用于协作情景建模的异构数据的自动解释：在危机奥黛丽·费蒂埃引用此版本：奥黛丽·费蒂埃。用于协作情况建模的异构数据的自动解释：在危机管理中的应用其他[cs.OH]。阿尔比-卡尔莫矿业学院，2018年法语。NNT：2018EMAC0009。电话：02173328HAL ID：电话：02173328https://theses.hal.science/tel-02173328提交日期：2019年HAL是一个多学科的开放存取档案馆，用于存放和传播科学研究论文，无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构，也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire论文论文为了图卢兹大学博士学位大学博士学位大学博士学位发布者IMT-提交和支持者奥黛丽·F·埃蒂尔2018年11月29日用于协作情景建模的异构数据的自动解释：在危机博士学校和学科或专业：EDSYS：计算机科学与工业研究单位：IMT Mines Albi论文主任：Frédérick Bénaben，IMT Mines Albi教授Sébastien Truptil，IMT Mines Albi高级助理其他评审团成员：François Charoy，洛林大学教授（报告员）Jean-Pierre Bourey，里尔中央大学教授（报告员）Bartel Van de Walle，代尔夫特理工大学教授，（主席）Aurélie Montarnal，IMT Mines Albi助理大师（考官）Hélène Dolidon，CEREMA West，（特邀嘉宾）Anne-Marie Barthe-Delanoë，INP ENSIACET高级讲师（特邀嘉宾）iR总结用于协作情景建模的异构数据的自动解释：在危机管理中的应用本文所介绍的工作事件发生后，危机小组被激活，以预防和处理危机的后果。在紧急情况下，他们面临利益攸关方众多、自主和异质，应急计划的共存造成了矛盾，网络之间的相互联系产生了这些观察结果是在计算机网络上可用的数据不断增加的情况下得出的。例如，它们由测量传感器、社交网络或志愿者发布。 这些数据提供了一个机会，可以设计一个信息系统，收集这些数据，并将其解释为一套正式的信息，供危机小组使用。为了取得成功，必须通过限制数据量、统一（多样性）和提高被操纵数据和信息的真实性来应对大数据4V的挑战，同时跟上当前危机的动态（速度）。我们在所需体系结构的不同部分上的最新技术水平后者现在能够（i）接收从已知或未知数据源发出的几种类型的事件，（ii）使用直接从实际业务规则推导出的解释规则，以及（iii）将对利益相关者有用的所有它的体系结构是面向事件的体系结构的一部分，并与以这种方式实施的信息系统通过所提出的信息系统获得的描述当前危机情况的模型关 键 词 ： 数 据 解 释 ， 模 型 驱 动 工 程 （ IDM/MDE ） ， 事 件 驱 动 架 构（ADE/EDA），面向对象建模，面向服务架构（AOS/SOA），大数据，危机管理，卢瓦尔河洪水ii摘要异构数据的自动解释以模拟协作情况：在危机管理本工作适用于法国危机管理领域，特别是洪水或工业事故等重大事件之后的危机应对阶段。在事件发生后，危机细胞被激活，以预防和处理危机的后果他们在匆忙中面临着许多困难。利益相关者是多方面的、自主的和异质的，应急计划的共存有利于矛盾，网络的相互联系促进了级联效应。这些观察结果是随着可用数据量的不断增长而产生的。例如，他们来自传感器、社交媒体或危机剧场的志愿这是一个设计信息系统的机会，该系统可以收集可用的数据来解释这些数据，并获得与危机小组相关的信息。要取得成功，它必须管理大数据的4V：数据和信息的数量、种类和准确性，同时跟上当前危机的动态（速度）。我们对该体系结构的不同部分的文献综述使我们能够定义这样一个信息系统，该信息系统能够（i）接收从已知和未知数据源发出的不同类型的事件，（ii）使用直接从官方业务规则导出的解释规则，以及（iii）构造利益相关者将使用的信息。它的体系结构是事件驱动的，并与CGI实验室开发的面向服务的软件体系结构共存。