基于大模型和事理图谱的城市基础设施事件链分析方法与流程

本发明涉及公共安全，具体是基于大模型和事理图谱的城市基础设施事件链分析方法。

背景技术：

1、城市基础设施生命线包括城市燃气、供水、排水、热力、综合管廊、桥梁、轨道交通、电力、通信等系统，是维系城市正常运行、满足群众生产生活需要的重要基础工程。随着城市人口、功能和规模不断扩大，城市运行日益复杂，安全风险不断增大，许多过去单一的城市安全风险交织演变成复杂风险，灾害事故连锁效应、非线性叠加效应、放大效应进一步凸显，诱发大规模、复杂的次生衍生灾害。如何对城市范围内突发事件进行及时有效的预测、防控成为了公共安全领域的重点。

2、公开号为cn117540030a的发明专利公开了一种构建叙事事件演化知识图谱的方法，该专利基于历史事件信息抽取，采用专家经验构建事件共指、时序关系，结合语义分析及依赖关系构建事件依赖关系及知识图谱。该专利虽然实现了事件演化链定性分析构建，但是事件的关联主要基于专家经验构建关系抽取规则，难以对城市跨系统、多灾种复杂事件链进行智能化分析。公开号为cn114841398a的发明专利公开了一种事件链驱动下的多灾种耦合模型推演方法，基于自然灾害、城市基础设施粒度分解，通过致灾、承灾、孕灾环境分析，结合多灾种耦合模型库构建、险兆因子关联分析及状态转移概率预测，构建了多灾种耦合模型推演方法。该专利虽然实现了多灾耦合事件初步分析，但是，一方面，未涉及复杂条件下事故载体间相互作用、不同条件下事故载体“致灾-承灾-致灾”演化路径差异及次生、衍生灾害的分析，事故预测易出现推演盲区；另一方面，并未考虑多灾耦合复杂环境下风险主动防控对事故链的控制及断链效果。

3、综上所述，针对城市基础设施突发事件演化路径复杂、难以制定有效应对措施等问题，亟需研发设计一种适用于复杂场景、单/多多灾种、单/跨系统的突发事件事故链推演及风险防控方法。

技术实现思路

1、对于现有技术中存在的上述的问题，本发明的目的在于提供基于大模型和事理图谱的城市基础设施事件链分析方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、基于大模型和事理图谱的城市基础设施事件链分析方法，包括以下步骤：

3、步骤一、基于大模型的突发事件事故载体多维识别与提取：采用大模型自然语言处理nlp技术，基于城市突发事件事故案例分析、演化机理研究及行业标准规范，结合人员、建筑、设施、气象、土壤、地质、水域多源数据处理，从“致灾-承灾-应对”三个维度，采用“人-机-环”系统分析原理及风险防治、应对理念对突发事件事故载体进行提取；

4、步骤二、基于事故载体抽象实体聚合与本体特征解构的事故实体属性库构建：基于事故致灾载体、承灾载体、应对载体分析提取，通过事故载体行为、结构、功能、信息多维度共性分析，开展载体归类聚合，实现事故载体抽象实体表征；通过事故载体本体行为结构、功能、信息维度分析解构，提取事故载体特征，实现突发事件载体特征化表述；通过抽象实体聚合和本体特征解构相结合，构建突发事件事故实体类型及属性库。

5、步骤三、基于大模型及事理图谱的突发事件非时空灾害转移路径、应对方案提取：基于城市突发事件事故案例及灾害机理研究，结合步骤一载体识别结果，采用事理图谱技术挖掘突发事件实体关联关系及灾害非时空转移路径，以事故实体为“点”，以实体属性及作用关系为“边”，构建“点-边”结合的突发事件灾害非时空转移网络；基于城市突发事件应急预案、决策文件、标准规范，通过大模型训练与突发事件事理图谱监督，获取事故灾害转移路径对应应对方案。

6、步骤四、基于灾害转移路径分析的多维度事故转移特征提取：基于突发事件灾害转移网络，通过物质传递、能量传递、信息传递多维度分析事故实体间灾害关联关系，提取载体事故特征；

7、步骤五、基于“标准规范+机理模型”的事故转移特征分析及载体关联规则构建：基于载体物质、能量、信息相互作用、耦合关系，结合标准规范要求及载体致灾、承灾、承灾转致灾、应对机理模型，采用定量、半定量或定性方法，通过阈值分析、可接受程度分析，构建实体事故属性计算、评估方法及实体相互作用演化规则，形成突发事件事故实体的事故属性知识库；

8、步骤六、基于事故特征分析及载体时空关联的事理图谱路径优化：以事故特征为核心，结合事故实体的事故属性，对突发事件灾害转移路径进行优化，构建具备事故时空属性推演的事件链演化网络；

