王曉爽 諸云強(qiáng)
(1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101;2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049;3.北京市生態(tài)環(huán)境局綜合事務(wù)中心,北京 100048)
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法是污染源管理和環(huán)境污染綜合治理的重要手段,其主要流程是環(huán)境執(zhí)法人員發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境違法行為,對(duì)違法機(jī)構(gòu)或個(gè)人、違法行為進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)詢(xún)問(wèn)或調(diào)查,獲得基本信息和相關(guān)違法證據(jù)。依據(jù)相關(guān)生態(tài)環(huán)境法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、管理?xiàng)l例和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等,判定違法行為性質(zhì),對(duì)違法機(jī)構(gòu)或個(gè)人進(jìn)行處罰裁定并下達(dá)處罰決定文件。執(zhí)法人員監(jiān)督違法機(jī)構(gòu)或個(gè)人執(zhí)行處罰決定文件并進(jìn)行整改。
因此,生態(tài)環(huán)境執(zhí)法是包含違法行為發(fā)現(xiàn)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取證、處罰決定和整改監(jiān)督等不同階段的動(dòng)態(tài)過(guò)程,每個(gè)執(zhí)法階段都有多個(gè)事件銜接組成。每個(gè)事件指的是在執(zhí)法過(guò)程中特定時(shí)間和環(huán)境下發(fā)生的,若干角色參與,表現(xiàn)出若干動(dòng)作特征的事情[1]190。由此構(gòu)成了生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件體系,在這個(gè)體系中通過(guò)事件類(lèi)別和性質(zhì)的變化,體現(xiàn)執(zhí)法過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化特征。
由于不同執(zhí)法事件能產(chǎn)生大量多源、異構(gòu)的數(shù)據(jù),難以實(shí)現(xiàn)整合集成、交互共享和對(duì)執(zhí)法全生命周期的追溯管理,需建立共享的生態(tài)環(huán)境執(zhí)法本體,對(duì)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法各階段不同事件涉及的概念及其相關(guān)關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)一的定義與約束。
傳統(tǒng)領(lǐng)域的本體主要以概念為核心,對(duì)領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行形式化規(guī)范表達(dá),很難將生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件概念與形成事件的時(shí)間、環(huán)境、對(duì)象、動(dòng)作等要素作為整體進(jìn)行考慮,也很難充分體現(xiàn)執(zhí)法事件之間的語(yǔ)義關(guān)系和變化特征。這就需要采用一種表征事件動(dòng)態(tài)變化的本體模型,形成生態(tài)環(huán)境執(zhí)法領(lǐng)域的統(tǒng)一規(guī)范性表達(dá)。事件本體是一種面向事件的知識(shí)表示方法[2]149。通過(guò)構(gòu)建事件本體完成事件描述,梳理事件之間的關(guān)系,可為語(yǔ)義描述、信息查找、挖掘和事件推理提供更準(zhǔn)確的支持。
事件本體在國(guó)內(nèi)外的研究主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段,包括基于傳統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)的事件表示模型和基于事件類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的事件本體模型。
基于傳統(tǒng)本體結(jié)構(gòu)的事件表示模型,主要依據(jù)傳統(tǒng)領(lǐng)域本體建模理論,描述具有動(dòng)態(tài)過(guò)程特征的領(lǐng)域?qū)ο笾R(shí),定義領(lǐng)域事件,進(jìn)而建立事件表示模型。主要模型有ABC模型[3]和簡(jiǎn)單事件模型[4]等。此外,徐志紅[5]從事件語(yǔ)義的角度提出了對(duì)地理實(shí)體的時(shí)空數(shù)據(jù)建模的思路,結(jié)合地理實(shí)體的變化提出了對(duì)象、時(shí)間、地點(diǎn)、事件和屬性五元組描述方式。但以上研究都沒(méi)有以研究對(duì)象的變化過(guò)程中的具體事件類(lèi)作為研究單元,分析事件之間的關(guān)系、事件要素的變化和事件狀態(tài)的動(dòng)態(tài)變化特征等。
