)元

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.04.30

中圖分類號(hào)：TP182；F224文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-8409（2016）04-0140-05

Abstract：According to the character of unconventional flood emergencies decision， this paper analysis the element and relations of emergency event， hazard bearing body， environment and emergency action in the flood development and progression from system viewpoint. Based on knowledge element theory， knowledge element models of emergency event， hazard bearing body， environment and emergency action are built， and multilevel emergencies scenario model is generated. An Example of flood over Huaihe Valley in 2007， unconventional flood emergency scenario is generated completely by the scenario model， and scenario transformation and evolution is also analyzed.

Key words：flood； emergency scenario； unconventional emergencies； knowledge element

洪水災(zāi)害是發(fā)生頻率最高、影響范圍最廣的自然災(zāi)害。近年來，突發(fā)性強(qiáng)、災(zāi)害損失巨大、發(fā)生頻率極低的非常規(guī)突發(fā)洪水事件頻發(fā)，由于其破壞力極強(qiáng)，加之經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類活動(dòng)范圍擴(kuò)大，非常規(guī)突發(fā)洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生命財(cái)產(chǎn)以及生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重影響和巨大損失。

目前“情景—應(yīng)對(duì)”已取代“預(yù)測(cè)—應(yīng)對(duì)”，是最適合非常規(guī)突發(fā)事件的應(yīng)急決策范式[1]?？茖W(xué)、準(zhǔn)確的非常規(guī)突發(fā)洪水情景表達(dá)，能夠幫助決策者制定有效應(yīng)對(duì)策略，降低洪水災(zāi)害造成的危害，對(duì)于應(yīng)急決策具有重要意義[2]。

1非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景分析

11應(yīng)急情景定義

情景最早被Kahn定義為：“未來是多樣的，潛在的結(jié)果及通往結(jié)果的途徑都不是唯一的，對(duì)可能出現(xiàn)的未來以及實(shí)現(xiàn)這種未來途徑的描述構(gòu)成一個(gè)情景”[3]。從靜態(tài)視角來看，應(yīng)急情景是對(duì)突發(fā)事件當(dāng)前狀態(tài)的詳細(xì)描述，即某一時(shí)刻所有災(zāi)害要素的狀態(tài)集合；從動(dòng)態(tài)視角來看，應(yīng)急情景包括突發(fā)事件發(fā)展演化路徑及發(fā)展趨勢(shì)，由當(dāng)前狀態(tài)到未來的發(fā)展趨勢(shì)、演變路徑、演變誘因等同樣對(duì)決策主體至關(guān)重要[4～6]。

從服務(wù)決策角度，本文認(rèn)為突發(fā)事件應(yīng)急情景是突發(fā)事件靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的綜合集成，既包括突發(fā)事件在發(fā)生發(fā)展過程中某一時(shí)間點(diǎn)事件主體及客體的狀態(tài)數(shù)據(jù)，又包括某一時(shí)段主客體行為、規(guī)則及相關(guān)參數(shù)演化的抽象，即事件演進(jìn)的趨勢(shì)。

12非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景特點(diǎn)

與一般突發(fā)事件相比，非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景中情景主體眾多且關(guān)系復(fù)雜，情景演化隨機(jī)性更強(qiáng)且更迅速[7]，表現(xiàn)在：

（1）非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景要素眾多、關(guān)系復(fù)雜。突發(fā)洪水涉及河流、湖泊、水庫(kù)、行蓄洪區(qū)、城市、農(nóng)村等要素，同時(shí)應(yīng)急主體眾多，地方政府與流域管理機(jī)構(gòu)都是突發(fā)洪水應(yīng)急管理主體，同時(shí)還涉及水利部、民政部、農(nóng)業(yè)部、交通部等十幾個(gè)機(jī)構(gòu)或團(tuán)體，各主體間形成縱橫交錯(cuò)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)系[8]。

（2）非常規(guī)突發(fā)洪水情景演化隨機(jī)性更強(qiáng)且更迅速。由于暴雨、風(fēng)速、水文等因素本身具有隨機(jī)性、模糊性，受這些因素影響的洪水演化更具不確定性及不可預(yù)知性，更容易造成破壞性，災(zāi)害影響范圍更容易擴(kuò)大，次生及衍生災(zāi)害事件更易發(fā)生。

