化工园区突发事件应急管理知识库构建研究

摘要

近年来，我国化工园区各类突发事件接连发生，给人民生命财产造成了巨大损失。由于表征事故的信息种类繁多、来源途径广泛、载体和格式不统一，给应急决策人员评估和把控情景带来困难。针对这一问题，如何从信息集成和知识转化的角度对多源信息进行规范化处理，实现对化工园区事故情景要素分析，成为当前应急管理知识库构建的难点。 本文依托国家自然科学基金项目“化工园区事故情景演化重构及应急决策研究”(编号:71403293)，从“情景-应对”决策范式角度出发，在分析化工突园区发事件情景要素和本体理论的基础上，完成对情景刻画演化模型以及本体知识库的构建。具体研究工作安排如下： （1）分析情景概念及构成要素，基于混合Petri网模型和共性知识元模型构建情景要素的具体表示方法，并依据情景要素构成完成情景的混合Petri网演化。 （2）构建应急领域和语义检索本体模型，从而完成本体知识库设计。同时，进行本体推理的研究，应用Jena API完成本体推理核心代码开发工作。 （3）结合某输油管线事故案例进行应用研究，得到了事故不同情景阶段的规范化表示。应用结果表明，该方法结合了混合Petri网的逻辑形式与共性知识元的属性表达特点，客观呈现了突发事件的情景状态和演化过程。通过对化工园区突发事件应急管理知识库的功能设计、数据库设计以及系统界面设计，完成知识库系统的原型设计。 本文从化工园区突发事件情景要素分析出发，构建情景刻画演化模型和知识库本体模型，能够帮助决策者更加清晰地认知突发事件情景构成和演进过程，同时，利用本体知识库系统的推理，快速判定情景类型，从而根据情景类型的应对措施采取行动，将突发事件控制在可接受的范围。

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第1章 前言

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 基于情景的应急管理研究现状

1.2.2 本体知识库的研究现状

1.3 主要内容和技术路线

1.3.1 主要内容

1.3.2 技术路线

第2章 相关理论与方法概述

2.1 Petri网理论

2.1.1 Petri网

2.1.2 混合Petri网

2.2 共性知识元模型

2.3 本体知识建模原理

2.3.1 本体Ontology

2.3.2 本体建模语言OWL

2.3.3 本体建模工具Protégé和Jena规则推理引擎

第3章 化工园区应急管理知识库结构及情景要素分析

3.1 化工园区应急管理知识库结构

3.2 化工园区突发事件情景要素

3.2.1化工园区突发事件情景要素分析

3.2.2化工园区突发事件承灾体分析

3.2.3化工园区突发事件致灾因子分析

3.2.4化工园区突发事件孕灾环境分析

第4章 化工园区应急管理知识库中的案例库构建

4.1 案例库构成分析

4.2 基于混合Petri网结构的情景刻画

4.3 基于混合Petri网的情景演化方式

第5章 化工园区应急管理知识库中的本体库构建

5.1本体库构成分析

5.1.1应急领域本体

5.1.2语义检索本体

5.2本体模型一致性检验

5.3基于Jena API的本体知识推理

5.3.1 Jena API 框架

5.3.2 OWL文件的解析

5.3.3 OWL模型推理与流程

第6章 实例分析

6.1 实例事件概述

6.2 构建突发事件Petri网情景模型

6.3 事件情景刻画

6.4 事件情景演化

6.5 应急管理知识库原型系统设计

6.5.1系统功能设计及系统架构

6.5.2 系统数据库设计

6.5.3 系统界面设计

第7章 结论

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