基于事件類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的事件本體模型,以事件為研究單元,通過(guò)事件的組成要素完成對(duì)事件的定義,描述事件類(lèi)分類(lèi)和事件間關(guān)系,設(shè)計(jì)事件本體結(jié)構(gòu)形成模型。劉宗田等[1]190提出了較完善的事件定義,事件由動(dòng)作、對(duì)象、時(shí)間、環(huán)境、斷言和語(yǔ)言表現(xiàn)六要素組成。將事件本體結(jié)構(gòu)定義為事件類(lèi)集合、關(guān)系集合和推理規(guī)則三元組,提取事件間關(guān)系,形成事件本體建模理論。后續(xù)多方面的研究在其理論基礎(chǔ)上提出了不同領(lǐng)域的事件本體模型。劉菲京等[6]29結(jié)合大氣污染突發(fā)事件特征,建立大氣污染突發(fā)事件類(lèi)間關(guān)系,構(gòu)建大氣污染突發(fā)事件本體模型。朱文躍等[2]148結(jié)合突發(fā)事件領(lǐng)域特征,將劉宗田等[1]190的事件本體模型進(jìn)行優(yōu)化,將事件類(lèi)六要素定義為觸發(fā)詞、對(duì)象、時(shí)間、地點(diǎn)、狀態(tài)和語(yǔ)言表現(xiàn)。將事件本體結(jié)構(gòu)定義為上層事件類(lèi)、下層事件類(lèi)、事件類(lèi)間關(guān)系、事件推理規(guī)則和事件實(shí)例的五元組。該模型可完整準(zhǔn)確描述突發(fā)事件領(lǐng)域,并具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。朱宇倩等[7]和郭曉黎等[8]113均基于劉宗田等[1]190提出的事件本體模型為基礎(chǔ),結(jié)合各自領(lǐng)域特征,構(gòu)建了安全信息認(rèn)知事故本體模型和煤礦安全事件本體模型。這些研究基于各領(lǐng)域特征形成各領(lǐng)域的具有事件類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的事件本體模型,對(duì)于生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體建模研究具有一定的借鑒作用。但對(duì)于生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型需結(jié)合執(zhí)法過(guò)程特征進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)建,因此本研究在分析生態(tài)環(huán)境執(zhí)法業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上提出了生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體的構(gòu)建方法;對(duì)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件、事件類(lèi)進(jìn)行了定義,通過(guò)時(shí)間、環(huán)境、對(duì)象、動(dòng)作、狀態(tài)和語(yǔ)言描述六要素對(duì)執(zhí)法事件進(jìn)行描述;設(shè)計(jì)了包含生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)、事件類(lèi)間關(guān)系、事件推理規(guī)則和案件實(shí)例的四元組結(jié)構(gòu);利用開(kāi)源軟件protégé和不同的知識(shí)獲取方式完成生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體的建模;同時(shí),以某熱力工程公司運(yùn)營(yíng)的鍋爐房超標(biāo)排放煙氣污染物的執(zhí)法案件為例,驗(yàn)證本研究提出的生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型的合理性和可操作性。
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件指的是在執(zhí)法過(guò)程中特定對(duì)象,在特定的時(shí)間、環(huán)境下完成的違法、執(zhí)法、整改等一系列行為動(dòng)作的事情。執(zhí)法事件由執(zhí)法過(guò)程中的時(shí)間、環(huán)境、對(duì)象、動(dòng)作、狀態(tài)和語(yǔ)言描述六要素組成。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)指的是在執(zhí)法過(guò)程中具有共同特征的事件集合,具有事件的內(nèi)涵和外延,并且事件類(lèi)下所屬的事件在統(tǒng)一要素上具有共同特性。
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體能為客觀(guān)存在的、知識(shí)共享的生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)系統(tǒng)模型提供明確的形式化規(guī)范說(shuō)明[1]192。在傳統(tǒng)的本體基礎(chǔ)上增加了對(duì)事件類(lèi)及其關(guān)系的描述[9]。事件本體通常是由事件類(lèi)集合、事件類(lèi)間的關(guān)系和規(guī)則組成[6]30。