（3）非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急決策復(fù)雜性更強(qiáng)。在非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急決策過程中，時(shí)間緊迫，信息匱乏，資源緊張，同時(shí)應(yīng)急決策要求具備多目標(biāo)性。非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急過程中涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、工程、自然等諸多因素，既要保證受災(zāi)群眾生命物質(zhì)安全，又要綜合考慮全局經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失最低，同時(shí)又受到自然條件、資源分配的嚴(yán)重約束。

13非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景要素及要素間關(guān)系

根據(jù)范維澄關(guān)于公共安全事件的“三角形”框架理論，公共安全事件由突發(fā)事件、承災(zāi)載體和應(yīng)急管理3條邊組成三角形，3條邊共同作用，發(fā)生物質(zhì)、能量及信息的交換，推動(dòng)公共安全事件的發(fā)展演化[9]。在特定時(shí)空環(huán)境中，初始事件與環(huán)境內(nèi)的客觀事物相互作用，客觀事物被施加作用后其某個(gè)狀態(tài)屬性值達(dá)到并超過臨界值，狀態(tài)發(fā)生突變，釋放物質(zhì)、能力及信息等災(zāi)害要素，促使原生突發(fā)事件演化產(chǎn)生衍生和次生事件[10]。應(yīng)急活動(dòng)通過人為對(duì)客觀事物施加一定的干預(yù)，阻止或控制事件的進(jìn)一步發(fā)展、演進(jìn)，從而延緩?fù)话l(fā)事件作用力、減少其對(duì)客觀事物的破壞力?？陀^事物作為突發(fā)事件施加作用對(duì)象，稱為承災(zāi)客體，承災(zāi)客體同時(shí)也是突發(fā)事件應(yīng)急活動(dòng)的作用與保護(hù)對(duì)象。

由此可知，突發(fā)事件客體、承災(zāi)客體、環(huán)境單元及應(yīng)急活動(dòng)是應(yīng)急情景中的關(guān)鍵要素，4者之間的關(guān)系決定了突發(fā)事件的演化行為和路徑。對(duì)關(guān)鍵要素的屬性進(jìn)行詳細(xì)分析，分解歸類為3類屬性：誘發(fā)因素、突變條件和后果影響。誘發(fā)因素作為輸入屬性集，是導(dǎo)致突發(fā)事件發(fā)生、承災(zāi)客體及環(huán)境單元狀態(tài)變化的動(dòng)因；突變條件為事件客體、承災(zāi)客體及環(huán)境單元維持常規(guī)狀態(tài)不向非常態(tài)變化的最低限度，可視為狀態(tài)屬性集；后果影響是突發(fā)事件、應(yīng)急活動(dòng)及承災(zāi)客體各自對(duì)其他客體造成的影響，歸納為輸出屬性集。突發(fā)事件客體、承災(zāi)客體、環(huán)境單元及應(yīng)急活動(dòng)等突發(fā)事件情景中的4個(gè)客體通過輸入、狀態(tài)、輸出屬性產(chǎn)生關(guān)聯(lián)關(guān)系，如圖1所示。通過輸出屬性將作用施加到其他客體的輸入屬性上，導(dǎo)致其他客體的狀態(tài)屬性發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生輸出屬性，作用于下一個(gè)環(huán)節(jié)的其他客體，推動(dòng)突發(fā)事件情景向前演化。

2基于知識(shí)元的突發(fā)洪水情景模型

21知識(shí)元理論

知識(shí)元是存儲(chǔ)、共享和引用知識(shí)的最小存儲(chǔ)單位。王延章[11]基于知識(shí)工程的理論方法，利用概念、屬性及關(guān)系約束三元組對(duì)知識(shí)元模型進(jìn)行表示：

