協同視角下的跨域突發事件應急情報組織模式

郭 驊，蔣 勛，許 瑞，侯柏屹，張健東

（1.河海大學商學院，南京 211100；2.河海大學世界水谷研究院，南京 211100；3.江蘇省數據工程與知識服務重點實驗室，南京 210023）

1 引 言

2018年，第十三屆全國人民代表大會第一次會議批準成立中華人民共和國應急管理部。應急管理部將國家安全生產監督管理總局的職責，國務院辦公廳、公安部、民政部、國土資源部、水利部、農業部、國家林業局、中國地震局的應急管理、救災、災害防治、應急救援的職責，以及國家防汛抗旱總指揮部、國家減災委員會、國務院抗震救災指揮部、國家森林防火指揮部的職責進行整合，自中央到地方形成新的應急管理體制，以應對愈加復雜的突發事件。新的應急管理體制明確了各級、各地、各專項應急管理機構的法律地位、權力分配關系以及其組織形式，應急管理體系的靜態結構和潛在功能進一步向綜合協調型發展。

在整個應急管理體系中，應急情報網絡作為應急決策的支撐系統，處于一個非常重要的位置。應急情報網絡的建設和運行，需要充分利用異質網絡環境下的多源異構大數據資源，提升情報機構的協同作戰能力，以適應協同、開放和動態的應急組織結構。以“新型冠狀病毒肺炎”突發事件為例，公共衛生突發事件在短期內迅速演化為跨域突發事件，延伸至公共交通、供應鏈管理、群體性聚集、司法事務等相關領域，彌散至全球多個國家和地區，跨越原有的領域和地域，連鎖效應和溢出效應突出。應急情報網絡須在多個情報機構之間組織協同服務，實現跨領域情報集成，并緊跟突發事件的發展態勢和應急組織結構調整，為應急管理部門提供定制化、動態化的情報服務。

當前，多數地方政府的應急信息系統和專業情報機構之間缺乏互聯互通，應急情報資源、應急情報服務和情報服務主體之間存在專業、地域和條塊分割的壁壘[1]，缺少協同組織辦大事的能力，應急情報協同服務從理論方法到技術實現，還需要跨越基礎技術和其應用的鴻溝。重要的問題是如何通過應急情報以及與之相關的信息過程支持跨組織協同的應急管理。現有研究證明了依靠單一組織和單一領域的情報系統在極端性災難的動態情境中容易導致應急失敗，例如，歐洲近年來發生的難民潮和恐怖襲擊事件[2]、1999年土耳其馬爾馬拉地震的應急救援[3]、2005年卡特里娜颶風的應急響應[4]，2020年發生的COVID-19公共衛生突發事件[5]。Kim等[6]指出，應急管理涉及多個跨組織的響應者，其需要共享關鍵任務信息的數字跟蹤，然而，由于缺乏結構化的信息共享機制，導致各組織之間的合作很難開展。Dorasamy等[7]認為，應急情報網絡應使無邊界信息流和異構性IT系統能夠協同運行。如何將處于不同領域、分散異構的情報資源和情報服務整合起來，并使不同的情報服務主體共同工作，值得研究者做進一步的探索。本文旨在探討使跨域應急情報鏈縱向貫通的工作機理和實現路徑，提出應急情報網絡構成的總體解決方案，支持跨組織協同的應急管理和決策。

2 文獻綜述

傳統的情報組織模式，按照自上而下的垂直分工，各類情報服務主體的開放性服務、協同化服務能力明顯不夠[8]。常見的情況是應急情報系統或專業情報機構為處理單一類型的突發事件而設置的。現有文獻報告了預防和撲滅森林火災的決策支持系統[9]、實時滑坡預警系統[10]、地震災害預報系統[11]、跨平臺洪水影響評估工具[12]、突發污染事故的應急監測和處置決策支持系統[13]。由歐盟和前蘇聯大學以及研究機構共同開發的RODOS核事故實時在線決策支持系統為歐洲范圍的數據交換奠定基礎，集中了所有歐洲潛在核電站危機可能需要的信息，包括監測、分析、對策和評估[14]，為地方、區域和國家各級的場外應急管理提供一致而全面的支持，并且能夠在各個領域中得到廣泛應用。這些系統為確定的單一組織提供情報服務，或服務于特定類型的突發事件。但是，當人們面對跨域突發事件或高度不確定的情況時，由于信息和分析可能變得過時，以及沒有考慮危害之間的相互作用而失去效力[15]，無法靈活地同時應對多個管理主體或復合型突發事件的需要。