本研究將生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體表達(dá)模型定義為包含事件類(lèi)、事件類(lèi)間關(guān)系、事件類(lèi)推理規(guī)則和事件實(shí)例的四元組結(jié)構(gòu)。
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)分層結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)按照自頂向下設(shè)計(jì),將每個(gè)階段視為事件類(lèi)存在,每個(gè)階段事件類(lèi)根據(jù)其性質(zhì)和組成劃分也有多個(gè)細(xì)化的主要事件類(lèi)組成。其中,生態(tài)環(huán)境違法行為發(fā)生可定義為生態(tài)環(huán)境違法事件類(lèi),根據(jù)性質(zhì)劃分包括環(huán)境污染事件類(lèi)和生態(tài)破壞事件類(lèi)。違法行為發(fā)現(xiàn)通常有3個(gè)途徑,作為違法行為發(fā)現(xiàn)的組成事件類(lèi)。環(huán)保部門(mén)在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取證后依據(jù)相關(guān)法規(guī)條例判定違法行為性質(zhì),確定作出處罰決定或收集相關(guān)資料移送司法機(jī)關(guān)。
圖1 生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)分層結(jié)構(gòu)
在整個(gè)執(zhí)法過(guò)程當(dāng)中一個(gè)事件或事件類(lèi)發(fā)生后以一定概率導(dǎo)致另一個(gè)事件或事件類(lèi)發(fā)生時(shí),兩個(gè)事件或事件類(lèi)之間具有語(yǔ)義關(guān)系。這些語(yǔ)義關(guān)系是生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件及事件類(lèi)間關(guān)系[8]114,主要包括包含、組成、因果、跟隨和并發(fā)關(guān)系。
包含關(guān)系指的是生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)之間的層次或父子關(guān)系,其中子事件類(lèi)繼承父事件類(lèi)的所有相關(guān)要素特征,并具有其獨(dú)特的要素特征[8]114。組成關(guān)系指的是事件類(lèi)由幾個(gè)事件類(lèi)組成或某一事件類(lèi)的實(shí)例由另幾個(gè)事件類(lèi)的實(shí)例組成,則稱(chēng)兩類(lèi)事件類(lèi)之間是組成關(guān)系。因果關(guān)系指的是因某事件的發(fā)生導(dǎo)致另外一個(gè)事件的發(fā)生。跟隨關(guān)系指的是在一定的時(shí)間范圍,某事件跟隨著另一事件的發(fā)生,稱(chēng)兩件事件具有跟隨關(guān)系。并發(fā)關(guān)系指的是在一定的時(shí)間范圍內(nèi),兩個(gè)事件類(lèi)可能同時(shí)發(fā)生。以大氣污染執(zhí)法事件類(lèi)為例,各事件之間的關(guān)系見(jiàn)圖2。
圖2 大氣污染執(zhí)法事件類(lèi)關(guān)系
1.4.1 時(shí)間要素
在W3C推薦的時(shí)間本體[10]的基礎(chǔ)上,結(jié)合生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件特征設(shè)計(jì)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件時(shí)間要素,包括時(shí)間坐標(biāo)體系、時(shí)間方向、時(shí)間狀態(tài)、時(shí)間值和時(shí)間粒度,其中時(shí)間粒度包括時(shí)間位置和時(shí)間距離。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件實(shí)例繼承事件類(lèi)的時(shí)間要素屬性,如時(shí)間方向包括“之前”“之后”等;時(shí)間距離包括“距離數(shù)月”或“距離數(shù)日”等。
1.4.2 環(huán)境要素
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)中的環(huán)境要素指的是事件類(lèi)的發(fā)生地點(diǎn)和受影響環(huán)境對(duì)象或生態(tài)系統(tǒng)。其中,發(fā)生地點(diǎn)指的是違法行為發(fā)生、舉報(bào)、查處和整改的所在空間位置和空間范圍;受影響環(huán)境對(duì)象指的是違法行為污染或破壞的大氣、水、土壤、聲和輻射環(huán)境;生態(tài)系統(tǒng)則包括自然生態(tài)系統(tǒng)(森林、草原、荒漠、海洋、河湖生態(tài)系統(tǒng))和人工生態(tài)系統(tǒng)(農(nóng)田、城市生態(tài)系統(tǒng))。
1.4.3 對(duì)象要素
