摘 要

随着气候的变化，人类经济活动联系越来越紧密与世界各地人员的流动与交流越来越频繁的背景下，诸如恐怖袭击，环境污染，和流行病蔓延等突发事件不时发生，对人们的健康，生命与财产安全构成了巨大威胁。在面对突发事件时，最重要的是做到正确决策和快速反应，因此构建相关突发事件的案例库，为建立应急指挥系统对各国而言都具有重要意义。

关于我国关于突发事件的案例库构建的研究起步较晚，相关的文献最早可追溯到2008年。本文将以疫情突发事件为例，首先分析并比较了不同学者关于突发事件案例库的构建方法，发现CBR理论是一种被广泛应用于构建案例库中的成熟方法；然后利用马尔科夫链对疫情突发事件自身进行分析，最后通过把CBR理论与马尔科夫模型相结合的方法，来构建疫情突发事件的案例库，以期望能够对我国关于疫情突发事件方面的防治工作有所贡献。

关键词：疫情突发事件；马尔科夫模型；CBR理论；案例库构建

Abstract

As climate changes, human economic activities are increasingly connected and emergencies are increasingly frequent in the context of the flow and exchange of people around the world, such as terrorist attacks, environmental pollution, and the spread of epidemics, from time to time, to people Health, life and property security pose a huge threat. In the face of emergencies, the most important thing is to make correct decisions and quick response. Therefore, building a case database of relevant emergencies is of great significance to countries for establishing an emergency command system.

The research on the construction of case bases for emergencies in China started late, and the related literature can be traced back to 2008. This article will take the epidemic as an example. Firstly, it analyzes and compares the different scholars' methods of constructing the emergency case database. It is found that CBR theory is a mature method widely used in building case libraries. Then use the Markov chain to analyze the epidemic outbreak itself. Finally, by combining the CBR theory with the Markov chain, a case library of epidemic emergencies is constructed, in the hope of contributing to the prevention and control of the epidemic in China.

Key words: outbreak event；markov model；CBR theory；case base construction

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.3.1 国内研究现状 1

1.3.2 国外研究现状 2

1.4 研究思路与方法 3

1.5 本章小结 3

第2章 相关概念与理论基础 4

2.1. 突发事件 4

2.1.1 突发事件概念及定义 4

2.1.2 突发事件的特点 4

、2.1.3 突发事件的分级 5

2.2. CBR理论 6

2.2.1 CBR的思想来源 6

2.2.2 CBR理论的基本介绍 6

2.2.3 CBR理论的优缺点 7

2.3 马尔科夫链 8

2.3.1 马尔科夫链的思想起源 8

2.3.2 马尔科夫链的简单介绍 8

2.4 本章小结 8

第3章 疫情突发事件分析 9

3.1 疫情突发事件起因及影响因素分析 9

3.2 疫情突发事件特征分析 9

3.3 基于马尔科夫链模型的疫情演化 9

第4章 疫情突发事件案例库的构建 12

4.1 疫情突发事件的案例库结构设计 12

4.2 案例库设计原则 13

4.3 系统结构 13

4.4 基于ＣＢＲ方法的系统构建 14

4.5 案例的特征权重确定以及相似度计算 16

4.5.1 案例特征指标权重的确立 16

4.5.2 熵权法赋权的具体步骤 17

4.5.3 相似度计算 18

4.6 本章小结 18

第5章 利用马尔科夫链的实证分析 19

5.1 初始概率 19

5.2 转移概率及结果 20

5.3 本章小结 21

第6章 总结与展望 22

6.1 全文总结 22

6.2 本文的不足之处 22

6.3. 研究展望 23

参考文献： 24

致谢 27

第1章 绪论

1.1 研究背景

由于疫情的复杂性，往往能够给社会和个人产生负面的影响，甚至是沉重的代价。在过去几百年间欧洲发生的“黑死病”，“天花”等就是典型代表。尽管随着科学与现代医学的进步，有相当多的疫情已经被人类很好的控制在一个低水平状态，甚至是完全消灭，但也有许多新的疫情时有发生，比如发生在我国的2003年的非典，过去几年的非洲埃博拉病毒，中东呼吸综合征以及我国刚发生的猪瘟等疫情，都给人类的生命财产安全造成了不可忽视的负面影响；而同时随着技术与现代医学的进步，也给我们再次面对疫情时提供强有力的保障；正是在这样的背景下，构建关于疫情方面的案例库，不仅有其自身的重要性，并且从技术层面上也具有可实现性。

1.2 研究目的及意义

本文旨在构建一个关于疫情方面的案例库，而构建案例库的直接目的是为了能够方便不同用户能够对疫情方面的历史案例，相关知识进行有效查阅与学习；而间接的目的则是，首先通过人们的学习，可以加强人们对疫情突发事件的认识与了解，其次可以为有关的部门提供关于面临疫情突发事件的决策建议，甚至是相关的指导作用，从而可以形成应急管理体系的一部分，以最终达到尽量避免疫情突发事件给人们带来的生命财产危损失。

