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随着经济增长和社会发展,人类赖以生存的环境不断恶化,自然灾害、事故灾难以及复合灾害引发的各类突发事件频繁发生,严重地威胁着人类社会和谐发展。突发事件类别多样,不同类型突发事件表现出来的个性特征存在着很大差异。突发事件发生发展的情境不同,突发事件之间的关联关系不同,同一突发事件将会出现不同的演化路径。在突发事件的应对过程中,应急管理者面对大量的、多源的、异构的信息,需要站在综合、总体的层面识别出突发事件的发展态势和演化方向,并在支持信息不完备的情况下快速、科学地进行决策。通过提炼突发事件系统的一般性规律,使应急管理者从共性角度了解突发事件系统的层次结构和演化路径,认知突发事件发生演化的过程,为制定科学有效的应对策略提供理论指导。国内外学者从自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件等不同方面入手,研究特定领域内突发事件的演化规律。鲜有将突发事件与所处情境视为一个复杂系统,从系统视角研究突发事件系统共性结构特征和共性演化规律。在知识的视角下,知识元与特定领域知识无关,使得利用知识元描述不同类型突发事件系统要素的共性属性特征,进而构建突发事件系统共性结构模型成为可能。如何对各种不同属性特征的突发事件系统进行分析,如何利用人们已有知识和知识管理模型,发掘各类突发事件系统的共性结构特征和演化规律,并以科学的符号进行统一描述成为突发事件应急管理中的关键问题。本研究在上述背景下,通过分析突发事件系统的构成,构建突发事件系统中事件知识元和承灾体知识元模型,在知识元模型的基础上剖析突发事件系统的共性结构。界定突发事件系统熵的概念,反映系统内部无序程度,由风险熵和决策熵组成。以知识元模型为基础,在突发事件系统共性结构的框架内,研究突发事件系统熵变过程,辨识系统的演化规律。风险熵是突发事件系统熵演化基础,没有风险熵,应急管理者无需向系统注入决策熵,提出基于事件知识元的突发事件风险熵的预测方法。具体研究如下:(1)将突发事件与所处情境视为一个复杂系统,分析突发事件系统的组成,构建了突发事件系统中描述突发事件和客观事物的事件知识元和承灾体知识元。解析突发事件系统的共性结构,形式化描述各个层次,建立了基于知识元的突发事件系统共性结构模型。切分突发事件演化的时间域和情境的空间域,分析突发事件系统的共性结构特征,阐述突发事件系统内部的熵现象,揭示突发事件发生本质、演化实质以及演化的客观基础。(2)提出了用以表征系统内部无序程度的突发事件系统熵的概念,由系统中事件知识元实体对象的环境输入属性集提供的风险熵和应急输入属性集提供的决策熵构成。剖析了突发事件系统熵的演化过程,将系统熵变历程归纳为熵的积累期、熵的突变期和熵的衰退期。运用突变论,基于知识元建立了突发事件系统熵的突变模型,获得系统熵的突变条件,确定系统熵稳定态的参数区域。揭示了突发事件系统熵的演化具有渐变和突变两种演化形态,包含滞后突变、超前突变、同步渐稳和异步失稳四种演化路径。(3)针对突发事件演化过程中影响因素多、实时观测样本数据少且维数高导致的无法定量描述事件风险熵的难题,提出了基于知识元的突发事件风险熵预测方法。采用投影寻踪方法对突发事件的多因素观测数据进行降维,获得事件知识元实体对象高维输入属性集的一维投影特征值,以此单因素反映多因素的数据特征;利用信息扩散理论将输入属性集的单因素投影特征值扩散到输出属性的风险指标论域的控制点上,获得不同风险等级突发事件的发生概率。借鉴信息熵理论,给出突发事件风险熵的计算方法,预测突发事件发生的可能性。(4)以2008年我国南方雨雪冰冻事件系统为例,以长沙市为研究区域,对雨雪冰冻事件系统的构成方法和雨雪冰冻事件风险熵的预测过程进行实例检验。实例分析结果表明本研究提出的基于知识元的突发事件系统共性结构模型,便于描述突发事件发生规律和不同层次内的演化规律。基于知识元的突发事件风险熵预测方法能够根据观测样本的时间序列对风险熵进行预测,风险熵的变化趋势与实际情况相吻合且符合熵变规律。本研究以知识元为基础系统地剖析了突发事件系统所具有的共性结构,论述了系统熵的演化规律,提出了突发事件风险熵的预测方法,为突发事件应急管理的理论研究与实践工作提供参考和借鉴。