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在应急救援领域，智能辅助决策功能十分重要，许多学者和科技人员都对
此进行了研究并取得一定成果。例如：张晖[29]等分析了工业事故的整体处理流
程，按照应急响应职能发挥的情况，将整个应急响应过程划分为应急响应通讯、
应急响应级别确定、事态检测与发展预测、避难方式选择和人员疏散安置等五
个逻辑程序，对这五个环节在事件处理过程中应该如何作出决策做了详细的分
析和研究，提出了相应的决策方法和决策依据。薛克勋[30]，曾庆伟[31]等将GIS
技术和应急救援的辅助决策结合起来，讨论了将GIS 作为数据集成的平台，结
合关系数据库，实现智能辅助决策的若干问题。王林则[32]等将产生式规则、决
策树分层分类知识与数据库技术相结合，研究了铁路行车事故救援决策的知识
表示方法，为铁路行车事故救援决策提供了一种新的途径。李元佳[33]等将贝叶
斯决策理论应用到核事故中晚期应急决策优化的处理中，提供了一种可以改善
决策优化结果的方法。李鑫[34]等人则将模糊查询技术引入危险化学品泄露的应
急决策系统中，建立了危险化学品查询系统，为危险化学品泄露的应急决策系
统提供了有力的支持。
具体到机场应急救援管理系统，计算机智能辅助决策功能具有举足轻重的
作用。例如，在某次突发事件中，仅靠主观评估，就很难快速准确的确定该次
事件所需的各类救援资源的规模和数量：一方面，如果派遣资源过少，则会影
响救援质量，延误救援的最佳时机，很容易造成事件升级或二次事件的发生；
另一方面，如果派遣资源过多，则会造成人力物力的严重浪费，同样不可取。
所以，如何根据历史经验和数据建立一个有效的辅助决策规则库，如何在规则
库的基础上，结合当前报警信息帮助决策者进行快速高效的决策是一个很有价
值的问题。由于种种原因，国内的机场应急救援系统的研究尚处于起步阶段，
救援系统中计算机智能辅助决策方面的研究更是少之又少。本章在详细分析民
用运输机场应急救援规则的基础上，借鉴应急救援领域内智能辅助决策的各类
研究处理方法，首次将Rough 集理论和方法引入民用机场应急救援管理系统中，
利用它对救援等级进行智能决策，提取出了救援等级的决策规则。
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3.2 Rough 集理论的基本思想
Rough 集理论是一种处理不精确、不确定性问题的新型数学工具，它具有很
强的对象分类能力和知识(规则)发现能力。下面就其相关内容作简单介绍。
3.2.1 Rough 集理论基本概念
Rough 集具体理论参见文献[35],[36]，这里简要介绍一下Rough 集的几个基
本概念：
(1) 决策系统(决策表)：设信息系统S =(U，R，V，f)，其中U 是论域，R =C ∪ D，
C 和D 分别为条件属性集和结果属性集，D ≠ ∅ ，V= r
r R
V
∈ ∪
是属性值的集合， r V 表
示属性r∈R的值域，f：U×R→V是一个信息函数，它指定U 中每一个对象x
的属性值。称具有条件属性集合和决策属性集合的信息系统为决策系统(决策
表)，记作T=(U，C ∪ {d})，{d}=D。显然，可以将一个具有因果关系的二元数据
表作为决策表。
(2) 不可分辨关系：对于信息系统S =(U，R，V，f)，P ⊆ R 且P ≠ ∅ ， ,i j x x ∈U，
称二元关系( ) {( , ) | , ( , ) ( , )} i j i j IND P = x x ∈U×U a∈P f x a =f x a 为关于属性集合P 的
不可分辨关系。由不可分辨关系IND(P) 产生的所有等价类构成的集合用
U/IND(P)表示(简称U/P)。
(3) 下近似和上近似：给定决策表信息系统S =(U，R，V，f)，对于每个子集
X ⊆ U 和不可分辨关系B，X 的下近似集和上近似集分别定义为
*
*
( ) { | | ( ) }
( ) { | | ( ) }
i i i
i i i
B X Y Y U IND B Y X
B X Y Y U IND B Y X
= ∈ ∧ ⊆
= ∈ ∧ ≠∅
∪
∪ ∩
其中， IND(B)={X | (X⊆U∧∀x∈X , y∈X ,b∈B(b(x)=b( y)))}是不可分辨关系
B 对U 的划分。
(4) 分辨矩阵：对于信息系统S=(U，R，V，f)，R=C ∪ D 是属性集合，子集
{ | 1, , } i C= a i= m 和D={d}分别为条件属性集和决策属性集， 1 2 { , , , } n U= x x x 是
论域， ( ) i j a x 是样本j x 在属性i a 上的取值。( , ) D C i j 表示分辨决策中第i 行j 列的
元素，则分辨矩阵D C 定义为
{ | ( ) ( )}, ( ) ( )
( , ) , 1,
0, ( ) ( )
k k k i k j i j
D
i j
a a P a x a x dx dx
C i j i j n
d x d x
= ⎧⎨⎩⎪⎪ ∈ ∧ ≠ = ≠ =
(5) 约简，核：设U 为一个论域，P，Q 为U 上的两个等价关系簇，若Q ⊂ P
是独立的，并且IND(P)= IND(Q)，则称Q 是P 的约简，在每个约简中都不可缺
少的关系集合称为核，记作( ) Q CORE P 。其中( ) Q CORE P = ( ) Q ∩RED P ， ( ) Q RED P 为
P 的所有Q 的约简关系簇。
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3.2.2 Rough 集理论的核属性及属性约简
基于Rough 集的属性约简，主要是通过对原始决策表的约简在保持决策表
决策属性与条件属性之间的依赖关系不发生变化的前提下对决策表进行约简
(简化)，即删除冗余属性。要进行属性约简就必须首先了解核属性的概念，因
为属性约简的许多算法都是建立在求核属性的基础上的。
属性核是粗糙集理论的一个非常重要的概念，它是一个决策表的所有约简
集合中比不可少的关键属性，可以看作是所有约简集合中的交集。它对解决基
于粗集模型的属性约简问题具有极其重要的意义。目前主要的求核算法有：
(1) 分辨矩阵法[37]。该算法是目前求核属性的最为常用的方法，思路简单，
方法有效，但具有较高的空间和时间复杂度，其过程不易用关系数据库实现。
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民用机场应急救援管理系统关键技术研究(7)
