应急决策中潜在语义模型构建和检索机制研究

摘要

面对复杂多变的应急环境，决策者需要处理海量的信息，整合各方面应急救援力量及服务资源，提高应急响应能力，以保障公共安全。我国各级政府已发布了大量的应急预案，储存和积累了丰富的专家经验和大量潜在的领域知识。为应对突发公共事件本身的不确定性以及紧急情况下的信息获取的时空局限性，应急决策中的知识管理需要充分挖掘应急预案中所蕴涵知识的潜在关联及结构信息，对应急知识进行准确的表示，构建适用于应急领域的信息检索模型和知识推送机制，将应急决策所需要的知识有效地推送给决策者，以辅助决策者进行决策并制定高质量的应急决策方案。
　　为此，论文研究了应急决策中的潜在语义模型构建和检索机制中的若干关键问题，包括应急领域潜在知识统一表达模型的构建、应急领域知识的语义挖掘及有效维度设计、基于语义特征的应急预案主题词链构造及语义标注、基于检索式扩展和检索框架的应急知识有效推送等。
　　论文的主要研究内容如下:
　　构建了应急领域的潜在语义模型。词语间的联系复杂而密切，传统信息检索模型中基于词语之间相互独立的基本假设难以得到满足。对此，本文应用潜在语义分析方法构建了应急领域的潜在语义模型，通过截断的奇异值分解方法对“词-预案”矩阵降维，将高维表示的应急预案和词语投影在低维的潜在语义空间中，缩小了问题规模，提高了检索效率。
　　设计了应急领域潜在语义模型的权重及其计算方法。传统的权重计算方法只考虑了词语与文本之间的关系，本研究同时将词语和词语之间的关系以及预案文本和预案文本之间的关系考虑在内，设计了新的权重模型。对词语之间的关系以及应急预案文本之间的关系进行了有效的表达和量化，证明了权重决定的“闭环效应”，推导出了领域词汇和应急预案全局权重的计算方法。实验表明，该权重模型能够有效地对应急领域知识进行表达。
　　提出了基于语义特征的应急预案主题词链自动构造方法，对应急预案进行了标注。本文对非结构化的应急预案文本进行了分析，利用应急领域的潜在语义模型获取词语语义，对传统的词汇链算法进行了改进，以适应非结构化的预案。在此基础上，提出了应急预案主题词的自动抽取方法，并给出了主题词链的构造方法，从而对应急预案进行语义标注。实验表明，该方法能够深入语义层级对应急领域的潜在语义结构信息进行挖掘，具有良好的效果，同时为潜在语义模型下应急知识的推送和检索扩展提供了有益的探索路径。
　　通过构建应急领域的检索框架，提出了应急知识需求的检索式扩展模型，实现了知识的有效推送。面对复杂的应急环境，决策者往往不能准确表达检索需求，甚至不清楚真正的检索需求。为此，基于应急预案的主题词语义特征标注，论文利用SOM网络提取应急领域词汇的语义特征，并在映射上形成聚类；通过建立CI指标，给出了最优聚类数量的判定方法；在此基础上，提出了抽取检索扩展词语的具体步骤，初步设计了检索框架构建方案；最后，通过实验验证了该检索式扩展模型和检索框架的有效性。

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第一章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究背景

1.3 问题的提出

1.4 相关研究综述

1.5 论文的主要贡献

1.6 论文的数据来源

1.7 论文内容及结构

第二章 应急决策中的潜在语义模型构建

2.1 潜在语义分析的引入

2.2 应急领域潜在语义模型的构建

2.1 可得 X 的 k 阶截矩阵

2.3 算例及分析

2.4 本章小结

第三章 潜在语义模型中的权重设计及计算

3.1 问题的提出

3.2 权重的形式化及组成

3.3 潜在语义模型的权重计算方法

3.4 实验分析

3.5 本章小结

第四章 潜在语义模型中的主题词链自动构造

4.1 问题的提出

4.2 基于语义特征的词汇链构造

4.3 主题词链的构造

4.4 实验及分析

4.5 本章小结

第五章 潜在语义模型中的检索式扩展研究

5.1 问题的提出

5.2 检索扩展模型的建立

5.3 实验分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录 1 攻读硕士学位期间发表的文章

附录 2 攻读硕士学位期间参与的项目