K=（k1，k2，k3，…，kn） （1）

Km=（Nm，Am，Rm）m∈n（2）

Ka=（pa，da，fa）a∈Am（3）

Kr=（pr，AIr，AOr，fr）r∈Rm （4）

式（1）中K為某一具體知識(shí)，ki為組成知識(shí)的知識(shí)元。

式（2）中Km為K中一個(gè)知識(shí)元，Nm是事物概念和屬性名稱，Am是Nm屬性狀態(tài)集，Rm為屬性間映射關(guān)系集。

式（3）中Ka規(guī)范描述事物屬性狀態(tài)Am，pa表示事物屬性可測(cè)特征，da為可測(cè)度量綱，fa為關(guān)系規(guī)則。

式（4）中Kr描述事物對(duì)象內(nèi)部屬性間約束關(guān)系，pr表示事物對(duì)象屬性間關(guān)系映射描述，AIr為輸入屬性狀態(tài)集，AOr為輸出屬性狀態(tài)集，（AIr，AOr）∈Am，fr是關(guān)系映射的函數(shù)：AOr=fr（AIr）。

在非常規(guī)突發(fā)洪水災(zāi)害事故中，由于涉及到眾多主體、信息及應(yīng)急資源，各子系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)形式存在很大差異，但各子系統(tǒng)間的知識(shí)元素又嚴(yán)格按照一定的邏輯關(guān)系存在，特別適合利用知識(shí)元理論來表達(dá)洪水情景中各類異質(zhì)要素及要素間的關(guān)系。通過構(gòu)建知識(shí)元模型，梳理和表達(dá)非常規(guī)突發(fā)洪水事件中的各類異質(zhì)要素，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)事件應(yīng)急情景靜態(tài)的完整描繪，同時(shí)通過知識(shí)元間以及各知識(shí)元內(nèi)部的屬性關(guān)系約束，能夠?qū)崿F(xiàn)事件應(yīng)急情景動(dòng)態(tài)的演化邏輯及趨勢(shì)分析。

22知識(shí)元—應(yīng)急情景—突發(fā)洪水事件層次結(jié)構(gòu)分析

從系統(tǒng)論的角度，突發(fā)洪水災(zāi)害事故是一個(gè)具備復(fù)雜層級(jí)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，如圖2所示。在層級(jí)結(jié)構(gòu)的最底層，是突發(fā)洪水災(zāi)害事故中事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元、應(yīng)急活動(dòng)的最小單元，對(duì)各要素最小單元進(jìn)行知識(shí)元建模，得出各要素知識(shí)元模型。通過對(duì)事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元、應(yīng)急活動(dòng)等知識(shí)元模型進(jìn)行實(shí)例化，得到基元事件、承災(zāi)載體等要素實(shí)體對(duì)象。根據(jù)構(gòu)建的非常規(guī)突發(fā)洪水情景模型，結(jié)合各要素實(shí)體對(duì)象生成情景片段單元。情景單元隨要素屬性及時(shí)間進(jìn)行演化，多個(gè)情景單元構(gòu)成突發(fā)洪水事件，在事件層表現(xiàn)為突發(fā)事件隨時(shí)間發(fā)生與演化。

知識(shí)元是突發(fā)洪水災(zāi)害事件中各要素基本單元的共性表達(dá)，涵蓋突發(fā)洪水災(zāi)害事件演化過程中所有基本知識(shí)單元，是突發(fā)洪水災(zāi)害事件系統(tǒng)演化過程所有要素的規(guī)范化表達(dá)。

應(yīng)急情景是知識(shí)元實(shí)例化后的實(shí)體對(duì)象，包括各種基元事件、承災(zāi)載體、環(huán)境子單元、應(yīng)急子活動(dòng)的集合，4者之間相互作用推動(dòng)突發(fā)事件系統(tǒng)發(fā)生和演化。

突發(fā)事件是情景的概括性描述，以突發(fā)事件連鎖反應(yīng)的形式表現(xiàn)出來，隨著情景層內(nèi)基元事件與環(huán)境單元、承災(zāi)載體之間進(jìn)行物質(zhì)、能力與信息的交換，推動(dòng)產(chǎn)生一系列次生和衍生事件。