試圖通過一個系統解決多種類型突發事件的情報整合問題是一種新的嘗試，在這種情況下，由一個情報服務主體為所有涉及的區域、問題和管理主體提供情報服務。馬來西亞國家安全委員會組織開發的社區應急管理和感知原型系統（integrated Community Emer‐gency Management and Awareness Systems,iCEMAS）集成了關鍵數據、信息和知識，為其分支機構和支持機構之間提供信息共享和傳播的工具，但這項研究不包括空間數據，并且被證明缺乏在不同利益相關者之間獲取信息和知識的能力[7]。西班牙的SIGAME系統為19個自治機構提供應急管理幫助，這一系統只包含突發事件狀況和協調決策等較少的公共數據庫和通信功能，尚不能對應急處置所需的知識和更廣泛的數據進行管理和分發[16]。截至目前，將數字孿生城市應用于應急管理[17]是最為宏大的計劃，這一系統從傳感器網絡獲取災難信息和建成物模型，實時地感知城市危機，并予以預警和處置。數字孿生城市的計劃并沒有考慮已有的利益相關者和已建成的信息系統的投資保護，至少在短期內缺乏現實的基礎。

德國科學家赫爾曼·哈肯在20世紀70年代創立了協同理論[18]，提出系統要素之間通過有意識的行為進行集成后，協同運作產生的整體效用大于各部分總和的效用。因此，協調網絡組織間的情報活動比將不同情報組織維持在一個集中指揮框架下更為有效[19]。蘇新寧等[20]認為，多組織協同聯動的應急情報對于應急管理具有重要的戰略意義。應急情報網絡促進情報采集者、分析者和決策者協同工作，推動應急情報資源的協同與聚合，實現以任務驅動的“平戰結合、動態響應”[21]。情報技術逐漸從封閉的框架和軟件生態向開放合作的形態發展[22]，未來跨領域、跨系統的情報協同將得到普及和強化，個性化、細粒度的情報協同服務模式將成為研究的焦點。蔣勛等[23]提出了適應情景演化的多知識庫協同架構的解決方案。郭驊等[24]研究了面向整合管理的情報體系分析框架，報告了城市級情報綜合服務平臺的構建方法。肖花[25]論證并構建了包含協同標準化平臺、協同傳播模式和協同管理模式的應急情報資源共享框架，以實現應急情報網絡化和集成化。中國科學院文獻情報中心劉細文等[26]提出了分布式情報服務的資源共享機制、人員協作機制和服務定制機制。北京市科學技術情報研究所的研究人員[27]提出面向戰略情報研究的協同情報服務體系，涵蓋工作層面協同、知識層面協同、情報能力協同和外部資源協同。現有研究指出，嚴格有序的情報服務分工界限逐漸消亡，應急情報服務的業務流程和技術方式正在發生根本變化，情報服務需要具有彈性協同和自適應能力。這無疑為協同服務指明了方向，但仍然多集中于單一層面的情報協同，例如，基于地理信息的綜合集成[28]和基于事件情境的數據融合[29]主要在情報資源層面實現；對洪水災害的早期預測[30]、繪制脆弱區域地圖[31]、應急疏散計劃[32]和緊急救援方案[33]的情報協同，則可能在情報服務層面實現。多主體的仿真平臺被用于暴風雪災害的危機決策[34]、颶風威脅的概念建模[35]、應急避難場所的優化布局[36]，以及對重大事件的戰術和操作響應的模擬[37]，這信息可幫助決策者評估、測試和優化響應策略，已有研究的重點在于模擬場景和提供仿真環境。目前，研究者對于跨主體的情報協同尚缺乏深入的研究，Ramaswami等[38]指出，智能城市的優先事項是解決跨界和多部門的問題。由于受到目標沖突和程序約束的影響，應急情報協同還面臨情報模塊化效率低、跨組織復用成本高等突出問題[39]。傳統上，情報資源、情報服務和服務主體密不可分：情報服務和情報資源之間存在緊耦合的調用關系，服務主體和情報資源、情報服務之間又存在權屬關系。多主體、網絡化的應急情報協同可以幫助打破這些固有的關系，從而使三者之間建立新的聯系。

3 應急情報的協同模式

自然災害、事故災害、公共衛生事件和社會安全事件既具有個性特征，也具有強烈的領域相關性，越來越多的證據表明，突發事件不再是單一領域的問題。突發事件通過領域間相互關聯的介質（信息、技術、資源等）從原發領域向相關領域擴展[40]，原生型突發事件引發次生型突發事件，呈現出高度的復雜性和鮮明的跨界性，跨域性甚至是多種跨域性的交織復合[41]成為現代風險社會突發事件的顯著特征。面對跨域突發事件的復雜局面，傳統上單一災種的應急處置模式存在較大局限。整合性、動態化和網絡化的跨域突發事件應急管理對情報服務提出了跨組織調度、跨領域協同的集成要求。各情報機構在專業領域、資源能力、技術工具、工作流程上存在顯著差異，情報網絡的建立有利于克服碎片化形態，實現多個層面的應急情報協同服務。

