基于情境感知的應急知識庫系統(tǒng)研究與設計

黃方亮，俞　磊，胡　剛，陳光恩

情境（景）感知（Context Awareness）技術可以追溯到普適計算的研究，通俗的說，就是通過傳感器及相關技術使設備或服務能夠“感知”到當前的情境［1-3］.在現(xiàn)實生活中已有廣泛應用，如當用戶需要導航到某個目的地時，地圖應用會實時分析當前交通流量狀態(tài)，為客戶推薦最優(yōu)的通行方案.

應急知識簡單的說就是當面臨危險的處境，能夠幫助人們化險為夷的正確的方法［4-5］.知識庫是知識系統(tǒng)中有相應的結構，有組織并且非常具體的知識集合，能夠滿足單一或者大多數(shù)領域問題解決的需要，采用單一的（或若干）數(shù)據(jù)結構存儲在計算機中，并把這些知識有條理地組織起來，進行管理使用的互相聯(lián)系的知識片集合［6-9］.

本文從軟件設計角度擬開發(fā)一款基于情境感知的應急知識庫系統(tǒng)，模擬當感知到突發(fā)狀況時的應急反饋.系統(tǒng)的工作流程圖如圖1所示.

圖1　應急知識庫系統(tǒng)工作流程圖

當傳感器接收到風險源后，系統(tǒng)收集相應的數(shù)據(jù)形成情境數(shù)據(jù)，再從應急知識庫中匹配相應應急預案后將結果反饋至用戶或應急管理部門以供決策.

1　總體功能設計

系統(tǒng)使用了JSP，HTML5，JQuery等技術，后臺采用了經(jīng)典的MVC設計模式，分為登陸模塊、應急事件管理、應急電話查詢、應急系統(tǒng)的模擬等模塊，系統(tǒng)總體結構如圖2所示.系統(tǒng)用戶前臺工作界面采用HTML5+JQuery編寫，具有良好的人機交互界面.

圖2　應急知識庫系統(tǒng)總體功能圖

2　詳細設計

2.1　應急知識管理模塊

此模塊主要提供給管理人員進行應急知識庫的建立.包含對應急事件的添加、修改、刪除等操作，如圖3所示.此模塊目前只收集一些氣體中毒的應急處置信息，包括氣體名稱、癥狀及應對方法等字段信息.此外，該模塊還提供一個應急資訊頁面，主要用于抓取主流門戶網(wǎng)站上有關應急事件的相應報道.界面設計過程中采用HT?ML5+JQuery技術，提高用戶交互體驗.

圖3　應急知識管理界面

2.2　情境感知模擬模塊

此模塊模擬了感知應急事件并作出反饋的工作流程.例如在瓦斯易爆的地方，傳感器無時無刻都在感知周圍環(huán)境的變化，如瓦斯的濃度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)后臺.系統(tǒng)對瓦斯的濃度會設置一個閾值，當達到閾值會發(fā)出報警信號并采取應急措施.本文基于實際情境，從軟件設計角度模擬情境感知及響應過程.具體思路：首先對于應急事件（event表），每一個應急事件都有唯一的狀態(tài)碼，在前臺頁面用了JS的隨機函數(shù)以及定時函數(shù)實現(xiàn)每5秒鐘生成一個隨機的狀態(tài)碼，即模擬出傳感器感知到的情境.具體實現(xiàn)代碼如圖4所示.

圖4　情境事件狀態(tài)碼的生成過程

系統(tǒng)接收到這些狀態(tài)碼后將狀態(tài)碼填入re?ceivedata表，該表類似一個日志記錄，方便管理員日后查看.然后啟動數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器功能，觸發(fā)以下語句的執(zhí)行：

圖5　應急響應過程核心代碼

3　數(shù)據(jù)庫設計

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用Mysql輕量級數(shù)據(jù)庫，為了滿足數(shù)據(jù)交換的可靠性、安全性、擴展性和有效的并發(fā)控制，減少冗余數(shù)據(jù)的要求，主要設計了event，info，comment，receivedata，phone，login六張數(shù)據(jù)表.各相應字段設置見表1～6.

表1　應急事件表（event）

IsTrigger的取值有2個，0代表沒有觸發(fā)，1代表已觸發(fā)，這是為了滿足引入Mysql觸發(fā)器的需要.當前臺的模擬系統(tǒng)啟動工作時，receivedata表會接受前臺發(fā)來的狀態(tài)碼，并因此觸發(fā)event表的修改事件，之后通過查詢就能得出所觸發(fā)的應急事件.

表2　應急電話表（Phone）

記錄了應急部門以及相應的應急電話，能夠滿足應急電話查詢功能.

表3　應急案例表（Info）

Info表主要記錄案例的有關信息.

表4　應急案例留言表（Comment）

為提高系統(tǒng)的交互性，Comment表主要記錄用戶留言的有關信息，Id來自Info表的Id值，以實現(xiàn)應急案例展示中同步顯示該條案例下的互動信息.

表6　登錄表（Login）

Login表記錄登陸系統(tǒng)的賬戶信息，role字段區(qū)分用戶角色，0代表普通用戶，1代表管理員.

根據(jù)分析，各表中數(shù)據(jù)并非獨立存在，彼此間存在依賴關系，從實際情況出發(fā)設計系統(tǒng)各數(shù)據(jù)表關系如圖6所示，并設置相應字段的參照完整性約束.

圖6　數(shù)據(jù)表中關系圖

根據(jù)圖6中各數(shù)據(jù)表間的關系設置如下約束.

（1）一個應急案例下可以有多條評論；當某一應急案例被刪除后，該應急案例下的所有評論也自動刪除.

（2）每一個應急事件可以有多個狀態(tài)碼；但是處于某一狀態(tài)的應急事件只能有一個.

4　結論

實施過程中系統(tǒng)響應速度快、管理端各功能模塊測試正常，前臺用戶操作流暢，人機交互良好.下一步將完善知識庫內(nèi)容，優(yōu)化數(shù)據(jù)庫結構，進一步提高系統(tǒng)的運行性能.

參考文獻：

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