本文關(guān)鍵詞：基于本體的多源異構(gòu)應(yīng)急信息融合方法研究

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【摘要】：災(zāi)害應(yīng)對(duì)是一類(lèi)異常復(fù)雜的決策管理過(guò)程。實(shí)施什么樣的救援行動(dòng),怎樣實(shí)施,這些重大決策問(wèn)題都是在所收集到的各類(lèi)信息的基礎(chǔ)上分析得出的。而這些信息總體上說(shuō)具有多源、異構(gòu)、不確定的特點(diǎn),在應(yīng)急救援過(guò)程中,就是要根據(jù)具有這些特點(diǎn)的信息進(jìn)行多方面的應(yīng)急決策。因此,如何更有效的利用這些信息獲得更好的決策結(jié)果,提高救援效果,是當(dāng)前災(zāi)害應(yīng)急管理中亟待解決的主要問(wèn)題。災(zāi)害應(yīng)對(duì)一般具有多階段、多主體參與的特點(diǎn)。應(yīng)急救援過(guò)程可分為多個(gè)階段,在不同階段,面臨的主要任務(wù)不同,所需要的災(zāi)情信息種類(lèi)、要求與處理方法也不同。災(zāi)害應(yīng)急信息的處理方法應(yīng)該根據(jù)具體的決策要求確定�；谶@一思路,本文根據(jù)應(yīng)急響應(yīng)不同階段所面對(duì)的不同任務(wù)的特點(diǎn)與要求,研究多源、異構(gòu)的災(zāi)害應(yīng)急信息的融合方法。本文選擇證據(jù)組合理論和本體建模理論作為研究的理論基礎(chǔ),并將研究的重點(diǎn)定在災(zāi)情態(tài)勢(shì)評(píng)估階段以及多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)兩個(gè)規(guī)劃階段的多源異構(gòu)信息融合方法。首先,根據(jù)災(zāi)情態(tài)勢(shì)推演所依賴(lài)數(shù)據(jù)的多源性、異構(gòu)性、不完整等特征,確定信息融合的目標(biāo)是利用多源信息互補(bǔ)特性,將不精確、不完整、不一致的災(zāi)情信息轉(zhuǎn)化成對(duì)評(píng)估目標(biāo)的一致性解釋和描述,進(jìn)而獲得更加準(zhǔn)確可靠的災(zāi)情態(tài)勢(shì)信息。提出了在此階段信息融合的體系框架,并確定信息融合的三個(gè)層次和主要步驟。針對(duì)底層數(shù)據(jù)的異構(gòu)問(wèn)題,采用本體建模方法構(gòu)建應(yīng)急信息流的本體模型,在此基礎(chǔ)上,對(duì)不同來(lái)源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成,構(gòu)建描述一致的災(zāi)情視圖,通過(guò)知識(shí)庫(kù)抽取評(píng)估目標(biāo)的各類(lèi)特征屬性。在決策層選擇可傳遞信息度模型(TBM)作為數(shù)據(jù)融合的基本方法。在該方法的基礎(chǔ)上,針對(duì)災(zāi)情信息的時(shí)效性問(wèn)題提出信度更新算法,并對(duì)存在的多目標(biāo)關(guān)聯(lián)評(píng)估問(wèn)題,提出多辨識(shí)框架融合算法,最后給出應(yīng)用示例。其次,研究了應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃的分布式、多主體聯(lián)合規(guī)劃中的異構(gòu)應(yīng)急信息處理。本文依據(jù)各主體在應(yīng)急規(guī)劃中的不同任務(wù)職責(zé),將其劃分為三個(gè)主要的決策層次,研究各層次決策所需的信息和處理要求。在此基礎(chǔ)上,提出了多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃的體系框架與處理流程。針對(duì)規(guī)劃過(guò)程中應(yīng)急信息的異構(gòu)問(wèn)題,構(gòu)建了應(yīng)急響應(yīng)方法和應(yīng)急計(jì)劃的本體表示模型,作為規(guī)劃中多主體間應(yīng)急響應(yīng)信息共享與互操作的基礎(chǔ)。基于此模型,詳細(xì)闡述了應(yīng)急響應(yīng)方法的融合模式與過(guò)程,開(kāi)發(fā)了基于本體語(yǔ)義信息的融合算法。最后給出基于約束滿(mǎn)足的應(yīng)急計(jì)劃融合的實(shí)現(xiàn)算法。最后,基于上述兩個(gè)階段信息融合的任務(wù),深入研究了旨在支持以上功能得以實(shí)現(xiàn)的底層應(yīng)急信息知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建問(wèn)題。從分析應(yīng)急信息融合處理所需的知識(shí)層次入手,研究應(yīng)急信息知識(shí)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。首先將支持融合功能的應(yīng)急信息與知識(shí)劃分為四個(gè)層次。在此基礎(chǔ)上,將知識(shí)庫(kù)分為三個(gè)子部分,包括應(yīng)急概本體念庫(kù),信息融合規(guī)則庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急程序庫(kù)。