1、11mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8海事案例推理中决策支持系统的设计和实现分析 易林生 九江市港口航运管理局 摘 要：文章以海事案例推理为落脚点，首先介绍了海事案例的特征，其次说明了该类案例的推理过程，最后围绕决策知识系统展开了讨论，在对系统设计方案、要点进行说明的基础上，结合实践经验总结了系统运行的注意事项，供相关人员参考。关键词：决策支持系统；海事案例推理；案例库；相似度新时期,将计算机科学与法律相结合已成为大势所趋,业内人士纷纷将目光聚焦于该领域,希望能够将原理、案例或法律条款转变成知识,基于相关知识展开推理,从而确定与新案例或新情
2、况相符的解决方案。对海事案例而言,决策支持系统的作用主要是对历史案例、评析情况及最终判决进行检索,并以此为基础,对新案例的走向加以预测,在帮助律师全面了解新案例内容的同时,为航海人员制定决策提供有力支持,使航行过程更加安全。1.研究背景海事案例的应用范围十分广泛,主要用于司法鉴别、案例推理以及海员训练等。现阶段,国内外对海事案例进行收集的工作仍有极大的上升空间,具体表现为：其一,所收集案例相对分散或不具有代表性；其二,案例仅通过电子文档或是书面形式进行存储,用户需要逐一输入关键词并检索,才能获得自身所需案例,存在检索过程复杂且检索速度慢的问题；其三,海事案例所涉及动态信息多蕴含在示意图、文字中
3、,既不具备动态检索的条件,又无法通过动态检索发现新知识1。鉴于此,有关人员决定建造数字化案例库,强调先对案例特征进行汇总,再通过不同方法对特征进行相应的知识表示,确保案例特征能够得到长时间存储,为用户检索、查找自身所需内容提供便利。现阶段,数字化案例库已正式投入使用,案例推理效率也因此而得到大幅提升,随后,有关人员以此为背景,提出了对决策支持系统进行开发与运用的设想,希望能够在保证推理有效性的前提下,使推理速度得到更进一步的提升,并确保案例推理所具有价值可在决策制定过程中得到最大化实现。2.海事案例特征构建案例库前,先要对案例特征进行准确且全面的描述。正常情况下,海事案例均包含六大要素,分别是
4、案例概要、环境信息、船舶情况、事故原因、后果以及最终判决2。2.1案例概要案要所描述内容以案例类型、现场情况为主,包括但不限于发生事故的地点、时间和案例编号等,具体内容见图1。其中,海事类型及编号为数值型,剩余要素为文本型。2.2环境信息该类信息可以细分为自然、地形以及交通环境,自然环境主要是指能见度、海面风向与风速等,交通环境则是指航行路线、航行规则还有航行密度。2.3船舶情况该类信息主要是指涉案船舶所具有特征,例如,船舶性能、类型及尺寸,其中,仅有船舶类型为文本型,剩余信息均为数值型。2.4事故原因该类信息指的是调查人员经过调查所得出事故原因,通常分为直接/间接原因、主观/客观原因。其中,
5、直接原因包括操作不当、决策失误,间接原因是指安全管理存在漏洞,主观原因有船舶系固不良、超载等,客观原因则是指海况、气象条件恶劣。2.5事故后果该类信息所描述内容,通常是事故所造成损失,例如,海域污染情况、船舶损害程度和人员伤亡数量,此外,还应针对不同事故情况进行补充说明。2.6最终判决最终判决所涉及内容较多,主要有法官解释、备注、责任分配以及参考规则,上述因素均为文本型。3.海事案例推理流程作为打造完整知识体系的关键一环,案例推理强调以历史情况、既有资料和条件为依据,对案例进行推理,根据推理结果,设计相应的解决98学术ACADEMICDOI:10.14125/ki.zjsy.2023.02.0