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)的對(duì)象要素指的是參與生態(tài)環(huán)境執(zhí)法過(guò)程中的對(duì)象集合。根據(jù)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法業(yè)務(wù)分析,主要包括:(1)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法過(guò)程涉及的主要參與者,包括生態(tài)環(huán)境執(zhí)法者、生態(tài)環(huán)境違法者、違法行為發(fā)現(xiàn)者、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查取證人員等參與者。(2)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法過(guò)程中用于裁定違法行為的主要依據(jù),包括生態(tài)環(huán)境法律法規(guī)、部門(mén)和地方管理?xiàng)l例、處罰裁量標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等參考文件。(3)在環(huán)境污染事件中,因生態(tài)環(huán)境違法者的違法操作導(dǎo)致污染物影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。環(huán)境污染物是環(huán)境污染事件類(lèi)中的重要對(duì)象要素,劃分為大氣、水、土壤、噪聲和輻射污染物。(4)在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法過(guò)程中,罰沒(méi)一定數(shù)額的財(cái)物和金額是常規(guī)的處罰方式。因此,罰金或罰沒(méi)財(cái)物也是生態(tài)環(huán)境執(zhí)法過(guò)程中整改行為事件類(lèi)的重要對(duì)象要素。
各對(duì)象要素具有相關(guān)屬性條件對(duì)其進(jìn)行描述,生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體對(duì)象要素核心屬性(部分)見(jiàn)表1。
表1 生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體對(duì)象要素核心屬性(部分)
1.4.4 動(dòng)作要素
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)中的動(dòng)作要素指事件發(fā)生的觸發(fā)詞[1]191。觸發(fā)詞是能觸動(dòng)事件發(fā)生的詞,是決定事件類(lèi)型的重要特征詞,可通過(guò)識(shí)別事件觸發(fā)詞類(lèi)型來(lái)判斷事件的類(lèi)型[11]。生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)型觸發(fā)詞(部分)見(jiàn)表2。
表2 生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)型觸發(fā)詞(部分)
1.4.5 狀態(tài)和語(yǔ)言描述要素
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)的狀態(tài)要素指的是生態(tài)環(huán)境執(zhí)法具體事件中描述事件發(fā)生前后狀態(tài)的改變,主要分為事件的前置和后置狀態(tài)[2]152。如“執(zhí)法人員針對(duì)化工廠(chǎng)惡臭氣體排放超標(biāo)案件現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查事件”中前置狀態(tài)為“執(zhí)法人員接到周邊居民對(duì)化工廠(chǎng)排放惡臭氣體的舉報(bào)”;后置狀態(tài)為“執(zhí)法人員對(duì)化工廠(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查”。
生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)的語(yǔ)言描述要素主要體現(xiàn)事件描述資料中的核心詞和核心詞搭配。其中,核心詞主要指的是事件類(lèi)中的觸發(fā)詞,核心詞搭配指的是觸發(fā)詞的相關(guān)搭配短語(yǔ)。如大氣污染事件類(lèi)中核心詞搭配為“超過(guò)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”等。語(yǔ)言描述要素可體現(xiàn)事件類(lèi)型的基本描述,是用于識(shí)別事件類(lèi)型的關(guān)鍵要素。
在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型結(jié)構(gòu)的指導(dǎo)下,完成執(zhí)法事件的事件類(lèi)、事件類(lèi)間關(guān)系和事件要素的構(gòu)建。采用開(kāi)源工具protégé軟件,將梳理后的事件類(lèi)概念、要素等添加進(jìn)入模型,以針對(duì)大氣污染執(zhí)法事件為重點(diǎn),創(chuàng)建生態(tài)環(huán)境執(zhí)法本體。選擇鐵路局車(chē)務(wù)段鍋爐房煙氣污染物超標(biāo)排放的執(zhí)法案件,將已構(gòu)建事件本體中的“針對(duì)大氣污染事件執(zhí)法”的案件實(shí)例添加至模型中,用以證明執(zhí)法事件本體模型的可實(shí)踐性。