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

关于案例库研究方面，国内的文献最早可以追溯到2008年，可见我国关于案例库构建方面相比起外国而言，落后了很多。而关于疫情和公共卫生方面的案例库研究也仅有十来篇文献。

对突发事件案例库的构建研究方面，国内研究虽然相对较晚，但是已有不少的研究者从不同的角度进行了研究。孙雪娇选择 SQL Server2008进行案例库的构建。“她对1992年至2012年将近二十年期间所引发的地下水受到污染的事件进行了一次统计分析，并抽取出相关的事件特征进行构建案例库^[1]”。曹敬灿则在孙雪娇的基础上，“提出了基于 Web、 Apache， PHP和 MySQL和数据库的管理系统，建立了危险化学品环境污染事故案例库^[2]”。而蒋鹏在他的论文中提出了，“基于本体描述语言构建的应急案例库，然后利用OWL语言描述了对应急案例库，并使用斯坦福大学开发的protégé的建模工具，以火灾为例进行构建火灾案例本体^[3]”。 而杨青，刘菲菲，牛珍珍等人则提出了“通过基于文本的处理技术构建突发事件的案例库^[4]”。而关于疫情或公共卫生突发事件的案例库构建研究方面，知网数据库里只能查到十来篇文献。胡爱策侧重分析了“基于案例推理（CBR）的疫情突发事件案例库出现的弊端，并提出了相应的措施^[5]”。而对案例库构建的具体构建过程则不足。而王志红,张更路等人，提出“基于Web，来通过确定收集典型的案例，并开发相应的疫情突发事件案例库应用系统^[6]”。但是没有仔细分析出对案例库构建的具体方法，导致仅有一个大体上的思路框架，对实际应用帮助较小。朱泽宇基于案例推理（CBR）的方法，“研究了公共卫生方面的案例库构建，但是没有对疫情自身的演化模型做出分析^[7]”。 在现代社会，基于计算机语言对案例库的研究已经成了一个必然的趋势。并且在研究方法上，大多数研究者都利用CBR理论进行突发事件的案例库构建。陈蜜则通过“用实际案例作为构建范本，在他们的基础上使用了较研究、文献研究、与案例推理等相结合的方法，进行了案例库的构建^[8]”。桂红军则提出“通过将本体和案例推理（CBR）结合起来，并运用系统工程和计算机科学技术，他深入研究了对关于煤矿事故的应急救援案例推理的系统^[9]”。韩增旭，李旻茜等人同样提出了“基于案例推理（CBR）的方法用来实现应急方案的动态生成。并且韩增旭同时认为，案例推理(CBR)是在案例库构建的过程中，一种较为成熟的推理方法，它的核心的思想就是，利用历史案例的经验，来解决新问题的方法^[10-11]”。可以看出，在现如今的研究背景下，不同的作者都利用了相关的计算机技术来尝试构建案例库，而CBR理论则由于自身的优点，以及作为一种发展较早且比较成熟的方法，被广泛用于案例库的构建过程中。

1.3.2 国外研究现状

关于案例库的构建研究，国外相对比较成熟，主要是基于把案例库与一些新的实际情况相结合，并优化与修正案例库，其目的都是为了能够使得现有案例库更为合理与科学。比如 Khaled Amailef， Jie Lu提出了“基于移动的应急响应系统（ MERS），并且把本体，知识库和案例推理（ CBR）作为MERS框架的子系统，并通过案例和实验研究验证 OS- CBR方法的有效性和实用性^[12]”。Koichi Murata* Hiroshi Katayama提出“用一种叫可视化管理（VM）的技术，作为一种改进的方法，修正以及改善了案例库中的案例，然后进行了相关的分析研究^[13]”。Strunk Andrew;MiduraMargarett等人利用“行政法规建立起了大型关于疫情方面的临床数据库，并应证了其HS队列的有效性^[14]”。

综上所述，从以往的研究文献来看，不同的学者都利用了相关的计算机技术和相关的建模工具，对突发事件的案例库进行构建。CBR作为一种通用而成熟的理论方法，被许多研究者用于突发事件的案例库构建过程中，少数研究者则通过利用其他方法构建了案例库，但笔者发现，他们的共同特点是对突发事件自身的演化规律的分析较为不足，并且对突发事件案例库构建方面的研究与关注也比较少，同时也对该类突发事件之间的共同特征与演化规律关注不足。基于CBR方法的案例库构建是从历史案例中寻找相似的案例，以期能为我们当下的决策做出参考的依据。本文将以疫情为例，先通过马尔科夫模型分析疫情的演化规律，并抽取出相关的特征，然后利用CBR理论，以尝试疫情相关方面的案例库构建，以期望能为疫情突发事件提供一定的应急管理参考。