23情景表達(dá)模型

根據(jù)非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景要素及要素間關(guān)系分析，構(gòu)建基于知識(shí)元的多層次情景表達(dá)模型，將情景S視為由不同情景單元si構(gòu)成的情景集合：

S=（so，s1，s2，…，sn）（5）

si=（E，C，H，Y，T）（i∈n） （6）

式中：E為事件集，C為承災(zāi)載體集，H為環(huán)境單元集，Y為應(yīng)急活動(dòng)集，T為情景單元si出現(xiàn)的時(shí)間集合，t0（t0∈T）為初始情景so所在時(shí)刻。

通過對(duì)洪水應(yīng)急預(yù)案及歷史案例的分析，采用事先制定的粒度對(duì)洪水災(zāi)害事件過程中洪水災(zāi)害基元事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元及應(yīng)急活動(dòng)進(jìn)行劃分，建立相應(yīng)要素的知識(shí)元模型。

231承災(zāi)載體知識(shí)元

洪水承災(zāi)載體系統(tǒng)是由與洪水相關(guān)的各種客觀存在的事物及系統(tǒng)組成，把洪水相關(guān)客觀事物系統(tǒng)分成若干個(gè)不可再分的單元，稱為洪水承災(zāi)載體系統(tǒng)基本單元。抽取洪水承災(zāi)載體系統(tǒng)中基本單元的屬性要素及關(guān)系，構(gòu)建洪水承災(zāi)載體系統(tǒng)知識(shí)元模型。

用C表示突發(fā)洪水承災(zāi)載體集，包含若干個(gè)承災(zāi)載體：C=（c1，c2，…，cn），對(duì)于任意一個(gè)承災(zāi)載體ci，用知識(shí)元模型表達(dá)為：

Kc=（Nc，AIc，ASc，AOc，Rc） （7）

Nc為承災(zāi)載體名稱，如河道、堤壩等；

AIc為承災(zāi)載體ci的輸入屬性集，該部分屬于非時(shí)變屬性；

ASc為承災(zāi)載體ci的狀態(tài)屬性集，狀態(tài)屬性中隱含突變要素屬性；

AOc為承災(zāi)載體ci的輸出屬性集，包含損失狀況輸出屬性和系統(tǒng)響應(yīng)輸出屬性，反映承災(zāi)載體狀態(tài)屬性變化對(duì)外部環(huán)境造成的變化及損失。

對(duì)于ca∈（AIc，ASc，AOc），有：

Kca=（pca，dca，fca，ZTca）（8）

pca表示承災(zāi)載體ci的屬性可測(cè)性描述，dca表示測(cè)度量綱，fca表示屬性的時(shí)變函數(shù)，ZTca表示屬性ca在T時(shí)刻的屬性值。

對(duì)于r∈Rc，關(guān)系r符合公式（4）的規(guī)范要求。

以承災(zāi)載體河道為例，構(gòu)建知識(shí)元Kc（河道）：

Kc（河道）=（河道，{輸入}，{狀態(tài)}，{輸出}，屬性間關(guān)系）

河道輸入=（所屬河段，起止點(diǎn)，河道類型，堤高，警戒水位，行洪能力，護(hù)岸類型）

河道狀態(tài)=（水位，水量，水面寬度，水深，水流速度，流量）

河道輸出=（漫壩水位，泄洪水量）

Kc（河道）知識(shí)元詳細(xì)描述如表1所示。

232洪水災(zāi)害事件知識(shí)元

洪水災(zāi)害突發(fā)事件是若干基元事件按照各種關(guān)系進(jìn)行組合而成，基元事件是洪水災(zāi)害事件不能再分的基本子過程，抽取基元事件主要屬性要素和關(guān)系，構(gòu)建洪水災(zāi)害事件知識(shí)元。

用E表示突發(fā)洪水災(zāi)害事件，包含若干個(gè)洪水事故基元事件：E=（e1，e2，…，en），對(duì)于任意一個(gè)基元事件ei，用知識(shí)元模型表達(dá)為：