在法国两个预报中心制定的1/100年洪水情景下，对实施的系统进行了测试由拟议的危机信息系统推导出的描述当前危机情况的模型可用于（i）评估危机应对过程，（ii）检测意外情况，以及（iii）更新与决策者一致的共同操作关键词：数据解释、模型驱动工程（MDE）、事件驱动架构（EDA）、面向对象建模、面向服务架构（SOA）、大数据、危机管理、卢瓦尔河洪水iiiR表示感谢在我让你沉浸在这份手稿中之前，首先是弗雷德里克，我的主管，他教会了我热爱建模和令人你感谢你的信任，感谢你在会议上不可或缺，感谢你的想法和善意一样多。还有两个朋友，Aurélie和Anne-Marie，我的主管，他们既不缺乏善良，也不缺乏咖啡、想法、僵尸之夜、煎饼、火锅或土拨鼠的时间。谢谢你塞巴斯蒂安，我的主管，当我需要他的时候，他总是在那里。你总是知道如何给你的时间，让我摆脱无尽的参考书目或复杂的写作。你对前进、探索和分享的渴望谢谢你，因为你，我发现了发展的世界，我有乐趣作为一个小女孩发现圣诞节Jean-Pierre Bourey和François Charoy同意报告我的工作。巴特尔·范·德瓦尔同意主持我的陪审团，海伦同意加入我们。计算机小组的同伴塞巴斯蒂安、尼古拉斯和朱利安在他们周围散发着一种平静而幽默的气氛谢谢你，因为没有你，就不会有RIO-Suite，没有RIO-Suite，GéNéPi就不会有今天GéNéPi项目的朋友们，Chihab、Eric、Hanane、Nicolas、Guillaume、Jérome、Thomas和Johann，我和朋友们把一切都搞混了。欢迎我的博士生（或准博士生）其中，Xavier、Jacques和Michel能够抽出时间ElyesSina和Raphaël我会永远记得ISCRAM和我们一起度过的摘要iv感谢我的妈妈、爸爸和姐姐这些年来对我的支持。感谢您的支持和努力，以遵循我的工作的曲折我的祖父母，爷爷菲利普，爷爷让，奶奶玛丽和奶奶尚塔尔，感谢他们的善良。纪尧姆，他总是在那里，无论是好的还是坏的，他谢谢你花了这么多时间重读我的文章，谢谢你花了这么多时间让我们比其他人晚一点离开，谢谢你的演讲，谢谢你的排练，谢谢你的假期，谢谢你的大房子。最后，在漫长的几个月的写作中陪伴我的小猫感谢你，读者，谁有勇气vSOMMAIRE摘要I谢谢你三引言11应对危机：挑战和问题51.1危机的概念51.1.1危机情况的特征1.1.2受影响系统的脆弱性和所涉及的风险。 1.2危机81.2.1危机管理的9个阶段1.2.2第九阶段反应1.2.3法国危机应对的特点111.3应对危机的挑战121.3.1不确定环境中的复杂危机协作131.3.2决策者的处境意识141.3.3信息系统1.3.4数据管理151.3.5信息管理171.4专门用于危机小组的信息系统1.4.1答案191.4.2MISE项目和GenéPi19项目1.4.3L’organisation du manuscrit2文献中模拟危机情况的步骤2.1研究框架252.1.1工作假设252.1.2所遵循的方法272.2实时收集方法282.2.1收集类型282.2.2文献中的收集方法292.2.3危机中的数据收集292.3组织可用信息的方法312.3.1结构类型312.3.2文献中信息的结构化方法332.3.3危机中的信息结构332.4解释所收集数据的方法362.4.1解释的类型2.4.2文献中的解释方法2.4.3L’interprétation de données en situation de crise2.5横向解决方案40摘要vi2.5.1文献中的横断面方法402.5.2危机局势中的横向解决办法402.6已确定方法的总结433危机情况建模的拟议步骤3.1可配置为参考结构的元模型463.1.1分层结构483.1.2用于表示拼贴-Borative情况的心脏元模型493.1.3用于模拟危机情况的层3.1.4L’utilisation du métamodèle en situationde crise3.2收集数据以描述危机情况523.2.1可供我们使用的523.2.2同步和异步方法533.2.3订阅机制543.2.4建议的收集543.3L’interprétationde données pour suivre la situation de crise en cours3.3.1复杂事件的处理3.3.2解释性规则的结构3.3.3关于危机情况的专门解释规则 . 