應(yīng)急概念本體庫(kù)中存儲(chǔ)應(yīng)急領(lǐng)域中的基礎(chǔ)概念,在本部分構(gòu)建了應(yīng)急領(lǐng)域基本信息的本體模型,作為基礎(chǔ)層本體支持第三章內(nèi)構(gòu)建的數(shù)據(jù)流本體模型與第四章內(nèi)構(gòu)建的應(yīng)急響應(yīng)方法與計(jì)劃的本體模型,實(shí)現(xiàn)應(yīng)急不同階段任務(wù)操作所需信息的一致性理解,使融合操作成為可能。信息融合規(guī)則庫(kù)中存儲(chǔ)用以支持融合實(shí)現(xiàn)的各類(lèi)規(guī)則,文中主要討論了規(guī)則的表示形式,并研究了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急程序庫(kù)的主要內(nèi)容。最后,給出模擬應(yīng)用示例。
【關(guān)鍵詞】：自然災(zāi)害 應(yīng)急管理 信息融合 本體
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：C934
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-14
• 第1章 緒論14-36
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 研究目的與意義15-17
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及評(píng)述17-31
• 1.3.1 數(shù)據(jù)融合的體系概述17-18
• 1.3.2 災(zāi)害管理中的信息需求研究18-21
• 1.3.3 信息融合的方法研究21-24
• 1.3.4 多源異構(gòu)應(yīng)急信息的表示模型24-28
• 1.3.5 應(yīng)急信息的研究現(xiàn)狀評(píng)述28-31
• 1.4 技術(shù)路線與研究方法31-33
• 1.4.1 技術(shù)路線31-32
• 1.4.2 研究方法32-33
• 1.5 研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)33-36
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容33-34
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)34-36
• 第2章 應(yīng)急決策與信息融合36-58
• 2.1 災(zāi)害應(yīng)急決策的概念模型與典型特征36-39
• 2.1.1 問(wèn)題引入36
• 2.1.2 災(zāi)害應(yīng)急決策的概念模型36-38
• 2.1.3 應(yīng)急決策過(guò)程的不確定性特征38-39
• 2.2 應(yīng)急信息的處理約束39-41
• 2.2.1 應(yīng)急信息的多源性特征39-41
• 2.2.2 應(yīng)急信息異構(gòu)性特征41
• 2.3 應(yīng)急信息融合的概念41-44
• 2.3.1 應(yīng)急信息融合的基本界定41-42
• 2.3.2 災(zāi)情應(yīng)對(duì)中信息融合的主要任務(wù)42-43
• 2.3.3 融合思路與關(guān)鍵技術(shù)43-44
• 2.4 信息融合中多源證據(jù)的組合推理問(wèn)題44-50
• 2.4.1 多源異構(gòu)信息組合推理技術(shù)與方法44-45
• 2.4.2 數(shù)據(jù)融合的映射關(guān)系描述45-46
• 2.4.3 D-S證據(jù)理論46-48
• 2.4.4 可傳遞信度模型48-50
• 2.5 異構(gòu)信息的語(yǔ)義融合問(wèn)題50-57
• 2.5.1 災(zāi)害語(yǔ)義信息的表達(dá)51-52
• 2.5.2 語(yǔ)義層信息的描述邏輯及本體概述52-54
• 2.5.3 OWL DL及其描述邏輯54-55
• 2.5.4 應(yīng)急信息的本體描述框架及概念層次55-57
• 2.6 本章小結(jié)57-58
• 第3章 災(zāi)害態(tài)勢(shì)評(píng)估中的多源異構(gòu)信息融合方法58-80
• 3.1 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估與信息融合58-62
• 3.1.1 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估的內(nèi)容與目標(biāo)58-59
• 3.1.2 自然災(zāi)害應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估中的信息與知識(shí)需求59-60
• 3.1.3 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估的技術(shù)與方法60
• 3.1.4 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估中多源異構(gòu)信息融合的任務(wù)60-62
• 3.2 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估的融合模型62-65
• 3.2.1 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估決策的問(wèn)題描述62-63
