跨组织应急联动处置流程推荐的Petri网相似度计算方法研究

Emergency response process is a core of an emergency response system. It is important to build the response processes to improve the efficiency and effectiveness of emergency decision-making. Using recommendation technology can help to construct the emergency processes quickly. The project proposal takes cross-organization emergency process recommendation as application background, in which Petri nets are used as the emergency response process modeling tools and similarity computing of Petri nets is regarded as the fundamental theory. The aim of the project is to build the similarity computing and recommendation approaches to cross-organization business processes. The reasearch contents include an meta-model and its calculation algebra for cross-organization emergency response processes, similarity computing of Petri nets, similarity computing, reuse and recommendation of cross-organization emergency response processes and so on. Finally, the emergency response system of the coal mine safety is used as the application case to verify the research theory and approach proposed in the project, and a relevant prototype system can be designed and implemented. The reseach contributions of the project can enrich and improve the similarity computing theory of Petri nets, and provide a recommendation approach of cross-organization emergency response processes. The reseach achivements can provide decision support and information services for the users of process modeling and emergency decision-making, so the scientific basis and technical support can be obtained for the decision-making of an emergency response system.

突发事故应急处置业务流程是应急联动处置系统的核心，有效的业务流程构建能够提高临危决策效率和效果，利用推荐技术能够辅助实现应急处置流程快速构建。项目以跨组织应急处置流程推荐作为应用背景，以Petri网作为应急处置流程建模工具，以Petri网的相似度计算作为基础理论，建立跨组织业务流程相似度计算和推荐技术。研究内容包括跨组织应急联动处置业务流程的元模型及其运算代数、Petri网的相似度计算理论、跨组织应急联动处置业务流程相似度计算、跨组织应急联动处置业务流程的重用和推荐等。最后将理论和方法研究在煤矿安全突发事故应急处置系统中予以应用和验证，实现相关的原型系统。通过本项目的研究，丰富和完善Petri网相似度计算理论体系，建立跨组织应急联动处置流程推荐的方法。项目成果将会为流程建模和应急决策人员提供决策支持和信息服务，从而为突发事故临危决策提供科学依据和技术支持。

针对应急联动系统具有的跨组织特性，多组织复杂协同等特性，本项目主要从理论上研究面向跨组织应急处置流程推荐的Petri网相似度计算体系，以此为理论基础研究跨组织应急处置流程的推荐、重构等问题。.项目研究内容及取得的的和主要结果包括：（1）充分考虑了应急联动的跨部门特性、部门间任务联动模式的多样性以及应急处置时间和资源消耗的不确定性等诸多因素，对应急联动处置业务流程模型的核心要素进一步抽象，构建了跨组织应急联动处置业务流程的元模型及其运算代数，包括流程模型细化、流程模型同步集成、流程模型消息传递集成、流程模型资源共享集成、流程模型抽取等。（2）从Petri网结构相似和行为相似方度量方面进行了研究，建立了Petri网的相似度计算理论。将Petri网看作有向二部图，利用图的编辑距离或者Petri网的结构矩阵之间的距离来计算两个Petri网的结构相似度。利用Petri网的可执行性得到执行序列多重集，并定义基于EMD距离的执行序列多重集之间距离的计算方法，以此计算两个Petri网的行为相似度，并深入分析了Petri网的性质。（3）充分考虑跨组织应急联动处置的实际需求，分别研究了面向多视图的跨部门应急处置流程相似度计算方法、支持隐私保护的跨组织应急联动处置流程相似度计算方法、面向角色及组织的跨组织应急联动处置流程相似度计算方法，并构建了一套跨组织应急联动处置流程相似度计算框架。（4）完成了对大规模应急联动处置业务流程数据的挖掘和分析研究，识别元模型，发现可重用的流程或片段，为业务流程的推荐提供了依据。最后将研究的理论和方法在煤矿安全突发事故应急处置系统及公共安全处置系统中予以应用和验证，实现相关的原型系统。.通过本项目的研究，丰富和完善了Petri网相似度计算理论体系，建立了跨组织应急联动处置流程推荐的方法。项目成果将会为流程建模和应急决策人员提供决策支持和信息服务，从而为突发事故临危决策提供科学依据和技术支持。