Ke=（Ne，AIe，ASe，AOe，Re）（9）

Ne為事件過程實(shí)體，如降雨、河道水位上升、河道水位下降等；

AIe為事件Ne的輸入屬性集，該部分屬性不隨時(shí)間演進(jìn)而變化，如洪水潰壩發(fā)生時(shí)間、發(fā)生地點(diǎn)等；

ASe為事件Ne的狀態(tài)屬性集，狀態(tài)屬性中隱含事件突變要素屬性；

AOe為事件Ne的輸出屬性集，包括事件知識(shí)元的系統(tǒng)響應(yīng)輸出屬性和損失狀況輸出屬性，反映事件對(duì)承災(zāi)載體及外界環(huán)境造成的破壞性情況以及損失大小情況。

對(duì)于ea∈（AIe，ASe，AOe），屬性ea符合公式（8）的規(guī)范要求；對(duì)于r∈Re，關(guān)系r符合公式（4）的規(guī)范要求。

以河道水位上升事件為例，構(gòu)建知識(shí)元Ke（河道水位上升）：

Ke（河道水位上升）=（河道水位上升，{輸入屬性}，{狀態(tài)屬性}，{輸出屬性}）

河道水位上升事件輸入=（流域面雨量，河流徑流量，下墊面類型）

河道水位上升事件狀態(tài)=（事件編號(hào)，事件級(jí)別，所屬河流，初始水位，水位漲差，水位警戒線，警戒線水位時(shí)長(zhǎng)，初始流量，流量漲差）

河道水位上升事件輸出=（最終水位，最終流量）

233環(huán)境單元知識(shí)元

環(huán)境單元是指突發(fā)事件發(fā)生發(fā)展過程中在一定空間范圍內(nèi)以自然環(huán)境為主，社會(huì)環(huán)境、人文環(huán)境和其他物理設(shè)施為輔的災(zāi)害背景。

用H表示突發(fā)洪水環(huán)境單元集，其由若干個(gè)環(huán)境子單元組成， H=（h1，h2，…，hn），對(duì)于任意一個(gè)環(huán)境單元hi，用知識(shí)元模型表達(dá)為：

Kh=（Nh，Ah，Rh）（10）

式中，Nh為突發(fā)洪水環(huán)境單元；

Ah為環(huán)境單元屬性集，對(duì)于ha∈Ah屬性ha符合公式（7）的規(guī)范要求；

對(duì)于r∈Rh，關(guān)系r符合公式（4）的規(guī)范要求。

以環(huán)境單元中地理知識(shí)元為例，構(gòu)建地理知識(shí)元Kh（地理）：

Kh（地理）=（地形地貌，河網(wǎng)密度）

234應(yīng)急管理活動(dòng)知識(shí)元

應(yīng)急管理指可以預(yù)防或減少突發(fā)事件及其后果的各種人為干預(yù)手段，應(yīng)急管理活動(dòng)主要由活動(dòng)對(duì)象（主體、客體）、動(dòng)作、操作和結(jié)果等組成。

用Y表示應(yīng)急管理活動(dòng)集，其由若干個(gè)應(yīng)急管理子活動(dòng)組成，Y=（y1，y2，…，yn） ，對(duì)于任一個(gè)應(yīng)急管理子活動(dòng)yi，用知識(shí)元模型表達(dá)為：

Ky=（Ny，Dy，Xy，AIy，ASy，AOy，Ry） （11）

Ny為應(yīng)急管理活動(dòng)實(shí)體集，如水文監(jiān)測(cè)、信息報(bào)送等；

Dy為應(yīng)急管理活動(dòng)對(duì)象集，包括應(yīng)急管理活動(dòng)主導(dǎo)者（主體）及主體面向?qū)ο螅腕w）；

Xy為應(yīng)急管理活動(dòng)過程中發(fā)生的動(dòng)作及操作集；

AIy為應(yīng)急管理活動(dòng)輸入屬性集，主要包括Ny的前置狀態(tài)及應(yīng)急管理活動(dòng)Ny的啟動(dòng)原因；

ASy為應(yīng)急管理活動(dòng)狀態(tài)屬性集，即應(yīng)急管理活動(dòng)涉及到的要素狀態(tài)屬性；

AOy為應(yīng)急管理活動(dòng)輸出屬性集，即應(yīng)急管理活動(dòng)發(fā)生后，引起客觀事物、事件等屬性狀態(tài)變遷的相關(guān)屬性集。