一方面，提升跨域突發事件應急管理水平的關鍵在于突破既有的領域經驗、數據壁壘和知識模型，增強處理新型危機的能力，從根本上解決部門協調動力不足，補位協同機制虛設的問題；另一方面，情報服務的各類主體，尤其是專業情報機構需要借助新的理論、方法和技術，在跨域突發事件的不同演化階段動態融入應急決策業務流程，充分發揮情報功能，避免情報資源和服務能力的浪費。單一領域的情報和孤立的情報機構不足以支撐跨域突發事件的應急管理，情報網絡的構建和運行需要重點解決三個方面的問題：①多領域應急情報的資源合成問題。相關的數據和知識應通過事件情境和時空約束等多維度特征關聯具備針對性、復用性、融合性和可擴展性，構建跨域情報協同服務的資源基礎。②多情報機構的服務協作問題。情報網絡中各節點所提供的服務應具有靈活自治的組織規則，支持不同粒度的情報服務自由組合。③個性化用戶需求和動態化邏輯流程的服務響應問題。跨域突發事件的演化特征和應急管理主體的多元特征均對情報服務提出了動態調整的響應需求，業務邏輯需要準確映射至情報服務和情報資源。

情報協同存在多個二維運行模式的組合演化[42]，從情報資源、情報服務和主體關系三個層面觀察跨域應急情報鏈的構成，可見情報網絡的“資源-服務-主體”三重協同模式有助于實現跨領域知識交融、細粒度服務合成和多主體協同作戰，將其轉化為三維視圖，如圖1所示。

圖1 應急情報協同服務自組織運行分析

（1）情報資源維度。該維度由涉及突發事件的多領域應急數據、信息和知識構成，這些情報資源在語義層面存在相關關系、等同關系和等級關系，其所有權分屬于不同的應急管理信息系統和不同的專業情報機構，跨域突發事件應急情報服務需要從異構的專業領域數據庫、信息庫、知識庫中依據一定的方法和原則抽取，并組合應急情報。

（2）情報服務維度。該維度由顆粒化的應急情報服務構成，細粒度的情報服務不僅包括檢索類型的服務，如跨域知識融合產生的新的知識；也包括其他類型的服務，如計算二維地圖閉合曲線中的受影響人口規模或應急交通限行區的通行指標。在非功能層面，情報服務還可提供QoS（Quality of Ser‐vice）、組合習慣等屬性偏好。

（3）服務主體維度。該維度由伴隨跨域突發事件演化而改變的情報服務主體之間的關系構成。在不同的業務階段，情報網絡為支持應急決策投入的情報服務主體及其相互之間的關系處于動態變化之中，每一次主體構成及其關系的改變，都意味著新的應急情報服務集成者主導粒化服務產生新的業務流程組合。在不同的突發事件中，情報服務主體之間的協同關系可能發生改變；在同一突發事件的不同階段，也可能出現服務主體之間的關系變動。

4 應急情報資源的組織

4.1 跨域應急情報資源集成

肖希明等[43]指出，數字資源集成的方式主要包括基于數據的資源集成、基于信息的資源集成和基于知識的資源集成。從知識層面對跨域應急情報資源進行集成，將知識組合應用于決策問題求解[44]是提升跨域突發事件應急決策支持力的有效途徑[45]。由于認知和功能方面的差異，跨域應急知識中的多元表示現象普遍存在，這成為情報協同服務的資源瓶頸。知識融合是知識的高質量集成，需要對信息實體內部概念和語義進行揭示，因此，與應用領域、情境感知密切相關[46]。相較于以問題為導向的知識融合，事件驅動型融合更適合于決策支持類的應用場景[47]，其核心是通過多維度的信息抽取與甄別，獲得相關實體、事件過程或知識單元之間的多元關系表征[48]，搭建跨域應急知識的映射關聯體系[49]。語義關聯具有多種模式，較為典型的有以頂層本體為主導的模式、基于橋本體的模式、基于知識地圖的模式和基于關聯數據的模式[50-51]。無論采取何種語義關聯模式，都需要考慮情報服務對已有的應急知識的靈活調用，自上向下式的語義關聯方法在建立全局本體上，面臨跨域突發事件的高度不確定性的挑戰。

