[論文レビュー] Towards knowledge sharing in disaster management: An agent oriented knowledge analysis framework

Dedi I. Inan, Ghassan Beydoun+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 4, 2016

Multi-Agent Systems and Negotiation参考文献 32被引用数 9

ひとこと要約

本論文では、災害管理計画（DMP）を統一的でMOFベースのリポジトリに格納されたモジュラーで再利用可能な知識ユニットに変換するエージェント指向の知識分析フレームワークを提案する。階層的抽象化を通じて横断的な計画間知識共有を可能にすることで、タイムリーなアクセスと相互運用性が向上する。これは、オーストラリアニューサウスウェールズ州のマーラムビッジー川における洪水管理計画を用いて検証され、実用性とスケーラビリティの初期的妥当性が示された。

ABSTRACT

Disaster Management (DM) is a complex set of interrelated activities. The activities are often knowledge intensive and time sensitive. Sharing the required knowledge timely is critical for DM. In developed countries, for recurring disasters (e.g. floods), there are dedicated document repositories of Disaster Management Plans (DMP) that can be accessed as needs arise. However, accessing the appropriate plan in a timely manner and sharing activities between plans often requires domain knowledge and intimate knowledge of the plans in the first place. In this paper, we introduce an agent-based knowledge analysis method to convert DMPs into a collection of knowledge units that can be stored into a unified repository. The repository of DM actions then enables the mixing and matching knowledge between different plans. The repository is structured as a layered abstraction according to Meta Object Facility (MOF). We use the flood management plans used by SES in NSW to illustrate and give a preliminary validation of the approach. It is illustrated using DMPs along the flood prone Murrumbidgee River in central NSW.

研究の動機と目的

• タイムリーかつ効果的な知識共有を、時間的・知識集約的な環境における災害管理計画（DMP）間で実現する課題に対処すること。
• 深いドメイン専門知識を要するため、ナビゲートや再利用が困難なスロット型の文書ベースDMPリポジトリの限界を克服すること。
• DMPを再利用可能で意味論的に構造化された知識ユニットに分解する体系的な手法を開発すること。
• 統一的で階層的な知識リポジトリを通じて、異なる計画間で災害対応行動の相互運用性と動的組み合わせを可能にすること。
• オーストラリアのニューサウスウェールズ州マーラムビッジー川地域の実際の洪水管理計画を用いて、フレームワークを検証すること。

提案手法

• エージェント指向のアプローチを採用してDMPをモデル化・分析し、ドメイン固有の知識ユニットを特定・抽出する。
• 役割、責任、手順論理に基づいて、災害管理行動を原子的知識ユニットに分解する。
• メタオブジェクトファシリティ（MOF）を用いて、複数の粒度レベルで知識を構造化する階層的抽象化モデルを構築する。
• 意味的クエリと計画間マッチングをサポートする、中央集権的で標準化されたリポジトリに知識ユニットを格納する。
• 一貫性と異なるDMP間での再利用可能性を保証するため、形式的モデリング技法を用いる。
• フレームワークは、ニューサウスウェールズ州の州緊急サービス（SES）の洪水管理計画を用いて評価された。特にマーラムビッジー川地域に焦点を当てた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして災害管理計画を再利用可能で意味的に意味のある知識ユニットに体系的に分解できるか？
• RQ2 どのようなモデリングアプローチが、多様なDMP間で効果的な知識共有と相互運用性を実現できるか？
• RQ3 MOFベースの階層的抽象化モデルは、災害対応行動の動的組み合わせをどの程度サポートできるか？
• RQ4 エージェント指向の分析フレームワークは、従来の文書リポジトリと比較して、知識へのアクセスと再利用をどの程度改善するか？
• RQ5 このフレームワークを実世界の災害管理シナリオに適用する可能性はどの程度あるか？

主な発見

• エージェント指向の知識分析フレームワークは、DMPをモジュラーで再利用可能な知識ユニットに成功して変換し、災害対応行動の構造的表現を可能にした。
• MOFベースの階層的抽象化モデルは、異なる計画間で知識を組織化するためのスケーラブルで一貫性のある基盤を提供した。
• アプローチにより、計画間で知識ユニットを混合・組み合わせることが可能になり、災害対応における適応性が向上した。
• オーストラリアのマーラムビッジー川地域の洪水管理計画を用いた初期検証により、フレームワークの実用性と実世界への展開可能性が示された。
• 関連するDMPコンテンツにアクセスするための深いドメイン専門知識への依存が軽減され、対応効率が向上した。
• 本研究は、DMPを統一リポジトリに形式化することで、意味的相互運用性と動的知識組み合わせが可能になることを示した。