综述:从不同范式到整合风险智能:复杂项目中数据驱动与知识驱动方法的综合

《ADVANCED ENGINEERING INFORMATICS》:From divergent paradigms to integrated risk intelligence: synthesizing data- and knowledge-driven approaches in complex projects

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年02月21日 来源:ADVANCED ENGINEERING INFORMATICS 11.5

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  复杂工程项目日益暴露于动态、级联和相互依存的风险之中。这些项目中的风险分析已经演变,分化为两种主导范式:数据驱动方法,将风险概念化为从经验数据中提取的潜在统计模式;以及知识驱动方法,编码启发式规则、专家判断和制度知识。为批判性地审视这些范式,本研究进行了系统性

  
复杂工程项目日益暴露于动态、级联和相互依存的风险之中。这些项目中的风险分析已经演变,分化为两种主导范式:数据驱动方法,将风险概念化为从经验数据中提取的潜在统计模式;以及知识驱动方法,编码启发式规则、专家判断和制度知识。为批判性地审视这些范式,本研究进行了系统性综述,将建模方法分类为六类,并系统分析其基础假设、技术建模特征和应用情境。通过这一综合,研究发现数据驱动方法提供了可扩展性和预测能力,但关键挑战包括可解释性以及缺乏标准化基准数据集。相比之下,知识驱动方法提供了透明性和领域一致性,但在适应性、可迁移性以及对专家的高度依赖方面仍存在挑战。尽管存在差异,两种范式通常都依赖于静态的风险表述,这无法捕捉动态反馈、升级和演化的相互依存关系。为此,本综述概述了一个未来研究议程,强调证据支持结构(如知识图谱)、动态项目表征(如具有检索增强推理的数字孪生)以及时间-系统化表述(如动力系统)。推进这些方向能够促成下一代风险框架的开发,使其在复杂项目环境中更具适应性、可解释性和可迁移性。
本文通过系统性文献综述,对复杂项目中风险分析方法进行了分类与综合,基于其本体论假设、建模范式、建模方法和表征逻辑。数据驱动模型通常将风险概念化为从经验观察中提取的统计模式,而知识驱动模型则将风险定义为由专家推理、制度规范和领域语义塑造的结构化、情境敏感构念。在这些范式中,已开发出多种建模方法,涵盖基于特征的机器学习算法、概率网络、语义本体和基于案例的推理系统,反映了表征、解释和管理项目风险的不同路径。研究表明,数据驱动方法在数据丰富、可重复的项目环境中尤为有效,能够实现大规模筛选、早期预警和风险优先级排序,但其将风险主要表现为静态的输入-输出关系,限制了捕捉动态反馈、升级机制和随时间系统性传播的能力。知识驱动方法则擅长支持解释、论证和审慎决策,通过显式编码专家判断、因果推理和语义结构,提供透明性和领域一致性,但面临知识获取依赖人工、可扩展性受限、难以建模时空传播以及跨项目可迁移性差等挑战。尽管两范式存在差异,它们共同依赖静态风险表述,未能捕捉风险在相互依存的复杂项目系统中的演化性质。为此,本综述提出一个两阶段、时间感知的研究议程:第一阶段强调证据支持结构(如知识图谱)和动态项目状态表征(如数字孪生),结合检索增强推理机制(如大语言模型增强的生成),以整合分散知识和实时数据;第二阶段聚焦时间-系统化风险表征和反馈传播的模拟机制,采用动力系统启发的表述(如哈密顿方法)来捕捉新兴和复合风险的演化。该议程旨在推动风险分析从静态估计转向演化系统智能,开发更具适应性、可解释性和可迁移性的下一代风险框架。此外,本文还讨论了数据驱动和知识驱动方法在不同项目情境中的适用性,指出方法选择应基于数据可用性、风险新颖性、组织复杂性和利益相关者多样性等关键特征。混合方法在需要同时实现经验泛化和专家情境化时尤为有价值,但现有混合框架多处于概念或原型阶段,面临系统集成、数据需求和模型验证等实际挑战。最后,本综述承认其局限性,包括仅关注同行评议英文文献可能遗漏行业报告和非英语研究,以及所提出的分类框架涉及解释性判断,未来研究需进一步验证和完善。
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