6、3311mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8方案（如图2所示）。现将推理流程归纳如下：第一步,收集案例,保证每个案例都包括问题、结果两部分,第二步,将案例录入对应案例库,第三步,在出现新案例后,由决策支持系统对其进行描述,汇总案例库案例、新案例的相似点,根据实证有效的历史解决方案,确定全新解决方案,确保新案例能够尽快解决。由此可见,案例推理的关键是不断学习,保证推理系统具有良好的环境适应性。4.决策支持系统开发方案对本系统进行开发期间,应当重点关注功能模块、检索算法,确保所开发系统可直接用于海事案例推理,并为后续工作的开展提供理论依据。4.1
7、开发原则对本系统进行开发期间,应严格遵循以下原则：首先是完备性,有关人员应当保证系统功能完备、各模块高度契合,在上传案例信息的同时,快速检索并匹配历史案例,为制定决策提供支持；其次是实用性,即根据工作需求确定设计方案,保证系统功能兼具实用性与针对性；再次是标准化,简单来说,就是系统开发符合技术规范所提出要求；最后是通用性,本系统应当能够在不同配置的计算机内运行。除此之外,系统还应由于不合规或不合法的操作,导致案例库损坏。4.3检索算法众所周知,检索海事案例的关键是以案例库既有案例为依托,确定与新案例具有极高重合度或相似度的历史案例。在案例推理过程中,案例检索往往发挥着极为重要的作用,要想快速确
8、定符合新案例的既有案例,关键是要对检索技术进行升级,确保升级后技术具有良好的概括性,可快速确定案例特征,为后续环节的有序推进提供有力支持。目前,可用来检索海事案例的方法主要有三种,分别是归纳索引、知识引导以及邻近检索,其中,邻近检索的适用范围更广,下文主要对该方法进行说明。该算法强调以案例相似度为依据,对历史案例进行检索,从而确定最符合新案例的历史案例,计算步骤如下：第一步,对历史案例、新案例属性重合度进行计算；第二步,结合属性权值,对案例相似度加以确定。以碰撞案例为例,该类案例通常包含三种属性,分别是数值、枚举和字符串,其中,数值属性主要是指船长、航行速度及方向、相邻船舶距离；枚举属性是指海
9、浪等级、能见度等级；字符串属性则是指海区、船舶性能。对该类案例的属性相似度进行计算时,应考虑三种情况,首先是数值,具有扩展性,确保在更新、修改或是扩充部分功能时,其他功能不会受到影响。4.2功能模块本系统共搭载七个功能模块,七个模块共同构成决策支持系统,并保证系统能够发挥出应有作用。模块一为用户接口,作为连接设备和用户的主体,该模块主要负责表达案例信息,展示结果,检验参数匹配度,在此基础上,对信息权重加以确定。模块二为总控模块,作为系统管控中心和用户使用载体,该模块所能提供的服务极多,包括但不限于获取案例信息、维护案例库、管理用户及案例库等。模块三为建模模块,主要负责建立案例库,确保案例信息能
10、够得到长时间的保存。模块四为获取参数的模块。该模块能够在系统运行的同时获取案例参数,并对参数所具有一致性、匹配性进行快速检测。模块五为检索参数的模块。即根据用户所提供参数,匹配相应的算法,确保所检索历史案例与新案例之间具有极高的重合度。模块六为推理模块。该模块能够根据案例库既有案例展开推理,同时对用户所提供参数进行快速处理,提高决策可行性与有效性。模块七为维护模块。该模块主要提供两项服务,一是确认用户权限,二是检查案例库参数有效性,避免图1 案要内容图2 海事案例推理珠江水运 2023 029911mm17mm9mm标题4mm4mm署名 811mm17mm9mm标题4mm4mm署名 8通过最小
