一种基于图编辑距离的应急预案案例推理方法及系统与流程

本技术涉及检索，更具体地说，它涉及一种基于图编辑距离的应急预案案例推理方法及系统。

背景技术：

1、随着应急管理信息化程度不断提高，各类事故报告、处置记录及应急预案持续积累，基于历史案例为新发生事件提供处置参考已成为应急辅助决策的重要方式。现有案例推理通常先对历史案例进行特征提取，再采用关键词匹配、文本相似度或固定维度特征向量进行检索，并依据检索结果选取相关预案。

2、然而，应急案例通常包含事件、资源、处置措施、责任部门、处置目标及约束条件等多类要素，各要素之间还存在因果、依赖、时序、隶属、协作和约束等复杂关系。仅依据文本词频、语义向量或预设特征字段进行比较，容易将案例内部相互关联的处置逻辑割裂，难以准确反映要素增减、关系变化及局部结构差异对案例相似性的影响。部分方法虽然引入知识图谱或图表示技术，但通常将整体结构压缩为固定维度表示，细粒度拓扑差异仍难以在相似度计算中得到充分体现，进而可能使表面描述接近但处置条件不同的案例被错误匹配，也可能遗漏文字表达不同但事件结构和处置逻辑相近的历史案例。

3、在实际应用中，历史案例库通常处于持续增长和更新状态。当案例数量较大时，若对新事件与全部历史案例逐一执行复杂相似度计算，将产生较高的计算开销，难以满足应急场景对检索响应速度的要求；若仅采用低复杂度的粗粒度匹配，又会进一步削弱检索结果与新事件实际结构之间的对应关系。新案例不断加入后，原有案例表示、检索组织方式及模型参数还可能无法及时适应案例分布变化，从而使检索结果稳定性下降。检索偏差还会继续传递至后续预案复用环节，导致推荐内容缺乏充分的历史案例依据。

4、因此，现有技术面临的主要技术问题是：在历史应急案例结构复杂、案例规模较大且持续更新的条件下，如何对新发生应急事件进行准确、稳定且具有可接受处理效率的相似案例推理，从而为应急预案推荐提供可靠的案例基础。

技术实现思路

1、本技术的目的就在于为了解决现有应急预案案例推理过程中案例结构信息利用不充分，在历史案例库规模较大并持续更新的情况下，相似案例检索准确性和处理效率难以兼顾的问题，而提供一种基于图编辑距离的应急预案案例推理方法及系统。

2、本技术提供了一种基于图编辑距离的应急预案案例推理方法，包括以下步骤：

3、对历史案例库中每个历史案例的文本进行要素抽取与关系抽取，建立包括节点属性和边属性的历史案例图；

4、基于所述节点属性和边属性，计算两个案例图之间的图编辑距离近似值，并根据所述图编辑距离近似值计算案例结构相似度；

5、以历史案例图间的图编辑距离近似值为监督信息训练图嵌入模型，图嵌入模型生成历史案例图的嵌入向量，基于历史案例图的嵌入向量构建多维空间二叉搜索树索引；

6、针对新发生应急事件构建查询图，基于图嵌入模型、案例结构相似度和多维空间二叉搜索树索引对所述查询图进行检索，得到最终相似案例集合，对最终相似案例集合中案例关联的应急预案进行加权组合，得到推荐预案；

