本文關(guān)鍵詞：基于層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急資源規(guī)劃方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：各類突發(fā)事件的頻繁發(fā)生嚴(yán)重地威脅著社會(huì)的和諧穩(wěn)定,并對(duì)政府的應(yīng)變能力提出了更高的要求。由于突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)具有突發(fā)性、非常規(guī)性、層次性、資源稀缺性和時(shí)效性的特征,通過(guò)理想化的數(shù)學(xué)模型難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的應(yīng)急決策問(wèn)題。層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(HTN)規(guī)劃通過(guò)任務(wù)分解形成應(yīng)對(duì)方案的思路類似于應(yīng)急管理組織實(shí)際進(jìn)行應(yīng)急決策的過(guò)程,并且能夠通過(guò)邏輯語(yǔ)言描述復(fù)雜的應(yīng)急領(lǐng)域知識(shí),從而成為了應(yīng)急決策中廣泛采用的人工智能方法。但是HTN規(guī)劃采用任務(wù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)描述動(dòng)作推理過(guò)程,難以直接控制資源狀態(tài)的變化以有效的處理資源管理問(wèn)題。而應(yīng)急決策中又存在著方案制定過(guò)程和資源調(diào)度過(guò)程高度耦合的特征。方案制定過(guò)程中選擇不同的任務(wù)執(zhí)行方式會(huì)產(chǎn)生不同的資源需求,反過(guò)來(lái)資源因素又會(huì)影響應(yīng)急管理組織選擇應(yīng)急目標(biāo)、戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和操作等決策行為。因此將HTN規(guī)劃和資源調(diào)度獨(dú)立成兩個(gè)連貫過(guò)程的傳統(tǒng)方法在應(yīng)急決策中并不適用,應(yīng)急決策需要在HTN規(guī)劃應(yīng)急行動(dòng)方案制定和執(zhí)行過(guò)程中處理各種資源管理問(wèn)題。 本文緊密圍繞應(yīng)急響應(yīng)中方案制定和資源調(diào)度高度耦合的過(guò)程,以HTN規(guī)劃為核心,研究了應(yīng)急行動(dòng)方案制定與執(zhí)行中的資源管理方法,主要工作體現(xiàn)在以下四個(gè)方面： 識(shí)別各參與單位中異構(gòu)的應(yīng)急資源信息是在HTN規(guī)劃中進(jìn)行應(yīng)急資源管理的基礎(chǔ)工作。為此,提出了面向HTN規(guī)劃的應(yīng)急資源本體建模方法。本方法中,基于OWL本體(Web Ontology Language)語(yǔ)言建立了應(yīng)急資源本體模型以識(shí)別勞動(dòng)力資源信息和物力資源信息�；趹�(yīng)急資源本體模型,設(shè)計(jì)了面向HTN規(guī)劃的應(yīng)急資源本體管理方法將OWL本體語(yǔ)言描述的應(yīng)急資源信息轉(zhuǎn)換為HTN規(guī)劃語(yǔ)言描述的領(lǐng)域知識(shí)。 層次資源推理是在HTN規(guī)劃中進(jìn)行應(yīng)急資源管理的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)應(yīng)急決策對(duì)層次資源推理的表達(dá)能力和處理速度的要求,設(shè)計(jì)了資源增強(qiáng)型HTN規(guī)劃方法REHTN。 REHTN設(shè)計(jì)了資源時(shí)間軸來(lái)描述各種資源變量和約束。通過(guò)自上而下的資源推理將上層任務(wù)的資源約束分解給下層任務(wù)。同時(shí),通過(guò)設(shè)計(jì)因果鏈來(lái)處理不同分支任務(wù)之間的資源推理。在原子任務(wù)層,通過(guò)不同的資源分配過(guò)程驗(yàn)證了消耗性資源和可重用性資源的資源狀態(tài)的可行性。并進(jìn)一步設(shè)計(jì)了資源約束傳播加速算法來(lái)加快層次資源推理過(guò)程。 應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題是在充分利用現(xiàn)有資源盡可能地完成應(yīng)急目標(biāo)的同時(shí),分析那些由于資源缺項(xiàng)而暫時(shí)無(wú)法完成的應(yīng)急目標(biāo)及其所需補(bǔ)充的資源信息。應(yīng)急領(lǐng)域?qū)＜铱梢砸罁?jù)這些資源缺項(xiàng)信息,通過(guò)請(qǐng)求增援等方式最終完成這些應(yīng)急目標(biāo)。針對(duì)應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于REHTN的應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題求解方法REHTNRS。 REHTNRS通過(guò)擴(kuò)展REHTN語(yǔ)法來(lái)描述應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題,其中將規(guī)劃目標(biāo)編碼為包括可達(dá)成目標(biāo)、不可達(dá)成目標(biāo)和有條件達(dá)成目標(biāo)在內(nèi)的軟任務(wù)目標(biāo),并通過(guò)帶資源缺項(xiàng)標(biāo)記的任務(wù)來(lái)處理有條件達(dá)成目標(biāo)。