11、值法对相似度进行计算的公式如下：上述公式中,xi代表历史案例属性,yi代表新案例属性。其次是枚举,若枚举对象为字符串,则：如果枚举对象为数值,则：上述公式中,R代表枚举集合。max|R|代表R的最大值。min|R|代表R的最小值。最后是字符串,该属性可直接进行匹配,并根据匹配程度确定相似度。对应公式如下：除此之外,为确保检索所得历史案例与新案例相似度达到最高,有关人员还可以引入阈值,若案例相似度未达到阈值,则代表案例不匹配。5.决策支持系统实现讨论5.1实现手段本系统将程序设计语言作为实现的关键,将满足用户需求作为最终目标,通过模块调度的方式,使不同功能模块的数据得到实时交换,在此基础上,酌情
12、引入控制程序流程、管理设备以及维护案例库等典型功能,并基于主控模块,对各功能模块进行集成,使系统成为功能丰富、运行稳定的系统,确保其在案例推理过程中可发挥出应有作用。系统操作平台为win10,开发工具为JBuilder9。此外,有关人员还对界面设计组件包进行了优化,基于Swing、Awt对界面进行了设计,其中,作为Awt扩展组件包的Swing,主要负责提供图形界面所需附加开发组件,保证界面具有良好的视觉效果,Awt负责提供开发主组件,将二者相结合,可使页面开发速度、效果得到显著提升3。5.2注意事项5.2.1知识表示方式案例知识指的是案例所遵循规律、实践所积累经验和认识。知识表示则强调通过编码
13、的方式,对案例特征、属性以及发生过程进行整合,从而形成符合计算机认识规律的符号化数据结构。知识表示的方法较多,包括但不限于过程法、框架法和语义网络法,本项目重点介绍框架法。作为知识表示的数据结构和基本单位,框架能够对对象属性进行详细且准确地描述,不同框架可以依托属性关系进行连接,进而形成完整的框架网络,确保对象之间所存在的关系能够得到直接表达。正常情况下,均可以用框架槽表示对象属性,并基于不同属性的重要性,确定权值,以碰撞案例为例,该类案例往往只需考虑碰撞影响因素,即环境参数、运动参数,除特殊情况外,均不需要对其他因素进行分析。5.2.2日常维护要点对案例库进行维护时,应重点关注两方面内容,分
14、别是案例冗余程度、案例一致性。作为海事案例库极为重要的组成部分,典型案例在推理、制定决策的过程中,具有无法被替代的作用,随着使用年限的增加,案例库内案例数量不断增多,若类似案例数量过多,便会造成案例冗余,进而给案例库利用率、检索速度和有效性产生影响。要想避免出现该问题,关键是要在写入案例前,先对案例进行检查,确保案例具有良好的一致性和有效性,具体方法如下：第一步,打造临时案例库；第二步,确定匹配阈值；第三步,逐一对案例库既有案例与新案例进行比较,确定相似度；第四步,比较相似度和阈值,如果相似度在匹配阈值之上,则可将案例写入案例库,反之,则要如实告知专家,由专家、专业人员制定最终决策。6.结论新
15、时期,随着技术的发展,案例推理法已在诸多领域得到运用,将该方法用于海事领域,可为有关人员制定科学决策提供有力支持。本文以海事案例为研究对象,围绕决策支持系统展开了讨论,指出要想使系统发挥出应有作用,关键是要对创建案例库、选择检索方法等工作引起重视。未来,有关人员应将目光聚焦于案例匹配、案例库升级等方面,确保本系统能够提供更符合用户预期的功能,并为海事行业发展贡献力量。参考文献：1林名驰,王成宇,谢力.基于双重相似度检索的舰船装备维修成本案例推理预测J.海军工程大学学报,2022,34(03):68-73.2袁福帅,崔崇立,朱臣,等.基于加权灰色关联度分析与集对分析组合推理模型的航材消耗预测J.信息工程大学学报,2021,22(04):502-507.3刘冬.基于CBR的库区海事应急救援辅助决策支持系统研究与实现D.武汉理工大学,2017.100学术ACADEMIC