• 3.2.2 應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估中信息融合的體系結(jié)構(gòu)63
• 3.2.3 基于融合模型的應(yīng)急態(tài)勢(shì)評(píng)估求解流程63-65
• 3.3 特征級(jí)信息融合方法研究65-73
• 3.3.1 災(zāi)害報(bào)告數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表示65-70
• 3.3.2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與融合算法分析70-73
• 3.4 態(tài)勢(shì)評(píng)估中決策級(jí)融合算法研究73-79
• 3.4.1 基于TBM模型的決策級(jí)數(shù)據(jù)融合的主要過(guò)程73
• 3.4.2 基于TBM的分布式融合模型73-74
• 3.4.3 動(dòng)態(tài)應(yīng)急信息的時(shí)效性處理74-75
• 3.4.4 基于規(guī)則的多辨識(shí)框架融合75-76
• 3.4.5 算法示例分析76-79
• 3.5 本章小結(jié)79-80
• 第4章 多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃中的信息融合方法80-102
• 4.1 多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃與多源異構(gòu)信息融合80-85
• 4.1.1 應(yīng)急任務(wù)與應(yīng)急任務(wù)規(guī)劃的特點(diǎn)80-81
• 4.1.2 多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃中存在的主要問(wèn)題81-82
• 4.1.3 多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃過(guò)程中的信息需求82-84
• 4.1.4 多主體應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃中信息融合的主要任務(wù)84-85
• 4.2 多主體協(xié)同應(yīng)急規(guī)劃模式分析85-87
• 4.2.1 多主體面對(duì)任務(wù)的協(xié)調(diào)規(guī)劃?rùn)C(jī)制85
• 4.2.2 應(yīng)對(duì)任務(wù)規(guī)劃的體系框架85-87
• 4.3 基于本體的應(yīng)急響應(yīng)方法與計(jì)劃的表示87-94
• 4.3.1 應(yīng)急計(jì)劃的組成與結(jié)構(gòu)87-88
• 4.3.2 應(yīng)急計(jì)劃本體中的概念抽取88-89
• 4.3.3 應(yīng)急響應(yīng)方法與計(jì)劃的本體建模89-94
• 4.4 應(yīng)急響應(yīng)方法融合體系框架與算法94-99
• 4.4.1 應(yīng)急響應(yīng)方法融合的體系框架與過(guò)程描述94-95
• 4.4.2 應(yīng)急響應(yīng)方法間的語(yǔ)義關(guān)系判定95-96
• 4.4.3 應(yīng)急響應(yīng)方法的融合算法96-98
• 4.4.4 算法應(yīng)用演示98-99
• 4.5 應(yīng)急計(jì)劃融合算法99-101
• 4.5.1 基于約束滿(mǎn)足的計(jì)劃融合方法設(shè)計(jì)99-100
• 4.5.2 多主體計(jì)劃融合算法100-101
• 4.6 本章小結(jié)101-102
• 第5章 支持應(yīng)急信息融合過(guò)程的知識(shí)庫(kù)構(gòu)建102-120
• 5.1 應(yīng)急信息知識(shí)庫(kù)的基本問(wèn)題102-106
• 5.1.1 應(yīng)急信息融合處理中的分層知識(shí)體系102-104
• 5.1.2 應(yīng)急信息知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析104-106
• 5.2 應(yīng)急信息融合知識(shí)庫(kù)的知識(shí)表示106-111
• 5.2.1 應(yīng)急概念本體庫(kù)106-109
• 5.2.2 應(yīng)急信息融合規(guī)則庫(kù)109-111
• 5.2.3 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急程序庫(kù)111
• 5.3 臺(tái)風(fēng)災(zāi)害決策中的信息融合應(yīng)用示例111-119
• 5.3.1 災(zāi)情信息本體構(gòu)建111-113
• 5.3.2 基于融合算法的替換方案構(gòu)建113-115
• 5.3.3 多主體應(yīng)急計(jì)劃融合115-119
• 5.4 本章小結(jié)119-120
• 結(jié)論120-122
• 參考文獻(xiàn)122-130
• 附錄130-142
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果142-144
• 致謝144

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：599719