583.3.4制定的解释规则3.4事件驱动的体系结构603.4.1大数据对4V的影响623.4.2建筑技术的贡献和发展前景建议的634应用案例4.1拟议的案例研究4.1.1通常的利益714.1.2卢瓦尔河中部的风险734.1.3卢瓦尔河中部的问题744.2L’implémentationdu système d’information proposé4.2.1实施的决策支持系统4.2.2实施的元模型774.3开发的信息系统的功能4.3.1卢瓦尔河中79年一遇洪水的模拟4.3.2L’interprétation des évènements en un modèle de la situation4.4L’utilisation du modèle de situation mis à jour4.4.1危机情境模型演绎一个过程调整后的响应854.4.2危机情况模型，以更新危机小组中的COP874.4.3应对意外事件的危机情况模型894.5拟议信息系统的性能摘要结论91盲人与大象95B 法国网络运营商特有的业务首字母缩略词97B.1紧张的领域97viiB.2危机管理中使用的商业词汇98C L’évolution des articles sur les structures de références dédiéesD Wumpus协作101的世界D.1 温普斯洞穴101D.2 L’environnementcollaboratif du WumpusD.3 Wumpus102的协作建模E RIO-Suite 105软件用户手册E.1在每次演示105E.1.1发行版发布105E.1.2使用案例106的选择E.2模拟Loire-Moyenne106的百年洪水E.2.1场景Sc2106的模拟E.2.2添加E.2.3场景Sc3108的模拟E.2.4检查操作是否正确进行109E.3联系访问110F映射到元模型概念的示例111G 已实现元模型的危机层的上下文部分113G.1 危机层113的历史背景部分G.2 危机层的网络部分116G.3 危机层的洪水部分117G.4 危机层120的区域部分G.5 第121层的道路危机部分H 模拟Loire Moyenne125洪水的事件H.1... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 125H.1.1 所使用的决堤数据格式。 . . . ... . 125H.1.2堤坝... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 125H.2... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 125H.2.1使用的流量数据格式 . . . . . . . . . . . . ... . 125H.2.1 奥尔良和克莱里之间的交通事件在一天内发生。 . 126H.3水力事件。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 127H.3.1 液压事件的格式 . . . . . . . . . ... . 127H.3.2奥尔良洪水第5天的水力预报事件。... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 127在解释模块中实施的CEP规则 129I.1... ... ... ... ... ... ... ... .... 129七摘要viiiI.1.1卢瓦雷可能发生的洪水危险I.1.2卢瓦尔-谢尔130可能发生的洪水危险I.1.3中卢瓦尔河可能发生洪水的危险I.1.4卢瓦雷即将发生洪水的危险I.2风险识别133I.2.1卢瓦雷城市地区可能被淹没的风险133I.2.2城市地区可能被淹没的风险卢瓦尔和谢尔134I.2.3城市地区极有可能被淹没在卢瓦雷135I.2.4城市地区极有可能被淹没在卢瓦尔-谢尔136I.2.5养老院即将被淹没的风险在卢瓦雷137I.2.6卢瓦雷138 A71公路即将中断的风险I.2.7卢瓦雷即将决堤的危险139I.2.8卢瓦雷即将发生的伤亡风险140I.2.9卢瓦雷饮用水即将中断的风险I.3检测堤坝决堤期间的连锁事件I.3.1三家养老142I.3.2A71 144高速公路的切断I.3.3奥尔良的饮用水供应中断I.4从奥尔良出发的公路疏散监测I.5对具体信息的请求词汇表152参考书目170I内导管了解你自己，了解你的敌人，你的胜利永远不会受到威胁。