1.4 研究思路与方法

本文将首先对疫情自身演化规律进行一般化的分析，并分析出疫情突发事件相关的特征，利用马尔科夫链建模，然后在此基础上，利用本体与CBR理论相结合的方法，尝试对疫情相关的突发事件进行案例库的构建，最后是利用马尔科夫模型对疫情进行的实证分析。

其研究思路与路线可以用下图（图1.1）表示

图1.1 技术路线图

1.5 本章小结

本章首先介绍了疫情突发事件案例库的研究背景，然后介绍了国内外对相关突发事件案例库的构建研究现状，并在此基础上提出了自己的研究思路。

第2章 相关概念与理论基础

2.1. 突发事件

2.1.1 突发事件概念及定义

不同的学者，对于突发事件的概念，提出了自己不同的观点。比说，郝国庆指出“这里的突发事件是那些在人们意想不到的前提下，突然之间产生的，再加上人们没有一定的思想准备;秦启文提出突发事件是那种，在一些无法回避的前提下，偶然产生的负面事件，并且还会给社会带来严重损害与影响的事件，并且是马上要进行事采取紧急措施的事件^[15]”。对于李明强和岳晓而言，他们认为“突发事件是一个及其不清晰的，但同时也是一个意义十分重大的概念，并且他认为在不同的国家也有着不同的分类和含义^[16]”。

在国内，我们谈的突发事件，一般是说在某个领域内突然之间引起产生的，并且损害了到我们的生命与财产安全，社会制度秩序以及社会的公共安全，甚至有时还可能会影响到国家整体利益以及全球的稳定，并且也是需要我们政府立即采取响应措施加以处理的公共事件。全国人民代表大会在《中华人民共和国突发事件应对法》中，将紧急的突发事件定义为：突然发生，造成或可能造成严重社会危害，需要采取紧急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全事件。我们也将以该定义作为此篇分析的基础。

总而言之，人们普遍认为，突发事件需要包含几个重要的方面：一是突然发生，出乎预料。也就是说，人们很难会预测到所发生事件的具体时间、范围、影响、损坏程度等。二是发生具有一定原因，产生的原因，既可以是自然因素，也可是人为因素，既可能是偶然的，也可能是规律性的。第三是会威胁，人们的生命安全，以及他们的财产、以及他们相关生活的自然和社会环境，给人们带来直接或间接损失。第四，是需要我们采取一定 的应急措施，并且如果处理好，也会给我们造成一定额外的威胁和损失。

2.1.2 突发事件的特点

不同的专家，对紧急情况突发事件的性质和特点都有颇多的讨论。秦启文等在文章中称“突发事件的一些特点，其主要包括有突然性，预料困难性，社会影响的严重性，以及包括发生的原因，事件的发展和影响的复杂性等等^[17]”。王军等人则提出“突发事件的特征包括有不确定性、危害性、紧迫性、复杂性等^[18]”。宁资利认为“根据其发展的概念、表现形式、发展机制和发展原因、发展状况、发展规律、影响程度和范围等^[19]”。在这里，笔者认为，紧急情况突发事件的主要特征是它在于与常规事件的不同，由此后者也被称为一般事件或正常事件。因此，在综合了不同专家的观点后 ，笔者认为突发事件的基本和本质特征，可以归纳总结为三个方面：即突然性、危害性、紧迫性。其它有关特征，要么从属于这些特征，要么就并非是本质特征。

1.突然性:主要是指意外、毫无准备，不可预防等。首先，它的产生原因、时间、地点、影响的范围、以及方式上都体现为突发事件的偶然性。其结果，它可能导致麻烦，误操作，恐慌等等。也就是说，某些事情可能是由于某些不可避免的因素造成的，但也可能是由于非常偶然的因素引发的；它既可以是内在矛盾结果，也可以是外部因素互相联系的结果；特别地，难以在发生的特定时间知道，并且在特定的位置上，也是在意料之外的，最后是难以预测到其涉及的发生范围，并且可以以各种各样的方式变化。其次，突发事件由于影响因素较多，不同因素之间相互影响，所以导致最后的情况十分的复杂。换句话说就是，在突发事件的演变和扩散上迅速扩大，这当然与人们采取的相关应急手段有联系，但结果是，人们往往在短时间内，无法找不到其具体的原因，还有就是可能无法找到合理的办法与措施，从而导致使事件的发展方向、规模与程度突然加大与转变。导致人们再继续使用常规手段时，往往就很难有效地控制住突发事件变化。

2.危害性：在这里是指这一突发事件，特别是会对某个正常的运行系统，造成威胁、伤害或者破坏，尤其是可能会损害人们的生命财产、以及他们所依赖的那个社会系统。如果没有损害或者是威胁，那么也就算不上这里所说的突发事件了。