跨域突發事件具有強烈的領域擴展性和空間溢出性，情報資源集成需要從多個維度進行關聯規則的構建。首先，以突發事件情境演化為出發點，在語義層面融合跨域異構應急知識庫，對各專業領域應急知識進行關系解耦，對多領域應急知識進行關系耦合；其次，構建面向情境感知的應急知識語義關聯規則，實現跨域突發事件溢出狀態下的混合知識表示；最后，構建成一組松耦合的情報合成資源集，使之成為跨域突發事件應急管理中情報服務得以協同、組合的知識基礎（圖2）。將多個專業領域中的應急知識，如案例、預案、模型、算法、用例轉化為基于領域問題（如救援計劃、疏散計劃、損失評估、風險評估、路徑規劃等）、事件類型（如地震、火災、洪水、滑坡、核泄漏、海嘯、傳染病暴發、危化品事故等）①突發事件分類亦可參照《中華人民共和國突發事件應對法》規定的4大類13小類的概念性分類。、參與實體（包括政府機構、市場組織、非政府組織和社會公眾）[52]、時空約束（如事件位置、事件時間等）[53]等突發事件情境特征屬性為索引的多層次細粒度知識刻畫，形成具有復用性的領域知識特征向量集，根據相關性原理分析多領域情報資源的語義相關性，消解不同領域之間發生的語義沖突，判定多領域應急知識之間的相關關系和關聯程度，實現跨領域的知識融合。

圖2 應急情報資源集成組織方案

4.2 情報資源融合的架構

應急情報資源存在多樣性和層次性，系統需要進行分層轉換以處理這些情報資源，這一過程需要統一表示系統各部分功能和特性的術語，即情報資源融合架構。祝振媛等[54]指出，知識融合的研究經歷了“數據融合→信息融合→知識融合”的發展過程，信息融合是數據融合發展到一定階段的擴展，知識融合是對數據融合與信息融合的提煉與升華。知識是有序化組織的數據[55]，對知識的分析和關聯仍然要在數據層面進行操作[56]。1986年，美國國防部于提出了實驗室聯合主任（Joint Directors of Lab‐oratories，JDL）架構[57]，建立了一個數據融合的功能模型，將數據處理分為五個級別，分別是源預處理、對象提煉、情況評估、威脅評估和流程優化。Luo等[58]針對傳感器網絡的普遍運用，提出了多傳感器集成與融合的通用體系架構，該架構將傳感器網絡節點數據的融合劃分為四個級別：信號級（signal level）、像素級（pixel level）、特征級（fea‐ture level）和決策級（decision level）。Dasarathy[59]從系統輸入-輸出的角度修改了Luo和Kay的架構，將傳感器數據融合模型分為五類：數據輸入-數據輸出（data in-data out，DAI-DAO）、數據輸入-特征輸出（data in-feature out，DAI-FEO）、特征輸入-特征輸出（feature in-feature out，FEI-FEO），特征輸入-決策輸出（feature in-decision out，FEI-DEO）、決策輸入-決策輸出（decision in-decision out，DEIDEO）。數據融合架構旨在解決將傳感器數據從原始狀態轉化為高質量形式的分層方案問題，將這一架構模型轉移擴展至跨域應急情報資源融合中，其中三類融合模式（DAI-FEO、FEI-FEO和DEI-DEO）均可能出現，因此，形成一個混合的情報資源融合模式，具體如表1所示。

表1 融合模式的比較分析

跨域應急情報資源融合關注的重點與傳感器網絡節點的數據融合仍然存在較大的差異。一方面，DAI-DAO融合可以設定為應急情報資源產生之前的一個階段，原始數據融合后的輸出結果方能夠成為專業領域應急情報資源的一個部分。應急情報資源的數據融合的信息過程主要體現在來源于不同數據庫的數據集成，并對實體特征或現象進行新的表述，與之對應的是DAI-FEO模式。另一方面，由于應急管理的復雜性，應急決策的融合與應急管理的體制機制，以及決策方法和決策程序緊密相聯。在應急情報資源融合的階段并不包含DEI-DEO融合。傳感器網絡節點的數據融合常常面臨數據稀疏、數據質量、數據沖突、數據對齊、數據配準、數據關聯、數據異質性、動態融合等挑戰[60-61]，而跨域應急情報資源融合的最大問題則是數據與知識的關聯規則的建構。

