1基于社区应急管理的协同信息系统简介
基于协同信息系统的应急管理系统是利用信息管理和大型分布式系统去进行应急管理。该系统实现了将适用于应急管理的解决方案与应急管理中实践工作的无缝整合。基于协同信息系统的应急管理系统将提供：1）尽可能最新的信息和尽可能详细的内容，来满足不同个人和组织的应急信息需求。2）最优化的自动化信息整合，以提高不同信息源之间应急信息的可操作性，提高综合知识查询速率。
2关键技术
2.1基于信息及通信技术的应急管理。各种信息及通信技术（以下简称为ICT）已经被广泛应用在社区自然和人为灾害的管理中。ICT可以在应急管理的不同阶段使用，包括应急预防，减灾，应急准备、处理、复原等。具体来讲，信息及通信技术可用于：1）优先使用信道，进行预警信息的发送；2）整合多渠道来源的信息；3）实现多部门联动；4）应急社会动员；5）评估灾害损害和救灾需要[1]。
2.2信息集成技术。根据映射和查询回复不同，将集成模式分为四个类别。第一类是基于数据仓库技术的信息集成。数据仓库模式其分布式站点收集各种数据到一个中央数据库。由于大量数据的安全及相关问题，因此该模式被应用在本案例中是不切实际的。第二类是基于数据交换的信息集成，数据交换使信息系统能够使用其他系统已有的数据，并将自己的数据共享给其他系统使用，达到消除信息孤岛，解决数据副本多、不一致及实时性差等问题。第三类是对等数据管理系统（PDMS）。一个查询被翻译为在数据源中双向模式的映射，翻译一个查询的过程为：从原始数据源到“遥远”的数据源多次来回查询来检索答案。因此，查询延迟相对较高，基于多个双向模式映射的查询重写可能会导致信息丢失。第四类，基于中介者模式的数据集成是本文中采用的数据集成方法。在这种方法中，将所有的数据库模式映射到中介者模式，这样在中介者模式的帮助下，一个数据库中的一个查询就可以被翻译为其他模式中的多个查询[2]。
2.3与应急管理有关的本体。应急管理本体的发展尚不成熟。在现有的应用案例中，最著名的是万维网联盟（W3C）紧急信息互操作框架，它为本文提出的应急管理系统提供了重要借鉴。W3C紧急信息模型以：“谁（组织或个人）；做了什么（活动）；在哪；”方案为基础来获得高层次的概念和关系，并对现有应急信息系统的数据模式进行扩展。
3系统设计
3.1系统架构。系统架构共分为三层：1）物理层：社区数据源，包括工厂，政府，避难所，公共设施，大学，医院，消防部门等；2）本体层：P2P数据管理.使用基于P2P的网络数据库来管理受灾社区的分布式数据集在该系统中，每个组织维护自己的数据集，同时也将数据集连接到社区中其它组织中。3）知识层：虚拟社区数据库.考虑到不同组织参与到社区中数据的异质性，采用扩展分布式数据集的语义维度，并利用本体来统一不同来源的语义数据。利用紧急查询的具体属性的概念和关系来简化数据集成。
3.2与应急相关的本体定义。在一个社区中，各个组织仅开发他们自己的数据集，各组织的数据集之间存在数据的异构性。因此，在设计一个信息系统时，数据异构性成为必须解决的问题。为了解决应急管理中信息的互操作性，可以使用语义网技术的语义维度来扩展分布式数据集。语义网是一种智能网络，在协作和分布式环境中，语义网提供了促进信息共享和多学科使用信息资源的框架。
3.3基于本体的集成。本体词汇表用来进行对底层数据的访问和查询。XML数据库和本体之间的关系映射是通过将源数据关联到本体中的每个元素来建立的。对于每个数据源，所有源模式集成到一个单一的局部本体中，这个局部本体用RDF（资源描述框架）模式表示。根据之前的研究，将关系模式映射到本体，采用的方法是将ER图向关系模式的转换。ER模型对实体的属性、关系和实体间的层次结构等方面能够提供支持。通过这种方式，将实体、键、外键转换为本体中的实体和关系。如果数据源存储了XML数据，那么可以通过分析XML数据模型来发现所有的元素、属性及层次结构，这样很容易映射到本体。一旦数据模型被映射到一个特定的本体中，即可映射数据实例，连接操作会将多个表上的数据与外键进行连接。
3.4基于P2P的索引。本体抽取后，每个对等的局部本体库中将生成关于数据集的灵活报表。然而，把本体文档放在对等库中并不意味着别人能够找到它。系统需要一个方案来查找需要的数据，使用这些数据来构建数据集之间的映射，高效的进行查询。为此，基于DHT的P2P覆盖网络被用来实现分布式本体库存储、索引和查询本体知识的功能。分布式哈希表(DHT)是一类分散分布系统，在系统中，参与节点之间的一组密钥分割所有权，并能高效地将消息路由到任何给定密钥的唯一所有者。在分布式资源库中的索引通过将查询向下推至期望可以包含答案的信息源来加快搜索过程。
3.5语义查询评估。查询应答系统可以找到相关信息，检索、组合个人的答案。使用SPARQL作为查询语言，但查询评估方法不仅限于一个特定的查询语言。首先，查询评估过程对用户查询到内容用SPARQL格式解析，然后，用户的本地本体查询将被改写成基于介导映射的共享领域本体，接下来，使用语义映射将查询进一步改写成子查询。此后，每个子查询会以不同的源被执行，查询引擎将收集从不同的源返回的答案，并合并它们。
3.6原型的实现。本研究以社交网站（SNS）的形式实现了原型系统。原型为用户提供了一个接口来访问信息库，提供给用户良好的情境意识观，并提高了与各种级别的应急合作伙伴信息共享的能力。除了提供信息，原型还为用户提供了应对灾难情况的通信和协作工具。而且，SNS允许社区/群体作为一个整体来进行整体更高水平的风险承担，更容易解决集体行动问题。此外，SNS网站便于在网络成员之间快速的传播信息和普及资源。
作者：钱研 焦方红 单位：白城师范学院传媒学院
