文档介绍：独创性声明
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华中科技大学博士学位论文
摘要
非常规突发事件是社会没有或极少经历过的、缺乏对其演化规律知识和处置经验
的大规模突发事件。它们往往突然发生,造成或者可能造成严重的社会危害,从而
需要社会组织采取行动予以应对,对政府和社会如何采取有效的应急管理手段和措
施提出了挑战。
目前,非常规突发事件的发生给我国经济和社会造成了严重冲击,带来了巨大的
经济损失,并产生严重的社会问题,已成为我国构建和谐社会和实施可持续发展战
略的巨大隐患。非常规突发事件影响范围广,强度大,具有多灾种耦合或多类型突
发事件同时发生的特征,导致常规防治手段和处置措施失效,应急响应工作无法仅
仅依据某个单位的应急预案开展,需要来自多个区域的缺乏合作经验的政府部门和
社会单位在短时间内投放应急服务和调用应急资源共同完成。
科学和有效的制定应急行动方案是协调多个应急响应参与单位应急行动的基本
手段,是非常规突发事件应急管理的核心。其本质是面对复杂的应急态势制定完成
事件目标集合的行动方案。非常规突发事件应急响应具有动态性、复杂性和时间紧
迫性等特征,对应急管理人员制定应急行动方案提出了挑战。同时,应急行动方案
制定决策问题是一类典型的复杂非结构化决策问题,涉及对多个缺乏合作经验的单
位的应急领域知识进行选择和重组,采用数学建模和优化的方法难以进行求解。
层次任务网络(Hierarchy , HTN)规划模型按照任务分解法方式搜索行动
方案,与应急管理人员制定应急行动方案的思考过程相似,是建模和求解非结构化
决策问题的一种有效手段。在将应急指挥中心团队在非常规突发事件应急响应过程
中制定应急行动方案的决策过程作为研究对象的基础上,紧紧围绕该决策问题的建
模和求解,以知识建模理论和智能规划技术为基础,研究基于 HTN 的非常规突发事
件应急行动方案制定方法及技术,主要研究工作包括以下若干方面。
分析非常规突发事件应急行动方案制定的决策主体、决策对象和决策环境及其特
征,并从以上三个方面对研究对象进行科学界定。在此基础上,根据应急决策理论
相关文献,提出了一种应急行动方案制定决策过程模型,用以描述应急指挥团队制
定应急行动方案的决策过程及其行为特征。同时,对该决策过程涉及的相关概念进
行形式化定义,为后续研究工作奠定基础。
围绕对应急行动方案制定决策过程涉及的异类应急领域知识进行建模的问题,将
应急预案文本作为建模对象,研究应急领域知识建模方法。目前,应急预案是分布
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于多个单位的非结构化文档,缺乏统一的建模方法,造成对应急预案描述的领域知
识进行表示和利用存在困难。根据对应急预案文本组成要素及其结构特征进行分析,
在重用现有本体知识模型的基础上,提出了一种应急预案本体模型,并用于对某区
域防汛应急预案进行知识建模,开展应用研究。
围绕基于智能规划的非常规突发事件应急行动方案制定决策问题的求解,在分析
应急响应过程特征的基础上,提出了应急领域 HTN 规划设计需求,并以此为参考框
架分析现有智能规划模型存在的不足。在此基础上,本文设计了一种 anytime 时态
HTN 规划器,用以支持应急指挥团队制定应急行动方案。该规划器按照 anytime 原
则展开搜索,能够在任意时刻中断并输出方案,且随着规划时间延长逐步改进方案
质量。另外,该规划器是一种基于状态的前续 HTN 规划模型,按照非回溯的方式展
开搜索过程,能够有效模拟应急管理人员制定应急行动方案的决策逻辑。同时,设
计了一系列在规划过程中选择当前搜索节点的启发式算法,用