4.3 情報資源的關聯方案

基于突發事件情境的不同維度的特征，采用Kmeans算法對已有的應急情報資源分別進行聚類。以領域問題類型為例，首先，隨機選取k個聚類中心點C1,…,Ck，對特征矩陣P中的特征向量進行聚類，計算每個領域問題與k個隨機中心點的距離，選取距離最近的問題類別作為該領域問題的所屬類別。其次，通過對該分組中所有的領域問題坐標求平均重新計算中心點，重復迭代直至k個類的中心點不變或者趨近于零，則認為算法收斂。現有文獻對領域問題[62]、突發事件類型[63]和時空關聯信息[64]的特征屬性描述方法已經做了較為充分的說明。參與實體的特征描述可以由其組織結構特征決定，即通過社會網絡分析獲取參與跨域突發事件協同管理的實體網絡的規模、構成和中心性等屬性，將相關數據和指標作為特征矩陣的成分進行考察。以江蘇省十三個設區市在COVID-19公共衛生突發事件中的跨部門協同關系為例，根據政府公開文件對該事件應急管理中的合作事項的描述（2020年1月26日—2020年9月21日，267份政府文件）發現跨部門協同關系，其中，協同關系最強的凝聚子群如圖3所示。該凝聚子群的網絡屬性基本反映了COVID-19突發事件在江蘇省的應急管理參與實體的組織結構特征。

圖3 江蘇省設區市政府部門在COVID-19突發事件中的應急管理協同7k核分析圖

由此獲得應急情報資源在已知突發事件情境的各個維度的聚類結果，一些情報資源在不同維度中存在重疊的現象，即在不同維度上共享這些情報資源。為了方便情報服務對情報資源的準確調用，應根據不同情況采取不同對策對目標突發事件情景進行分類。對于常規突發事件，分別在單一維度或不同維度上遍歷屬性特征，以檢索相關情報資源，并獲得其交集；對于非常規突發事件，由于存在冷啟動的問題，需要同時命中多個維度中的特征相關性，以最大限度逼近潛在的應急情報資源，具體如圖4所示。

圖4 非常規突發事件情境分類方法示意

通過最近鄰分類法對新出現的非常規突發事件情境進行分類，計算其與所有已知樣例之間的相似度，或者為減小開銷計算其與已確定的中心點之間的相似度，采用多數表決的方法分別獲取在各個維度上的分類結果所對應的應急情報資源，如圖4中Ia（領域問題維度）、Ib（事件類型維度）和Ic（參與實體維度）。將這些情報資源按分類結果相似度的百分比進行排序，選取在三個維度上均可接受的相似度的命中區域I。

5 應急情報服務的組織

5.1 應急情報服務的粒度刻畫

粒計算是對人類認知和實踐過程中逐層次、多粒度分解問題、求索答案的思維模擬，支持協調局部與整體關系的多粒度問題的解決方案[65]。2014年，Lewis等[66]提出基于去中心化思想的微服務架構，根據業務能力構建服務單元，以粒服務的單位拆分重用，具有較強的擴展性、容錯性、可伸縮性和異構適應性[67]，可用于實現多系統、多平臺資源的揭示和發現[68]。在跨域應急情報協同服務中，微服務理論提供了一種整體服務與單個服務的生命周期脫鉤的方法，為不同的應急管理主體和不同應急階段產生的異質性情報需求提供支撐。細粒度、面向情境的服務聚合控制可以跨越載體單元、深入內容本身[69]。正確分析系統語義、準確定義服務邊界是提高服務內聚性和降低耦合性的前提[70]。由于松耦合性和高內聚性強烈地依賴于業務領域，微服務粒度的界定至今仍缺乏普適、有效的技術方法和評估標準[71]。為確保應急情報微服務集中于單一確定的功能，設計采用語義耦合的策略劃分微服務邊界，實現服務間的松耦合：確定和描述應急情報服務相關各類業務事件的內容、邊界及其生命周期，分析業務事件之間的關聯性，以語義耦合程度為標準，將一組強關聯的業務事件封裝進同一個聚合中。采用語義耦合的服務劃分策略，可以屏蔽文件源代碼，直接分析服務和實例的自然語言語義相關性，計算得到系統文件的耦合度。

假定每個微服務對應問題域中的唯一限界上下文[72]，限界上下文由系統、應用程序、業務服務以及一組實現業務的復雜組件組成。由于情報服務在業務邏輯上是由自然語言描述，因此，可根據跨域突發事件情境和提供情報服務的實體環境建立目標語境，提取處理對象的特征，劃分限界上下文。不同的上下文使用差異化模型，顯式定義上下文邊界和上下文本身的映射關系[73]，實現功能和服務的映射，確定應急情報微服務的領域范疇和業務邊界，如圖5所示。

圖5 基于語義耦合的應急情報微服務劃分方案

（1）粒度服務定義。規劃需要加入情報網絡協同服務的潛在代碼文件Si，定義其調用的變量、實現的業務功能和非業務功能，以這些特征標識組成文件的特征集Wi={w1,w2,…,wn}，進而建立潛在代碼文件集S中的特征集并集Wall。