知道地形，知道你的时间，你的胜利将是完全的。– Sun Tzu,在法国，一场大规模的自然灾害引发了这些组织由决策者组成，他们需要信息来做出决定，并向参与应对危机的服务部门本文中描述的研究旨在帮助这些决策者（i）理解危机局势，（ii）支持利益相关者的合作，以及（iii）应对危机中不可预测的发展决策信息数据危机应对流程当前情况的模型可访问的"原始"数据危机应对流程对任务的请求从编排收到的通知检测不可预见两种模式：当前模式和可用数据论文工作的定位图0.1图0.1显示了MISE项目（Bénaben，2012）采用的方法，该方法由三个垂直轴组成，每个垂直轴对应一个上述步骤。第一列"定义"试图代表当前的情况，以便能够推断出适应危机的应对过程第二栏"实施"旨在支持利益攸关方在拟议应对措施期间的合作。最后，最后一栏"监测"更新了危机局势的表示，以便在必要时对危机局势的演变作出反应。为了说明这三个步骤，图0.1将该方法与在线国际象棋进行了比较Au1定义（初始化）δ>0!跟进（反馈）实施（开发）简介2在第一列中，玩家开始分析有了全球视野，他就可以根据他所知道的序列来决定一个策略。在第二列中，第一步棋被传送到计算机，然后被然后，玩家可以移动到第三列：他可以观察对手的反应，并根据对手的反应，选择重新定义他的下一步棋的图0.1中的水平轴对应于我们的方法中使用的三种类型信息描述了与给定情况相关的环境组件最后，一个决策是由一组描述当前或未来情况的信息支持的"定义"、"实施"和"监控"这三个阶段为Salatgé等人开发的RIO-Suite软件原型的开发提供了支持。（2018年）在工业工程中心（CGI）实验室。将利益攸关方的专门知识与危机的后果联系起来，以提出应对进程。该流程由决策者验证、实施，然后在利益相关者之间进行协调这一步骤需要然后，系统可以检测响应过程验证期间的预期（观察到的危机情况减去需要解决的后果）与观察到例如，如果检测到差异，则可以推断新的响应过程。在这里，可用的信息以模型的形式计算机化。正如Bézivin（2005）所定义的，模型由概念的实例组成。可以将实例绑定在一起的概念和关系在一个特定的模型中被正式描述：元模型，字面意思是"模型上的模型"。在RIO-Suite中，危机情况的模型是手动构建它是推断响应过程的基础，并允许生成另一个模型，即预期模型（Barthe，2013），该模型根据当前过程的监测数据进行更新。后者在后续步骤中使用就目前而言，危机局势的建模阶段需要决策者不一定拥有的时间：查尔斯·赫尔曼（Charles Hermann）（由（Billings et al. 1980年）认为，出其不意、紧迫感和威胁是危机局势的三个特征。这一观察结果是在计算机网络上可用的数据不断增加的情况下得出的：到2021年，每年通过互联网交换的信息流将达到3.3ZB这相当于每秒交易这些数据包括数千个视频、在社交媒体上发送的消息或在组内共享的报告到目前为止，如果没有额外的资源，就不可能收集和处理1. 1 GB= 700磅在此背景下，我们建议使用可供决策为了做到这一点，我们建议— 管理更多种类的数据、— 增加数据源的数量，以提高被操纵信息的真实性，从而避免盲人和大象传说附录A和图0.2）;— 监测当前危机的动态，特别是在事态发展图0.2显示了与上述目标直接相关的大数据4V：— 管理危机处理单位接收、处理或交流的数据和信息量;— 管理用于发送或使用数据和信息的不同格式，作为利益攸关方应对危机的协作的一部分（多样性）;— 管理用于支持决策的数据和信息的真实性;— 管理与当前危机动态相关的可用数据和信息的速度，这要求危机处理单位及时更新和使用其数据和信息。