7、在新案例加入历史案例库时更新多维空间二叉搜索树索引，并根据历史案例图的分布变化更新图嵌入模型。

8、进一步地，建立历史案例图的方法包括：

9、对历史案例的事故报告、处置记录和预案文本执行文本预处理，得到预处理句子序列；

10、从所述预处理句子序列中抽取要素，根据每个要素的类别和更新时间，生成对应节点及节点的节点属性；

11、从所述预处理句子序列中抽取要素间关系，根据每一关系的关系类型和建立时间，生成连接对应节点的有向边及边的边属性；

12、基于生成的节点、节点属性、有向边和边属性建立历史案例图。

13、进一步地，得到预处理句子序列的方法包括：

14、对事故报告、处置记录和预案文本执行统一字符编码处理和统一字符宽度处理，得到规范化文本集合；

15、按照句号、问号、感叹号和段落边界对所述规范化文本集合执行句子切分，得到规范化句子序列；

16、对所述规范化句子序列执行指代消解和同义词归一，得到所述预处理句子序列。

17、进一步地，计算案例结构相似度的方法包括：

18、设置编辑操作并计算编辑操作代价；编辑操作代价包括节点插入代价、节点删除代价、节点替换代价、边插入代价、边删除代价和边替换代价；

19、对两个案例图执行贪心加权匹配，确定节点匹配对和边匹配对，并将未匹配的节点和边确定为插入操作或删除操作；

20、基于全部节点匹配对的节点替换代价、全部边匹配对的边替换代价、全部未匹配节点和边的插入代价和删除代价，计算得到图编辑距离近似值；

21、将两个案例图的节点数和边数之和作为归一化因子，用所述图编辑距离近似值除以所述归一化因子，再加一后取倒数，得到案例结构相似度。

22、进一步地，设置编辑操作代价的方法包括：

23、基于节点属性计算节点类型差异代价、节点语义差异代价和节点重要性差异代价，基于边属性计算关系类型差异代价和关系强度差异代价；

24、节点替换代价由节点类型差异代价、节点语义差异代价和节点重要性差异代价相加得到，边替换代价由关系类型差异代价和关系强度差异代价相加得到；

25、同一节点的节点插入代价与节点删除代价相等，均由对应节点的预设节点重要性权重与预设节点基础代价参数相乘得到；

26、同一条边的边插入代价与边删除代价相等，均由对应边的预设关系强度权重与预设边基础代价参数相乘得到。

27、进一步地，构建多维空间二叉搜索树索引的方法包括：

28、将节点属性中的节点语义特征向量、节点类型对应的独热节点类型向量和预设节点重要性权重拼接，经全连接映射得到初始节点表示；

29、图嵌入模型包括图同构网络和注意力池化网络，图同构网络以初始节点表示为起点，逐层聚合邻居节点表示更新每个节点的表示，得到全部节点的最终表示；

30、注意力池化网络根据预设初始注意力参数向量计算每个节点的注意力权重，将全部节点的最终表示按照注意力权重加权求和，得到历史案例图的嵌入向量；

31、采用中位数分割策略递归划分多个历史案例图的嵌入向量，构建多维空间二叉搜索树索引。

32、进一步地，得到推荐预案的方法包括：

33、按照建立历史案例图的相同处理，对新发生应急事件的查询文本进行要素抽取与关系抽取，构建查询图；

34、基于所述图嵌入模型计算查询图的嵌入向量，基于查询图的嵌入向量与多维空间二叉搜索树索引确定最终相似案例集合；

35、对最终相似案例集合中案例关联的应急预案进行加权组合，得到推荐预案。

36、进一步地，确定最终相似案例集合的方法包括：

37、利用所述图嵌入模型计算查询图的嵌入向量，在多维空间二叉搜索树索引上执行最近邻搜索，返回与查询图嵌入向量的欧氏距离由小到大排序在前、数量不超过预设候选案例数量的历史案例，构成候选案例集合；

38、针对候选案例集合中每个候选案例，利用图编辑距离近似值计算查询图与历史案例图之间的案例结构相似度；

39、根据案例存续时间对案例结构相似度进行时效性衰减加权，得到时效加权综合得分；

40、将候选案例集合中的全部案例以时效加权综合得分从大到小排列，选取排序在前且数量等于预设最终相似案例数量的案例，构成最终相似案例集合。

41、进一步地，对应急预案进行加权组合得到推荐预案的方法包括：

42、将每个案例的时效加权综合得分除以所述最终相似案例集合中全部案例的时效加权综合得分总和，得到对应案例所关联应急预案的组合权重；

43、将每个应急预案拆分为预案内容单元，将同类预案内容单元的组合权重相加得到累计支持权重，按照累计支持权重对各类预案内容单元进行组合，得到推荐预案。

44、进一步地，更新多维空间二叉搜索树索引与图嵌入模型的方法包括：

45、当新案例加入历史案例库时，生成新案例的历史案例图的嵌入向量，并作为新数据点插入所述多维空间二叉搜索树索引；

46、基于历史案例图的嵌入向量计算分布差异，当分布差异大于预设漂移阈值时，对所述图嵌入模型进行微调，并重建所述多维空间二叉搜索树索引。

47、本技术提供了一种基于图编辑距离的应急预案案例推理系统，用于执行前述的一种基于图编辑距离的应急预案案例推理方法；所述系统包括：

48、案例建模模块，对历史案例库中每个历史案例的文本进行要素抽取与关系抽取，建立包括节点属性和边属性的历史案例图；

49、相似计算模块，基于所述节点属性和边属性，计算两个案例图之间的图编辑距离近似值，并根据所述图编辑距离近似值计算案例结构相似度；

50、索引构建模块，以历史案例图间的图编辑距离近似值为监督信息训练图嵌入模型，图嵌入模型生成历史案例图的嵌入向量，基于历史案例图的嵌入向量构建多维空间二叉搜索树索引；

51、检索推荐模块，针对新发生应急事件构建查询图，基于所述图嵌入模型、案例结构相似度和多维空间二叉搜索树索引对所述查询图进行检索，得到最终相似案例集合，对所述最终相似案例集合中案例关联的应急预案进行加权组合，得到推荐预案；

52、案例维护模块，在新案例加入历史案例库时更新多维空间二叉搜索树索引，并根据历史案例图的分布变化更新图嵌入模型。

53、本技术的有益效果在于：

54、本技术通过对历史应急案例文本进行要素抽取和关系抽取，并建立包括节点属性和边属性的历史案例图，能够同时表征案例中的事件、资源、处置措施、责任部门等要素及其因果、依赖、时序等关联关系，避免将应急案例简单扁平化处理，提高案例表示的完整性和结构化程度；基于节点属性和边属性设置图编辑操作代价，并计算案例图之间的图编辑距离近似值，能够从节点和关系的插入、删除及替换等结构变化角度度量案例差异，使案例结构相似度更准确地反映不同应急事件之间的处置逻辑和要素关联差异。

55、本技术通过以图编辑距离近似值为监督信息训练图嵌入模型，并基于历史案例图的嵌入向量构建多维空间二叉搜索树索引，能够在保留案例结构相似性信息的同时，减少大规模历史案例库检索过程中需要执行图编辑距离计算的案例数量，提高相似案例检索效率；通过索引初步筛选候选案例，再结合案例结构相似度进行检索和排序，并对相似案例关联的应急预案进行加权组合，能够提高相似案例选择及推荐预案与新发生应急事件的匹配程度，为应急处置提供更具针对性的案例依据；在新案例加入历史案例库时，对多维空间二叉搜索树索引和图嵌入模型进行更新，使案例推理系统能够适应案例数量及案例分布的持续变化，保持案例检索和预案推荐的稳定性及可扩展性。