（2）構建耦合關系。計算代碼文件Si的特征向量，分析得出Si的各項特征值在并集列表Wall中出現的頻次，通過計算逆向文件頻率idf(Wall)衡量相鄰情報服務節點之間的語義耦合度Cij，以鄰接矩陣或無項加權圖表示。

（3）聚合情報服務。采用一種聚類算法或結合多種聚類算法對處理對象的關系進行量化，在語義耦合的基礎上對細粒度情報服務進行聚合。

5.2 應急情報服務的組織規則

突發事件的跨域性使得應急管理需要在不同階段導入新的專業領域或者領域混合式的情報服務組合。采用領域驅動設計[74-75]的思想，將情報服務的業務概念和代碼文件進行邏輯對應，將業務概念和業務規則轉換為軟件系統中的類型以及類型的屬性和行為，制定具備自治性和異構性特征的應急情報微服務組織規則，支持實現服務自由組合、數據共享交互，以及動態預處理的非業務功能。為確保應急情報服務具有跨域的高內聚性和低耦合度，需要結合第4.1節中基于域問題的解耦合方案分層構建服務域和服務子域模型。除直接提供情報服務的子域業務，還需要考慮支撐任務流程編排、業務質量控制的支撐性子域業務。通過設計任務流程編排方式，構建面向跨域突發事件應急決策問題等的特征向量模型，根據特征向量匹配實現動態發現、聚合微服務提供的服務流程模式，支持任務流程的動態更新和流程復用。

通過抽取并模型化服務域和服務子域的各種細粒度服務，構建分層自治的應急情報微服務集，構造統一的應急情報微服務目錄，對不同類型的用戶設定不同的訪問權限，如圖6所示。構造虛擬化的數據統一視圖，通過統一視圖的服務接口實現對服務提供者的數據庫查詢和調用功能，規避一般微服務中數據庫相對獨立的運行模式，使邏輯數據而非數據實體得以共享，應急情報服務得以橫跨多個微服務，適應異構環境下的分布式數據存儲。數據統一視圖不實際存儲數據，當服務對多源數據進行調用時，統一視圖提供異構數據庫的語言轉化功能。

圖6 跨域突發事件應急情報服務組織結構

本文將細粒度服務進一步劃分為檢索型服務、計算型服務和支撐型服務。其中，檢索型服務為上層應用提供數據、信息和知識的抽取功能；計算型服務從已有的數據、模型中，通過工具計算獲得新的知識描述；支撐型服務為系統中的其他服務提供共性化的支撐工具。以危險化學品泄漏導致的突發事件為例，應急疏散方案的制訂是重要的待決策問題之一，涉及事故定量描述、潛在風險評估、避難場所分配和救災物資調度等方面的具體問題，通過多種細粒度服務的組合共同為應急疏散方案提供解決方案。在其服務子域的構成中，空氣污染監測為上層服務提供檢索型服務，風險地圖繪制為上層服務提供支撐型服務，其余子服務均為計算型服務，如圖7所示。

圖7 支持危化品泄漏事故的應急疏散方案的情報服務組織方案

5.3 基于服務的協同網絡形成

以“新型冠狀病毒肺炎疫情”跨域突發事件應急管理為例，疫情防控中存在“復工復產”“恢復商業秩序”“開學復課”三個熱點決策主題。這三個決策主題在國務院聯防聯控機制發布會中得到持續關注，并存在以下緊密互動的特征：①各決策主題前后發展密切關聯，相互作用；②同一決策主題隨著時間演化需要解決的實際問題錯綜復雜；③不同決策主題需要一些相同的情報服務支撐。情報網絡需要將細粒度的情報服務根據時間序列、主題序列、邏輯序列組織起來，從全局視角為疫情防控提供決策支撐。

在聯防聯控機制下，多部委、各司局共同制定決策的過程中，不同的決策主題需要不同形式和內容的情報服務組合，情報網絡為細粒度情報服務提供動態組織能力。從情報服務的功能性出發，基于細粒度刻畫的描述，構建出一種基于突發事件疫情演化發展的應急情報協同網絡劃分的抽象圖模型，見圖5。應急情報協同子網絡N1:(S1,S2,S3,S4)、N2:(S4,S5,S6,S7,S8)、N3:(S8,S9,S10,S11)分別對應支持“復工復產”“恢復商業秩序”“開學復課”三個決策主題。其中，情報服務S4被子網絡N1和N2重用，情報服務S8被子網絡N2和N3重用。在突發事件演化過程中，伴隨決策目標和外部環境的改變，通過增加網絡節點和新的連接邊，甚至調整有向邊的方向，改變原有基于多維刻畫的情報網絡圖結構，使情報服務的組織成為一個動態過程。在圖8中，情報服務SRisk負責風險級別判定。隨著疫情逐步得到控制，我國政府開始對不同風險級別地區采取分類處置的方式，因此，SRisk加入子網絡N1、N2、N3的協作中。情報網絡的整合性和動態性、情報服務的前瞻性和預見性共同為應對疫情演化提供了快速響應的支撐，專業情報機構通過協調協作發出更具專業性與權威性的聲音。