这篇论文手稿首先提出了论文的研究问题，致力于通过管理他们所掌握的数据和信息来支持危机中的决策者第2章、第3章和第4章将回答所提出的问题第二章从最新技术水平开始，然后第三章提出设计一种新型的信息系统，然后可以在第四章提出的现实危机场景中进行测试：卢瓦尔河的洪水，类似于1866年袭击法国的洪水3简介4F IGURE 0.2-数量的重要性（Jain，2009）、多样性、真实性和质量危机室中操纵信息的速度（Lagadec，1994）灵感来自《盲人与大象》（Saxe，2016）的传说，可在附录A中找到。一些图形元素来自Freepik库（2018）。真实性大象的奇迹是真实的像个粉丝!上帝保佑我!但是大象很像一堵墙!啊! 有什么我们在这里？大象队它很像一根绳子!大象就是就像一条蛇!这个奇迹大象很像一根矛。‘TIS CLEAR大象和树很像。- -约翰·戈德弗雷J5J6体积和品种我们沉浸在信息中，为知识而努力D. 罗杰斯，卢瑟福"但它是什么谁会再去找我们？!？!!!掉在上面？"- 帕特里克·拉加德克J1速度应对危机：挑战和第1章问题问题是因此，危机的概念是极其丰富的;比破坏的概念更丰富– Edgar Morin,简介生态系统可以代表一个个体、一个种群或一个群落。根据Delatour（2015）的说法，它的特点是个体之间的相互作用，以及它所经历的一系列干扰、其中，重大破坏被称为危机。第1节和第2节分别定义了危机和危机管理的概念第3节确定了决策者当前面临的挑战，特别是与他们的协作和信息管理第4节最后提出了一个专门的信息系统，以支持危机小组，这要归功于计算机网络上可用的1.1危机的概念D’après 这Lagadec（1994）强调了累积的困难51. 危机应对：挑战和问题6(1)1992年(2)2099年(3)2005年在这些危机中，自然灾害的起源是不同的：它们是在自然现象造成人类或经济损害之后发生的。损害的程度取决于受影响系统的脆弱性和准备程度（Smith和Hayne，1997年）。(4)2008年(6)2013年(5)2010年(1)飓风安德鲁© 1992，Carol Guzy/华盛顿邮报;（2）伊兹米特地震© 1999 Enric Martí/美联社;（3）飓风卡特里娜© 2005 Michael Appleton/纽约每日新闻;（4）飓风纳尔吉斯© 2008 Olivier Laban-Mattei/法新社;（5）默拉皮火山爆发© 2010 Kemal Jufri/Panos Pictures/北极星图片;（6）台风尤兰达© 2013 Chris McGrath/Getty ImagesFIGURE 1.1 -根据Lagadec（1994年），这些危机是在一个重大的、大规模的事件之后发生的，这个事件破坏了领导层的稳定，使通常的反应程序失去了作用。图1.1按时间顺序列出了一些导致自然灾害的重大事件的例子：菲律宾火山爆发、安德鲁飓风、土耳其地震、卡特里娜飓风、纳尔吉斯飓风、印度尼西亚火山爆发、东北地震和尤兰达台风。2016年，世界遭受了191次自然灾害，7000人死亡和失踪，经济损失达1500亿其中最引人注目的是飓风安德鲁、哈维和厄玛，以及日本和厄瓜多尔的7级和7.8级地震1.1.1危机情况的特征当一个重大事件影响到一个对个人或社会至关重要的脆弱系统时例如，易受海啸影响的福岛核电站是2011年危机中的一个关键问题，部分原因是该核电站为数百万日本家庭供电，更普遍的原因是其一个核反应堆熔毁后的级联效应一般而言，系统越复杂，漏洞往往越多，风险也就越高。因此，相关危机局势的特点可能是：71.1. 危机的概念复杂性级联效应地震和海啸重力灾难性100人死亡或+3亿欧元重大灾难喷发山。皮纳图博东北1，000人死亡或+30亿欧元有毒云塞维索扩展10平方公里地震中的地震伊兹米特爆炸反应堆切尔诺贝利10立方爆炸布拉柴维尔飓风安德鲁10平方持续时间0.01 10 100年图1.2-危机的特征，通过一些重大事件的例子来说明（Gaillard，2008 ; Pielke和Landsea，1998 ; Yilmaz et al. ，2005年;今村和阿纳瓦特，2011年; Born等人。