在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型中共計(jì)創(chuàng)建了22個(gè)大氣污染執(zhí)法相關(guān)事件類(lèi),對(duì)應(yīng)的案件實(shí)例中創(chuàng)建了16個(gè)事件類(lèi),事件關(guān)系4類(lèi),事件類(lèi)相關(guān)要素136個(gè)。在此模型中事件類(lèi)定義清晰、事件類(lèi)關(guān)系邏輯明確,并且具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。在后續(xù)事件抽取時(shí),也可獲取新事件類(lèi)信息補(bǔ)充添加進(jìn)入模型。
在生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體中案件實(shí)例的具體描述為某熱力工程公司運(yùn)營(yíng)的鐵路局車(chē)務(wù)段鍋爐房煙氣污染物排放影響周邊居民點(diǎn)環(huán)境質(zhì)量被居民投訴。執(zhí)法人員接到投訴舉報(bào),對(duì)該熱力工程公司及其運(yùn)營(yíng)的鍋爐情況進(jìn)行調(diào)查,根據(jù)北京市《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/ 139-2015)發(fā)現(xiàn)該鍋爐房煙氣污染物排放導(dǎo)致二氧化硫和氮氧化物濃度超標(biāo),根據(jù)《大氣污染防治法》對(duì)該熱力工程公司做出處罰決定,并監(jiān)督其限期執(zhí)行。
由表3可見(jiàn),選擇案件實(shí)例中處罰決定階段事件類(lèi)進(jìn)行分析,通過(guò)執(zhí)法人員在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查階段之后形成“得出調(diào)查結(jié)果”和“得出檢測(cè)結(jié)果”兩類(lèi)事件,獲得“判定違法行為性質(zhì)”事件的關(guān)鍵依據(jù)信息,獲得判定結(jié)果,并通過(guò)判定結(jié)果,完成“作出處罰決定”事件。在此實(shí)例中“得出調(diào)查結(jié)果”和“得出檢測(cè)結(jié)果”為并發(fā)關(guān)系事件。這兩類(lèi)事件與后續(xù)的“判定違法行為性質(zhì)”事件是因果關(guān)系,“判定違法行為性質(zhì)”與“作出處罰決定”事件也是因果關(guān)系,能夠看出在因果關(guān)系事件中前一事件的后置狀態(tài)是前一事件的產(chǎn)生結(jié)果,也是后一事件獲取條件,即后一事件前置狀態(tài),通過(guò)后一事件作用產(chǎn)生新結(jié)果,形成事件鏈條狀變化,為后期結(jié)合事件關(guān)系和要素關(guān)系形成事理圖譜和進(jìn)行事件推理建立基礎(chǔ)。
表3 事件本體實(shí)例案件知識(shí)(處罰決定階段部分事件)
通過(guò)對(duì)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法業(yè)務(wù)的分析,將生態(tài)環(huán)境執(zhí)法業(yè)務(wù)特征和事件本體構(gòu)建理論知識(shí)結(jié)合起來(lái),建立了執(zhí)法領(lǐng)域的語(yǔ)義基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了領(lǐng)域內(nèi)具體事件的規(guī)范化表達(dá)。完成了生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件類(lèi)、事件類(lèi)間關(guān)系、事件要素的規(guī)范化說(shuō)明以及事件本體模型的構(gòu)建。采用某熱力工程公司運(yùn)營(yíng)的鍋爐房煙氣污染物超標(biāo)排放的執(zhí)法案件作為事件實(shí)例,驗(yàn)證了生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型的可用性。
通過(guò)針對(duì)生態(tài)環(huán)境執(zhí)法本體模型的構(gòu)建研究可表明,生態(tài)環(huán)境執(zhí)法事件本體模型相對(duì)于傳統(tǒng)領(lǐng)域本體,能通過(guò)時(shí)間、環(huán)境、對(duì)象、狀態(tài)和語(yǔ)言描述等要素更清晰完整地描述執(zhí)法事件類(lèi)以及事件類(lèi)間關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化。建立統(tǒng)一執(zhí)法事件語(yǔ)義基礎(chǔ),更為精準(zhǔn)地體現(xiàn)案件執(zhí)法過(guò)程中各階段環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)執(zhí)法知識(shí)管理和組織,案件統(tǒng)一溯源。同時(shí),結(jié)合執(zhí)法事件本體模型,可具備一定擴(kuò)展性,未來(lái)可通過(guò)抽取特定事件內(nèi)容,并建立事件之間聯(lián)系,進(jìn)一步補(bǔ)充執(zhí)法知識(shí)信息,提升生態(tài)環(huán)境執(zhí)法信息推理的精準(zhǔn)度,為執(zhí)法業(yè)務(wù)服務(wù)。