圖8 跨域應急情報網絡協同服務示意

6 情報服務主體的組織

6.1 應急情報服務的智能代理

代理是自治的計算實體，多代理是自治代理的集合[76-77]。多代理的開放性和智能性使其特別適用于涉及多個情報服務主體的互動行為研究，將多元異構的情報服務主體視為智能代理有助于解決弱先驗信息獲得條件下[78]的情報網絡自治問題。例如，姚樂野等[79]構建了基于多代理的應急管理多元主體信息互動的組織體系和基本機制。馮治東等[80]和周敏等[81]將多代理技術運用于應急情報工程平行化領域，構建礦井突水和應急疏散平行仿真系統。張鼎華等[82]研究了采用系統動力學和多代理技術的混合仿真技術，從不同層次探究群體性事件的動態演化過程。Yu等[83]、Li等[84]和Shaikh等[85]將多代理技術運用于突發事件應急疏散的不同場景中，如應急避難所的空間分配、洪水災害中的應急疏散、有毒物質的環境泄漏，模擬人與環境的關系，建立多影響因素耦合下的疏散模型。

跨域突發事件應急情報服務具有多階段演化和多主體參與的特征。由自治實體組成的情報網絡處于自然分布的狀態，情報網絡需要根據一定的策略自主和動態地改變行為和關系，這受到突發事件情境的制約，也需要克服網絡規模、集成度和靈活性方面的限制。雖然應急信息系統和專業情報機構之間往往存在平等的關系，難以采取主從控制的代理結構，但仍然需要服務中介維持任務合約的建立、取消以及服務質量管控等機制。應急情報服務的集成者和提供者需要具備身份注冊、能力發布等基本功能，自動推進情報網絡中臨時性的虛擬組織的協作關系建立。對最終用戶（即應急決策者）而言，只需提交情報需求、質量要求和需求偏好，即可獲得相應的情報服務組合，而不需要考慮業務邏輯的實施細節，如圖9所示。

圖9 跨域突發事件應急情報服務代理協調模型

6.2 應急情報服務的自組織

自組織描述了在自治元素構成的系統中形成結構的自適應過程[86]，自組織多代理方法著眼于系統的自我組織，具有設計完全自我構建的人工智能的長期目標[87]。BDI（Beliefs-Desires-Intentions）代理架構[88-89]納入了信念、目標、愿望、意圖、行動和計劃等概念，恰當地模擬了應急情報服務主體的行為和屬性，有助于情報服務自組織的實現。傳統的BDI代理架構通過結果的輸出影響環境的輸入，進而更新信念集。在應急情報服務中，如果采用經典BDI模型，那么環境就被局限于情報服務所處的信息環境中，系統內的交互效率難以適應跨域突發事件的演化進程。需要注意的是，在突發事件應急管理中存在“情報服務→管理決策→事件處置→情境演化→情報服務”的業務循環過程，跨域突發事件情報服務的自組織只有從建構主義的思想出發，通過情報服務和管理活動兩個維度的分析[90]將情境協調[91]和全局策略納入傳統的BDI體系結構，才能增強系統和環境之間的交互性，從而實現以事件驅動的應急情報服務自組織。對BDI體系進行修正和擴展，采取引入全局代理的方式實現中介服務，為情報網絡提供突發事件情境演化的態勢感知，以及基于整合治理視角的社會約束條件，如圖10所示。

圖10 擴展BDI模型的情報服務代理自組織機制

信念是代理提出的關于自己和周圍環境的信息說明[92]。在情報服務的自組織網絡中，信念包含代理已知的待求解問題的構成知識，以及達成情報服務的業務流程組合的可能方案。愿望是代理期望達到的計劃、目標和狀態，包括代理在情報網絡中的角色選擇（作為情報服務提供者或集成者），以及代理所提供的服務與其他服務之間的位置和關系。意圖是更大的、有偏向性的計劃的構成要素[93]，是有承諾的選擇[94]。全局代理的引入對傳統BDI模型的優化主要體現在三個方面。