（2007年;Mbopi-Keou，2012年; Bertazzi，1991年）— 它们的地理范围体现在危机现场，包括受到危机威胁或影响的所有问题或感兴趣的对象（受Crocq等人启发的定义） （2009年）;— 根据Lagadec（1994年）的说法，危机的第一次和最后一次后果之间的持续时间或时间，其特征是连续和不连续的余震;— 其严重程度，根据危机造成的受害者人数1或经济损失2，分为"灾难"或"重大灾难"（MTES，2017年）;— 根据Pescaroli和Alexan-der（2015）的说法，它们的复杂性使得将一维危机与多维危机区分开来成为可能，多维危机的特征是受图1.2显示了本世纪已知的一些重大事件纵坐标轴根据复杂性评估重大事件，横坐标轴根据持续时间评估重大事件。重力以彩色表示，遵循在所代表的灾难中，我们可以提到塞维索灾难，它产生了一种有毒的云，其后果持续了几十年，污染了几平方公里的有人居住的土地，并导致193例氯痤疮病例（Bertazzi，1991年几年后，随着受污染土壤桶的移动，这场危机变得更加复杂（Scovazzi，2000年）。1. 在我的游戏中，灾难的受害者在100到1000人之间，灾难的受害者在1000人以上。2. 一场灾难的损失在3亿到30亿欧元之间，1. 危机应对：挑战和问题8级联效应受害者放射性泄漏堤坝决堤过冲裂缝核电站和医院在洪泛法庭上的受害者和长期易受放射性云影响的人口易受洪水影响的堤坝医院医院区域住宅区中央核武器区域泛滥的迪格风险（s）产生问题的脆弱性在危险中危险问题（x）1.1.2受影响系统的漏洞和风险级联效应使危机复杂化、延长和恶化，并因受影响系统的脆弱性而 例如，发展中国家往往面临其人口或居住地的特殊脆弱性（Blaikie等人，2001年）。（2004年）。图1.3-受Desroches（2013 ）的启发，说明了危险、风险和利害关系概念之间的联系; Bénaben等人 （2014）和Li等人。 （2018年a）为了限制这些漏洞，每个系统都可以在重大事件发生之前识别危险区域或可能的危机区域。如图1.3所示，对于每一个受到危害威胁的问题，都可以识别出一个风险而每一种风险都可能反过来威胁到问题并产生新的风险。例如，主河床上的洪水危险级联效应还受到受影响系统问题之间相互联系的影响（Pescaroli和Alexander，2016）。在这些问题中，必须优先确定网络节点例如，图1.3说明了影响核电站反应堆的放射性泄漏风险如何导致环境污染风险1.2危机管理危机管理的实施对于支持受影响社会的应对措施复杂性、1.2. 危机管理9事实上，危机使决策复杂化，并可能导致类似的情况，如在地球上发生的情况（JaPon，2011年）。1.2.1危机管理的阶段30多年来，美国联邦紧急事务管理局（FEMA）一直将危机管理分为四个阶段：— 预防阶段用于确定威胁领土的危险、现有问题的脆弱性，并在可能的情况下限制相关风险。这一阶段包括，例如，— 准备阶段用于培训应急小组、制定应急计划和战略性地例如，这一阶段可能包括在商业航班上演示乘务员和乘务员的安全性;— 一旦发生重大事件，就启动响应阶段这一阶段可以在飞机上由于失去一个发动机而触发— 恢复阶段在响应阶段之后，用于了解短期和长期风险或重建过去的情况。这一阶段可能涉及对飞机失事幸存者的后续行动这些阶段在科学文献（Wallace和De Balogh，1985年;Rosenthal和Kouzmin，1997年;Baldridge和Julius，1998年）以及红十字会与红新月会 国 际 联 合 会（IFRC）等人道主义组织（IFRC，2016年最近，Franke和Charoy（2010）将其归类为"危机管理过程"（Crisis Management Process）。这一过程通常被描述为一个周期，以支持危机的不可避免性和相关管理活动的连续性（Singh和Singh，1998年）。图1.4显示了两个阶段之间的过渡可能是突然的，如本手稿中的工作重点是自然灾害后的危机应对阶段1.2.2响应阶段"东西"就在那里，在真正的规模，或者更糟的是，在 我们不理解，我们仍然无法说出困难，无法确定问题。 在任何一方，都只有威胁，撤退，失败，坏消息，恶化的曲折：什么都不起作用，一切都在恶化...一个问题似乎
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