對(duì)于ya∈（AIy，ASy，AOy） ，屬性ya符合公式（7）的規(guī)范要求；對(duì)于r∈Ry，關(guān)系r符合公式（4）的規(guī)范要求。

以應(yīng)急活動(dòng)中水文監(jiān)測(cè)為例，構(gòu)建Ky（水文監(jiān)測(cè)）知識(shí)元模型：

Ky（水文監(jiān)測(cè)）=（水文監(jiān)測(cè)，{水文站，河道}，{水位監(jiān)測(cè)、流量監(jiān)測(cè)}，{輸入屬性（前一監(jiān)測(cè)時(shí)間點(diǎn)水文狀態(tài)，觸發(fā)活動(dòng)原因（河道水位上升））}，{狀態(tài)屬性（編號(hào)，監(jiān)測(cè)時(shí)間，監(jiān)測(cè)地點(diǎn)，監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容，監(jiān)測(cè)完成情況）}，{輸出屬性（監(jiān)測(cè)結(jié)果）}）

24情景間的轉(zhuǎn)化關(guān)系及情景演化

在上述情景表達(dá)模型下，情景的態(tài)與勢(shì)都得到了充分的表達(dá)，隨著情景單元的不斷轉(zhuǎn)化，形成了情景隨時(shí)間不斷向前演變的真實(shí)情境。

ti時(shí)刻，情景靜態(tài)表達(dá)為：

si=（ei，ci，hi，yi，ti）（12）

在ti到ti+1時(shí)刻：情景中承災(zāi)載體在前一情景基元事件輸出屬性集元素和應(yīng)急子活動(dòng)輸出屬性集元素的雙重作用下，其內(nèi)部狀態(tài)要素發(fā)生突變，使得承災(zāi)載體的輸出屬性集元素狀態(tài)值發(fā)生改變，從而導(dǎo)致新基元事件的發(fā)生，基元事件輸入屬性中一方面受承災(zāi)載體輸出屬性集影響，另一方面受環(huán)境單元狀態(tài)屬性集影響，兩部分元素共同影響著事件客體的狀態(tài)屬性，誘發(fā)基元事件輸出屬性集狀態(tài)值改變?；录敵鰧傩约性貭顟B(tài)值發(fā)生變化，促使事件客體產(chǎn)生破壞作用并施加到本環(huán)境單元中的其他承災(zāi)載體上，應(yīng)急活動(dòng)的輸出屬性集開始介入，降低或減緩事件客體引發(fā)的影響，引發(fā)新一輪過程。

用公式表達(dá)如下：

Zci.as+Zhi.aRec，RycZ′ci.as（13）

Z′ci.as+Zhi.aRceZei+1.aI （14）

Zei+1.asZei+1.aIZ′ei+1.as（15）

siei+1si+1（16）

Zci.as是指ti時(shí)刻承災(zāi)載體ci狀態(tài)屬性as的屬性值，Zhi.a是指ti時(shí)刻環(huán)境單元hi屬性a的屬性值，Zei+1.aI表示ti+1時(shí)刻基元事件ei+1輸入屬性aI的屬性值，Zei+1.as表示ti+1時(shí)刻基元事件ei+1狀態(tài)屬性as的屬性值，Rce表示事件知識(shí)元e與承災(zāi)載體知識(shí)元c之間的屬性聯(lián)接關(guān)系，Ryc表示應(yīng)急活動(dòng)知識(shí)元y與承災(zāi)載體知識(shí)元c之間的屬性聯(lián)接關(guān)系。

3情景表達(dá)實(shí)證

31事件描述

2007年6月29日～7月9日，淮海流域出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水天氣，降水集中在湖北東北部、河南東南部、安徽中北部、江蘇中北部，雨帶位置與淮河流域重合，降水量一般為200～400mm，其中安徽沿淮地區(qū)降水量達(dá)到450～550mm。

