基于本体的应急领域知识表示与复用研究

论文摘要

突发事件的频发及其严重危害促使应急系统(包括应急管理业务体系和技术平台)建设成为国家发展战略。当前应急系统建设存在诸多问题的关键在于缺少一种管理理念作为指导,为此提出将知识管理理念和本体工程方法引入应急领域,在指导和规划应急系统建设的同时实现对应急领域知识的管理。重点研究了应急领域知识的表示和复用,对于如何实现应急领域知识管理的最终目标提出了一种解决方案。即在突发事件发生时,基于语义去搜索和推理决策者所需的显性和隐性知识,以语义导航的方式展示,给出重要提示和类似案例的关联,以辅助其迅速决策,并在决策过程产生新的应急领域知识。在理论和实现技术上取得了如下创新性的研究成果:1.构建了应急领域知识结构模型:包括突发事件中蕴涵的显性知识(其性质机理蕴涵事实知识,演化过程蕴涵原理知识)与应急管理中蕴涵的隐性知识(管理体制蕴涵人力知识,应急机制蕴涵技能知识),并选择本体作为最适合的表示方法。2.提出了应急领域本体工程的双向双形方法:即逆向获取和正向创建相结合,以减少对专家的依赖和利用现有成果,OWL语言编码化和UML图形可视化表示相结合,以便于业务人员和技术人员沟通并实现人和机器对模型的共同理解。3.构建了应急领域知识本体模型并对其进行评价和应用:应用双向双形方法构建了应急领域知识本体并采用当前较为公认的方法对其进行了定性和定量评价;开发了应急领域知识语义搜索和浏览原型系统,验证了模型的有效性,并为应急领域知识的抽取、表示、存储、共享和创新提供了一个基础平台。此外,对应急领域知识本体在应急预案语义搜索系统和应急信息平台建设中的复用做了有益探索。本研究是应急管理、知识管理、信息科学等多学科的交叉研究,综合国内外最新研究成果,运用本体工程、软件工程、逆向工程等理论和方法,坚持规范研究与实证研究、定性分析与定量分析、观测归纳与推理演绎相结合,并实现原型系统以验证和推动理论研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出及背景
• 1.1.1 应急处置与决策中的不足
• 1.1.2 应急信息系统建设中存在的问题
• 1.2 研究的目的与意义
• 1.3 研究思路及方法与手段
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 研究方法
• 1.3.3 实验手段
• 1.4 论文的主要工作
• 1.5 研究特色及创新点
• 1.6 论文结构体系
• 第二章 国内外相关研究综述
• 2.1 本体相关研究综述
• 2.1.1 本体的定义及其作用
• 2.1.2 本体研究的主要机构及成果
• 2.1.3 本体工程方法的分析与比较
• 2.1.4 本体表示语言的分析与比较
• 2.1.5 对国内外重要的本体系统的评价
• 2.1.6 基于本体的语义标识与语义浏览
• 2.2 知识管理研究综述
• 2.2.1 知识管理的定义辨析
• 2.2.2 知识管理的研究学派
• 2.2.3 知识管理的主要内容
• 2.2.4 知识管理的主要原则
• 2.2.5 知识管理的方法与技术
• 2.3 本体在知识工程与知识管理中的应用
• 2.3.1 本体在知识工程中的研究现状
• 2.3.2 本体在知识管理中的应用
• 2.4 本章小结
• 第三章 应急领域知识结构分析与表示方法选择
• 3.1 应急领域知识结构分析
• 3.1.1 应急领域知识的定义和特点
• 3.1.2 应急领域知识结构模型
• 3.1.3 应急领域显性知识与隐性知识的转化
• 3.1.4 应急领域知识的核心要素
• 3.2 应急领域知识表示方法选择
• 3.2.1 选择应急领域知识表示方法的原则
• 3.2.2 应急领域知识的本体表示方法的优势
• 3.3 本章小结
• 第四章 应急领域知识本体工程方法——双向双形法
• 4.1 双向双形法的基本思路
• 4.2 逆向获取应急领域知识本体模型的流程
• 4.2.1 双向双形法中逆向获取应急领域知识本体模型的过程分析
• 4.2.2 各应急数据库中关系模式与本体模型的转换流程及规则
• 4.2.3 根据各应急数据库的EER模型提炼应急领域知识本体模型
• 4.3 正向创建应急领域知识本体模型（ontoEDK）的流程
• 4.4 OWL和UML双形化表示应急领域知识本体模型
• 4.4.1 OWL形式化编码表示
• 4.4.2 UML可视化图形表示
• 4.4.3 UML和OWL表示的转换
• 4.5 本章小结
• 第五章 应急领域知识本体模型及其评价
• 5.1 应急领域知识本体模型的实例
• 5.1.1 应急预案本体模型的UML图形化表示
• 5.1.2 应急预案本体模型的OWL编码化表示
• 5.2 应急领域知识本体模型的评价
• 5.2.1 定性评价
• 5.2.2 定量评价
• 5.3 本章小结
• 第六章 应急领域知识本体的实证与复用
• 6.1 在应急案例语义浏览原型系统中的复用
• 6.1.1 主要功能设计
• 6.1.2 案例测试
• 6.1.3 语义浏览效果的评价
• 6.2 在应急预案语义检索原型系统中的复用
• 6.3 在应急信息平台建设中的复用
• 6.3.1 为应急信息共享与业务协同奠定基础
• 6.3.2 可解决分布式异构各应急子系统之间通信的难题
• 6.3.3 保护现有或遗留应急信息化建设成果
• 6.3.4 有助于优化应急信息平台设计和实现重用
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 研究的局限性
• 7.3 后续研究
• 参考文献
• 附录 应急预案本体的OWL编码化表示
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