9、步骤七、基于事故演化及风险分析的事故情景排序：基于事故实体灾害发生发展过程致灾概率、事故后果、事故风险分析，依据关注对象类型对突发事件演化情景进行排序；

10、步骤八、基于反馈信息的突发事件事故情景动态更新：基于优化后的事故链演化网络，结合事故现场核查、抢险、应对反馈数据，进行事件链演化路径动态更新；

11、步骤九、可视化展示与结果输出：基于地理信息gis技术，结合事件链的演化路径、动态或静态时空影响范围、事故演化排序结果，对事故链结果进行动态展示；基于文本挖掘、自然语言处理nlp技术、机器学习技术，通过对事件链演化、致灾及应对信息提取，构建输出展示风险报告。

12、作为本发明进一步的方案：所述的步骤一中：

13、所述多源数据处理指通过汇聚城市地下管线信息、建构筑物信息、危险源防护目标信息、产业信息、经济信息、人口分布信息，结合大数据、云计算技术对多源数据进行信息化转化与标准化处理，形成城市基础设施事故载体数据库；

14、所述突发事件事故载体的识别与提取指利用大模型的数据分析和提取能力，在多源数据融合处理的基础上，通过对城市突发事件事故案例分析、演化机理研究及行业标准规范的解构分析，从致灾体、承灾体、应对体三个维度，结合“人机环”系统工程理论及风险防治、应对理念，城市突发事件事故载体包括城市基础设施致灾体、城市基础设施承灾体和城市基础设施应对体；

15、所述的城市基础设施致灾体，其中：人，主要指人的不安全行为，包括但不限于恐怖袭击、蓄意破坏、危化品倾倒、污染物排放、第三方施工、车辆撞击；机，主要指设备突发性故障，包括但不限于调压故障、部件故障；环，主要指导致事故发生的环境风险，包括但不限于气象灾害、地质灾害、土壤环境、洪水、地震；

16、所述城市基础设施承灾体，其中：人，主要指承灾的社会类活动人员，包括但不限于老人、小孩、青年；机，主要指承灾的经济类设备设施，包括但不限于建筑、桥梁、经济作物、电力设施、通讯设施、燃气设施、供水设施、热力设施、排水设施、综合管廊、道路交通、轨道交通、水利枢纽、加气加油站、化工厂、制造厂、发电站、核电站、仓库、文化古迹；环，主要指承灾的自然类生态环境，包括但不限于树木、河流、山体；

17、所述城市基础设施应对体，其中：风险防治，主要指对基础设施安全运行采取的相关措施，包括但不限于燃气、供水、热力、桥梁、水质污染基础设施监测预警、基础设施风险防护、基础设施已排查隐患治理；风险处置，主要指事故发生后的不同阶段的应对措施及任务，包括但不限于报警响应、应急抢修，灾害控制、设施保障、抢救生命、抢救设备、抢救财产、物资调配、发放物资、灾后防疫、维护社会稳定、交通疏导、安全保卫、紧急疏散、控制犯罪、信息发布、灾后心理疏导、教育培训、善后处置。

18、作为本发明进一步的方案：所述的步骤二中：

19、所述的载体归类聚合的行为维度指与人员行为相关的行为特征，包括但不限于蓄意破坏、违规操作、操作失误；结构维度指载体之间存在的相似结构，包括但不限于空间结构、物理结构；滑坡、泥石流灾害体在等级划分、规模划分、灾害点参数方面具备相似性聚合为地质灾害实体；功能维度指载体之间存在的相似功能，包括但不限于物质供给、设备运维、交通运输、工业生产；信息维度指载体之间运行、维护、生产、生活相关的信息，包括但不限于载体信息传递、舆论信息传播、虚假谣言扩散、民众信心缺失；

20、所述的载体归类聚合依据事故灾害分析目标进行有侧重的分析维度选择，包括但不限于以行为维度为主要聚合维度，以信息维度作为补充；结构维度为主要聚合维度，以功能或信息维度作为补充；以功能维度作为主要聚合维度，以结构或信息维度作为补充；以信息维度作为主要聚合维度，以结构或功能维度作为补充；

21、所述分析解构是指通过本体行为、结构、功能、信息多维度，对众多事故载体特征进行分析解构，事故载体特征包括但不限于载体行为维度的破坏类型，结构维度的地下空间、建筑空间、设施材质类型，功能维度的供给类型、用户类型、用户数量，信息维度的信息类型；通过特征解构实现对数量巨大、类目众多的载体字段、参数类目的简化，对与灾害相关特征进行全方位提取，辅助实体致灾、承灾、应对分析；载体与载体特征之间的对应关系包括一对一、一对多；通过特征解构实现抽象实体特征化表征；

22、属性库字段通过事故载体、实体、特征、具体参数进行多级构建。

23、作为本发明进一步的方案：所述的步骤三中：

24、所述采用事理图谱技术挖掘突发事件实体关联关系是指载体在事故中的先后、因果关系；由于事故案例、致灾机理研究场景驳杂，基于事理图谱获取的灾害转移路径，即事故在实体间的初步转移路径，是非时空性的；