（1）事件情境映射客觀世界中突發事件的演化進程，以及管理活動對外部環境造成的改變，更新了信念集，并可能觸發代理對計劃的采用和對意圖的實現。一般情況下，事件情境輸入可作為知識的一部分納入信念集的修正過程，進而影響愿望和意圖。在突發事件應急管理中，較大一部分情報服務需要滿足快速響應的需要。根據事件情境匹配隱式目標直接生成新的計劃，能夠顯著地提高響應速度和服務效率。

（2）全局策略約束情報服務主體的行為，限制部分自治性，避免推理過程僅受包含技術因素和商業因素的愿望集的影響。例如，在COVID-19突發事件初期，美國疾控中心網站原本承擔匯聚和發布全美疫情信息的任務，卻由于總統的決定將這一節點改至衛生與公眾服務部。又如，中國政府新成立的應急管理部整合原屬其他部門的應急職能，相應的情報系統之間的協作關系重新組合。這樣的社會約束改變了原有情報網絡的結構和情報服務主體的關系。

（3）情報協同服務的輸出結果對應急決策產生支撐作用，通過管理活動影響突發事件演化，并對社會系統造成影響，這些影響通過全局代理約束了情報服務的參與者和參與方式。通過對跨域突發事件情境演化和應急情報服務協作策略等因素的導入，形成情報網絡內部和社會系統之間的復合事件[95]，復合事件之間的關聯、匹配和相互約束共同觸發情報服務的計劃和行動，促使各情報服務主體自主推進協作關系的建立和情報服務的合成。

6.3 智能代理組織過程

基于多代理的應急情報服務將按照自動協商的工作機制運行，其運行過程可以分為七個步驟：服務注冊和廣播；情報服務需求定義；情報服務搜索和發現；全局策略和事件情境下發；明確服務質量和響應要素；服務集成方評估和選擇；代理協商和確定組織方案。多代理系統具體的自動協商程序如下。

（1）潛在的情報服務提供者和情報服務集成者在全局代理中進行身份注冊和服務注冊，全局代理對注冊結果廣播。

（2）全局代理將應急決策問題的語義邏輯轉化為代理系統層面的業務邏輯，定義并下發情報服務需求。

（3）潛在的情報服務提供者和情報服務集成者根據應急情報服務需求，對照情報服務目錄搜索服務，生成初始計劃表。

（4）根據應急管理主體的需求偏好和政策要求更新全局策略，修正代理愿望，確定應急情報服務集成者，更新代理計劃。

（5）根據系統對突發事件演化的情境感知，修正代理計劃。

（6）情報服務集成者細化服務質量和響應要素要求，供潛在的情報服務提供者更新目標。

（7）情報服務集成者評估和選擇情報服務提供者。

（8）系統綜合協調處理多個子代理的協商，反饋結果，確定組織方案，并形成交易。

應急情報網絡的自組織過程是由合作原則驅動的，因此，每個代理的本地決策均可能導致系統的全局功能發生改變[87]。系統需要確保在突發事件情境和全局策略（尤其在應急管理主體發生轉移的情況下，容易產生不同的政策偏好）發生改變時，所有代理均能夠保持正確的協作關系。當代理已經處于合作狀態時，系統依照事先約定的規則和計劃完成全局功能；當由于某種原因而無法實現本地功能時，代理進入非合作狀態，系統需要再次啟用協商機制，以產生新的規則和計劃，從而適應新的組織變化。根據擴展BDI模型的情報服務代理自組織機制，不理解、無能、沖突或并發、無用和無效是五種較為特殊的非合作狀態類型，引發這些非合作狀態的原因和可能產生的合作規則調整如表2所示。

表2 非合作狀態下的應急情報服務自組織規則轉化

7 結 論

跨域突發事件應急情報組織模式的研究，是在突發事件的跨域性和情報網絡的異構性背景下產生的。當前應急情報服務的內容、工具和流程呈現多元化的現象，亟須構建面向復雜環境和不確定性問題的應急情報網絡。應急情報資源、應急情報服務和情報服務主體共同構成的三重協同縱向支撐跨域應急情報的生產、組合、發布和利用，通過邏輯流程和服務資源的雙向映射，有效地克服了應急情報網絡中物理設備、邏輯結構和情報資源分布上的分散性，使之成為一個動態聚合的有機整體，共同實現全局功能，如圖11所示。

圖11 協同視角下的跨域突發事件應急情報組織模式

跨域應急情報的協同服務不是單一層面的理論、方法、技術可以解決的問題，而是需要將跨域知識、多粒度服務和智能主體結合貫通，為應急情報網絡構建開放式的技術框架和系統生態。在未來的研究中，以時空大數據為關聯基礎的多維度應急知識融合、跨域應急情報微服務的粒化結構方案，以及智能多代理情報系統的工程化路徑和平行化仿真都值得進一步探索。