應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題的規(guī)劃處理算法中,提出了資源缺項(xiàng)識(shí)別方法,通過(guò)資源缺項(xiàng)標(biāo)記來(lái)識(shí)別規(guī)劃過(guò)程中出現(xiàn)的資源缺項(xiàng)。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了帶資源缺項(xiàng)標(biāo)記的Anytime啟發(fā)式算法。 圍繞應(yīng)急行動(dòng)方案執(zhí)行過(guò)程中的資源執(zhí)行異常問(wèn)題,在構(gòu)建混合規(guī)劃與執(zhí)行集成框架的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了應(yīng)急資源執(zhí)行異常的管理方案,其中包括應(yīng)急資源執(zhí)行異常的監(jiān)控、分析和處置。
【關(guān)鍵詞】：應(yīng)急決策 非常規(guī)突發(fā)事件 層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 智能規(guī)劃 資源推理 知識(shí)建模 資源稀缺 資源異常
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：D63;C934
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1. 緒論11-30
• 1.1. 課題來(lái)源11
• 1.2. 問(wèn)題提出11-13
• 1.3. 研究的目的和意義13-14
• 1.4. 相關(guān)文獻(xiàn)綜述14-25
• 1.5. 研究思路25-26
• 1.6. 研究?jī)?nèi)容與邏輯結(jié)構(gòu)26-30
• 2. HTN規(guī)劃及其相關(guān)概念30-40
• 2.1. HTN規(guī)劃的基本原理30-34
• 2.2. HTN規(guī)劃應(yīng)用于應(yīng)急決策的優(yōu)勢(shì)與不足34-37
• 2.3. 人工智能相關(guān)概念37-38
• 2.4. 本章小結(jié)38-40
• 3. 面向HTN規(guī)劃的應(yīng)急資源本體建模40-54
• 3.1. 引言40-41
• 3.2. 應(yīng)急資源分析41-45
• 3.3. 應(yīng)急資源本體模型45-49
• 3.4. 面向HTN規(guī)劃的應(yīng)急資源本體管理方法49-51
• 3.5. 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)51-52
• 3.6. 本章小結(jié)52-54
• 4. 應(yīng)急領(lǐng)域資源增強(qiáng)型HTN規(guī)劃方法設(shè)計(jì)54-75
• 4.1. 引言54-56
• 4.2. 資源增強(qiáng)型HTN規(guī)劃方法的整體結(jié)構(gòu)56-58
• 4.3. 資源描述58-60
• 4.4. 層次資源推理機(jī)制60-66
• 4.5. 資源約束傳播加速算法66-68
• 4.6. 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)68-74
• 4.7. 本章小結(jié)74-75
• 5. 應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題處理機(jī)制75-90
• 5.1. 引言75-76
• 5.2. 應(yīng)急資源缺項(xiàng)問(wèn)題描述76-80
• 5.3. 資源缺項(xiàng)問(wèn)題的規(guī)劃處理算法80-85
• 5.4. 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)85-88
• 5.5. 本章小結(jié)88-90
• 6. 應(yīng)急資源執(zhí)行異常管理方案90-101
• 6.1. 引言90
• 6.2. 混合規(guī)劃與執(zhí)行集成框架90-93
• 6.3. 應(yīng)急資源執(zhí)行異常監(jiān)控93
• 6.4. 應(yīng)急資源執(zhí)行異常分析93-94
• 6.5. 應(yīng)急資源執(zhí)行異常處置94-97
• 6.6. 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)97-99
• 6.7. 本章小結(jié)99-101
• 7. 總結(jié)與展望101-104
• 7.1. 全文總結(jié)101-102
• 7.2. 研究展望102-104
• 致謝104-106
• 參考文獻(xiàn)106-116
• 附錄1 公開(kāi)發(fā)表或撰寫(xiě)的學(xué)術(shù)論文116-118
• 附錄2 公開(kāi)發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與學(xué)位論文章節(jié)對(duì)應(yīng)關(guān)系118-119
• 附錄3 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和獲獎(jiǎng)情況119

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