25、基于大模型训练与突发事件事理图谱监督获取事故灾害转移路径对应应对方案是指，基于城市突发事件应急预案、决策文件、标准规范，通过已构建的事理图谱监督大模型的训练，实现通过大模型输出事理图谱不同阶段、不同实体间相互作用、关联的事故灾害转移路径应对方案。

26、作为本发明进一步的方案：所述的步骤四中：

27、所述载体事故特征主要通过物质、能量、信息多维度灾害转移途径进行提取；载体能量传递事故特征包括但不限于：热效损伤、压力破坏、机械破坏、振动损伤、冲击破坏、坍塌破坏、淹覆破坏、侵蚀破坏、水力失稳；载体物质传递事故特征包括但不限于：物质传递、毒害损伤、供气中断、供电中断、供水中断、交通中断、生产中断；载体信息传递事故特征包括但不限于：通信中断、人员恐慌、社会舆论、社会失序、心理创伤。

28、作为本发明进一步的方案：所述的步骤五中：

29、所述实体事故属性的计算是指通过标准规范、机理模型对实体事故特征相对应的属性进行确定或计算的过程，包括但不限于实体致灾事件、致灾特征对应属性；实体承灾特征、承灾事件及对应属性；实体承灾转致灾对应事件、致灾特征及事故属性；实体应对对应属性；实体承灾对应属性还包括不同事故特征对应的承灾阈值；

30、实体事故属性评估是指，在事故属性计算的基础上，对于量化的属性，通过属性阈值分析进行定量的评估；对于一些无法量化或量化手段无法准确描述的事故属性，结合标准规范要求及机理模型进行半定量、定性的评估；评估的原则包括但不限于参数的标准规范合规性与偏离程度，参数的可接受程度；评估具备评估基准的一致性，包括但不限于采用相同的分级方法、异常状态下具备相同的评估分值；

31、实体演化规则是在事故属性分析及评估的基础上，通过概率分析、强度分析方式对实体演化进行预测及关联判定进行规则制定的过程；概率分析包括但不限于致灾事件发生概率分析、承灾损伤概率分析、承灾转致灾概率分析；强度分析包括但不限于致灾强度分析、承灾易损性分析、后果损伤强度分析；

32、事故实体演化规则中，当实体演化链中已采取应对措施，则依据应对措施进行演化链是否断链及演化概率分析的修正。

33、作为本发明进一步的方案：所述的步骤六中：

34、所述以事故特征为核心是指以前文所获取的实体所具备的事故特征作为纽带关联不同实体；事理图谱的优化则是指基于事故属性的计算以及实体之间演化、关联判断规则的构建，将非时空的事故链演化网络转化为具备时空属性的事件链演化网络的过程，实现特定时空场景下的事故链分析。

35、作为本发明进一步的方案：所述的步骤七中：

36、所述的事故实体灾害发生发展过程致灾概率、事故后果、事故风险分析是指在步骤五事故属性分析的基础上，从事件链完整演化路径的角度，采用定量分析、半定量分析或定性分析方法对事故概率、事故后果及风险进行评估的过程；

37、排序方式包括但不限于：基于事故风险的排序、基于事故演化概率的排序、基于事故致灾后果的排序、基于人员伤亡的排序、基于影响范围的排序、基于影响范围内重点防护目标的排序。

38、作为本发明进一步的方案：所述的步骤八中：

39、所述事件链演化路径动态更新是指通过现场核查、反馈信息对事件演化路径进行增加或者删减的过程，即根据反馈数据，在原演化路径的基础上，对不可能出现的路径进行删减，对额外可能出现的路径进行新增，并根据修正后的事件链提出针对性的可靠处置方案。

40、作为本发明进一步的方案：所述的步骤九中：

41、所述信息提取的内容包括但不限于致灾原因、致灾后果、影响范围，风险等级、各节点风险防治措施、各阶段应急处置任务。

42、作为本发明进一步的方案：

43、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

44、(1)本发明基于城市多源数据融合分析，通过“人机环”系统分析角度对事故致灾体、承灾体、应对体分类分析与提取，结合载体行为、结构、功能、信息多维度共性属性分析，通过抽象实体表征及本体特征解构，“化繁为简”实现对城市突发事件事故因素更加全面的考虑。

45、(2)本发明以事故实体为对象，通过对事故实体能量传递、物质传递、信息传递多维度灾害传递机理分析，结合定量、半定量、定性分析方法构建致灾、承灾、应对演化规则，可实现对事故实体单元灾害属性的全面分析。

46、(3)本发明基于事故实体灾害发生、发展、转移、应对全过程分析，通过大模型、事理图谱智能分析技术，可实现城市单/多灾种、单/跨系统灾害实体快速关联、动态预测和科学防控。