7月10日淮河王家壩水文站至蚌埠河段最高水位超警戒線108～352米，7月3日開始超警戒線，7月10日王家壩水文站經(jīng)歷最高一次洪峰，最高水位達(dá)到2959米，為歷史第二位。

7月10日12時(shí)28分，蒙洼蓄洪區(qū)開閘蓄洪，7月12日停止蓄洪，共分洪46小時(shí)，分蓄洪水25億立方米。隨后，又及時(shí)啟用了9個(gè)行蓄洪區(qū)蓄洪。10個(gè)行蓄洪區(qū)分流洪水總量15億立方米，有效降低了河道水位，降低王家壩等重要控制水文站洪峰水位02～045米，直接縮短王家壩在保證水位以上的行洪時(shí)間20小時(shí)。

32事件情景表達(dá)

情景表達(dá)時(shí)間定位6月29日至7月9日之間，空間范圍選定在淮河流域安徽段王家壩水文站，分為水文站以上河段、水文站、水文站以下河段等3個(gè)區(qū)域單元。結(jié)合應(yīng)急預(yù)案，抽取本次暴雨洪水中的3個(gè)主要事件：降雨、洪水、蓄洪，在情景層組建5個(gè)情景單元，根據(jù)知識(shí)元模型對(duì)事件、承災(zāi)載體、環(huán)境單元、應(yīng)急活動(dòng)等知識(shí)元進(jìn)行建模，并結(jié)合事件過程對(duì)各知識(shí)元進(jìn)行實(shí)例化，得到該情景中具體的基元事件、承災(zāi)載體、環(huán)境子單元及應(yīng)急子活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該時(shí)段5個(gè)時(shí)刻的應(yīng)急情景表達(dá)，以t1時(shí)刻為例：

s1=（{河道水位上升}，{河道、堤壩}，{監(jiān)測(cè)、應(yīng)急保障}，{地理}，t1）

其余情景見表2。

依據(jù)情景表達(dá)模型，t1時(shí)刻（7月9日），由于受前一情景中基元事件“暴雨”輸出屬性（雨量（200～400mm））的影響，在環(huán)境單元“地理”屬性地形（平原）、河網(wǎng)密度（高）的協(xié)同作用下，承災(zāi)載體“河道”的狀態(tài)屬性（水位）發(fā)生變化（超警戒線108～352米），基元事件“河道水位上升”產(chǎn)生，應(yīng)急活動(dòng)“監(jiān)測(cè)”一直在進(jìn)行中，事件“河道水位上升”的輸出屬性（當(dāng)前水位及當(dāng)前流量）對(duì)承災(zāi)載體（河道）產(chǎn)生作用，在環(huán)境單元“氣候”屬性（風(fēng)速）和“地理”（地勢(shì)落差）的協(xié)同作用下，產(chǎn)生基元事件“洪峰形成”，時(shí)間進(jìn)度變?yōu)閠2（7月10日），進(jìn)入下一個(gè)情景s2，完成情景演化。

4總結(jié)與展望

突發(fā)性強(qiáng)、災(zāi)害損失巨大、發(fā)生頻率低的非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急決策時(shí)間緊迫，信息資源豐富但來源眾多，異質(zhì)特性明顯。利用知識(shí)元模型，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景中各要素知識(shí)的統(tǒng)一描述，科學(xué)、準(zhǔn)確地表達(dá)當(dāng)前決策所面臨的情景，同時(shí)知識(shí)元模型中的關(guān)系又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)情景演化的表達(dá)。通過淮河流域暴雨洪水的情景表達(dá)也證實(shí)，知識(shí)元模型在實(shí)現(xiàn)非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景表達(dá)方面具有特有的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，對(duì)非常規(guī)突發(fā)洪水應(yīng)急情景而言，信息量巨大，數(shù)據(jù)內(nèi)容極度豐富，知識(shí)元模型在表達(dá)大數(shù)據(jù)時(shí)還需要進(jìn)一步優(yōu)化。后續(xù)研究還將在本研究基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建情景要素知識(shí)元網(wǎng)絡(luò)，通過分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及對(duì)歷史案例及預(yù)案搜尋類似情景，為當(dāng)前情景未來演化趨勢(shì)提供參考。

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