图1情景层次分析与构建流程图
图2冬奥会气象动态风险管理案例分析示意图
图3科技部和科技冬奥领导小组感谢信
大型冰雪赛事活动受气象影响较大，2018平昌冬奥会开幕式的低温让网友直呼平昌“冻”奥会，比赛期间，有4天，因为大风、低温、低能见度等恶劣天气的原因，一度暂停、延期赛事。历届冬奥会及其他一些大型冰雪赛事活动，都时有气象影响比赛甚至造成严重伤害和事故的报道。大型冰雪赛事活动筹办和运行规模大、环境复杂，具有典型的多领域和多层级特征，如何识别复杂时空环境条件下灾害性天气条件对比赛项目、参赛运动员、观赛观众、场馆场地、道路交通等的致灾作用和影响路径，是科学分析和应对不利天气风险的关键问题。针对2022北京冬奥会赛事运行保障需求，我院城市系统工程研究所科研人员利用时空语义建模技术，建立多领域态势感知和多层次情景构建模型，支撑冬奥会运行态势感知与保障系统的研发，在测试赛和正式赛期间应用，实现了动态感知数据与领域知识驱动的不利天气影响与决策分析，为冬奥组委赛事运行保障提供了科学决策支持。
传统上，针对多源异构的海量数据，多利用数据挖掘分析进行关联识别和因果推断，如利用贝叶斯网络建立基于条件概率的分析模型，进行因果推理研究，但这类方法对先验知识的要求比较高，实际中很难应用。随着本体理论、知识图谱等语义建模技术的发展，可以对多领域异构数据进行语义的深度融合，从而提供问题求解的智能推理支持，实现动态化、精细化风险识别和影响决策。
研究团队在国家科技冬奥专项，我院人才项目、自立课题等项目的支持下，经过持续努力，提出了一种针对大型冰雪赛事活动气象的动态风险分析和应对决策方法，该方法通过蝴蝶结分析和事件链表示，利用时空语义建模、情景构建技术，实现了大型冰雪赛事活动多领域感知信息的语义表示，并构建了交互式情景推演与决策分析系统，为赛事活动气象风险态势分析和运行指挥提供决策支持。
团队以2022北京冬奥会开展案例分析，对赛区环境、气象条件、场地场馆、赛事活动、指挥运行等进行了多领域态势感知和多层次情景构建，建立了冬奥动态气象风险管理时空知识图谱库，通过异常事件模拟和实证数据分析，对提出的方法进行了有效性验证，实验表明，该方法较好地复现了冬奥会举行期间气象影响和应对过程。工作成果获得了来自冬奥组委的肯定和感谢。
相关研究成果为冬奥气象影响与应对决策提供了支撑服务。发表论文4篇，获得科技部和冬奥领导小组感谢信1封，提交1项发明专利申请。该成果也可推广到其他城市安全风险管理领域。下一步，研究团队将进一步结合城市安全运行项目，深化安全知识图谱和情景推演技术研究成果，并在智慧安全城市领域风险评估和智慧应急中进行推广应用，取得更广泛的社会经济效益。
(城市系统工程研究所 文/图)