基于本體模型的海事事故知識(shí)表示

關(guān)勝

摘 要：該文首先對(duì)海事事故領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀做了系統(tǒng)分析，給出了形式化本體模型的定義，對(duì)海事事故領(lǐng)域的概念和關(guān)系進(jìn)行了歸納，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了海事事故本體模型，提煉了海事事故領(lǐng)域的詞匯表。使用該模型對(duì)海事事故實(shí)例進(jìn)行描述，描述結(jié)果采用網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言O(shè)WL表示，便于計(jì)算機(jī)的理解和處理，提高了知識(shí)處理過(guò)程的自動(dòng)化。研究結(jié)果表明，本體在表示領(lǐng)域知識(shí)方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，形式化的表達(dá)結(jié)果，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)海事事故領(lǐng)域的知識(shí)共享與重用。

關(guān)鍵詞：本體 海事事故 知識(shí)表示 共享與重用 模型

中圖分類(lèi)號(hào)：U642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）01（a）-0070-02

隨著我國(guó)航運(yùn)事業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)生了大量的海事事故，對(duì)這些海事事故的集中收集和整理對(duì)加強(qiáng)海事安全教育、加大海上交通安全管理等方面有重大的意義。雖然國(guó)內(nèi)已經(jīng)建立了一些海事事故信息系統(tǒng)，如武漢理工大學(xué)智能交通系統(tǒng)研究中心的桑凌志等[1]提出水上交通事故調(diào)查處理協(xié)同系統(tǒng)的建設(shè)框架，電子科技大學(xué)的肖智在其碩士論文中[2]構(gòu)建了基于J2EE技術(shù)的地方海事信息平臺(tái)，但這些信息系統(tǒng)針對(duì)事故數(shù)據(jù)僅能提供基于關(guān)鍵詞的匹配和瀏覽，而對(duì)與事故存在語(yǔ)義關(guān)聯(lián)的其他對(duì)象無(wú)法提供進(jìn)一步的語(yǔ)義導(dǎo)航。

本體是源于哲學(xué)的概念，是關(guān)于存在及真實(shí)世界中任務(wù)領(lǐng)域中的對(duì)象、事件等的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)的學(xué)說(shuō)[3]。近年來(lái)，本體被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等工程領(lǐng)域，用于描述“領(lǐng)域中的共享概念模型的明確的形式化的規(guī)范說(shuō)明”[4]。在分析海事事故領(lǐng)域知識(shí)的基礎(chǔ)上，給出海事領(lǐng)域的詞匯表，提煉了本體的概念和關(guān)系及相應(yīng)的規(guī)則，利于機(jī)器自動(dòng)處理，體現(xiàn)了本體在知識(shí)共享與重用方面的優(yōu)勢(shì)，最后給出該文的結(jié)論。

1 本體的定義

文章參考德國(guó)卡爾斯魯厄大學(xué)AIFB研究所提出的基本本體模型[5]并做適當(dāng)擴(kuò)展，構(gòu)建海事事故本體。

定義 本體是一個(gè)五元組O：=（C，R，，σ，A），其中：

（1）C與R是兩個(gè)不相交的集合，C中的每一個(gè)元素稱(chēng)為概念（concept），R中的每一個(gè)元素稱(chēng)為關(guān)系（relations）。

（2）概念集C上偏序關(guān)系，稱(chēng)為概念的層次結(jié)構(gòu)（concept hierarchy），體現(xiàn)概念間的父類(lèi)與子類(lèi)關(guān)系。

（3）函數(shù)σ：R→P（C×C），其中，P（C×C）是冪集，將R中的每個(gè)元素映射為C×C的子集。

（4）A是公理的集合。

2 海事事故本體的構(gòu)建

根據(jù)上述基本本體模型，構(gòu)建海事事故本體的過(guò)程如下。

2.1 構(gòu)建概念集Caccident

依據(jù)《交通漢語(yǔ)主題詞表》[6]對(duì)船舶的分類(lèi)描述，構(gòu)建相應(yīng)的船舶類(lèi)。海事事故對(duì)應(yīng)特定的事故類(lèi)型和事故等級(jí)，通過(guò)參照《水上交通事故統(tǒng)計(jì)辦法》[7]對(duì)海事事故類(lèi)型的描述，構(gòu)建海事事故類(lèi)。海事事故概念集Caccident構(gòu)建如下：

Caccident={MarineDomain，ShipDomain，MerchantShip，MilitaryVessel，ScienceShip，MarineType，CollisionAccident，EmeraldSea，MarineGrade，BigAccident，GeneralAccident，CrewDomain，CargoDomain，AccidentSiteDomain，ShipCompany， …}

2.2 構(gòu)建關(guān)系集Raccident

關(guān)系集R使用對(duì)象屬性（Object Property）描述概念間存在的某種聯(lián)系，海事事故關(guān)系集Raccident構(gòu)建如下：

Raccident={hasAccidentType，collision，isHappento， hasCrew，AccidentSite， …}

使用數(shù)據(jù)屬性（Data Property）對(duì)關(guān)系集R進(jìn)行了擴(kuò)展，稱(chēng)為Raccident-data，構(gòu)建如下：

Raccident-data={AccidentTime，SeriousInjuries，AccidentDescription， DirectEconomicLosses， …}

2.3 構(gòu)建概念集C的偏序關(guān)系?

accident={，

3 基于海事事故本體的事故實(shí)例描述

海事事故本體模型提供了用于描述海事事故實(shí)例的元數(shù)據(jù)。文章以山東海事局官方網(wǎng)站[8]的一條碰撞事故為例，根據(jù)構(gòu)建的海事事故本體模型，生成關(guān)于該碰撞事故實(shí)例的OWL描述。

如下所示。

<！—碰撞事故信息的OWL語(yǔ)句片段 -->

金泰66輪與中遠(yuǎn)漁2號(hào)碰撞 0

“金泰66”輪左舷2艙受損并進(jìn)水，“中遠(yuǎn)漁2號(hào)”船艏受損并進(jìn)水。 ……

122°51.2′

36°51.6′

2014-08-05

4 結(jié)語(yǔ)

文章在給出本體模型定義的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了海事事故本體，并據(jù)此對(duì)海事事故實(shí)例進(jìn)行了描述，給出形式化的知識(shí)表示結(jié)果。該文的下一步工作包括：探求基于形式化知識(shí)表示基礎(chǔ)上的知識(shí)檢索與重用，以及基于本體的知識(shí)推理。

參考文獻(xiàn)

[1] 桑凌志.水上交通事故調(diào)查協(xié)同處理系統(tǒng)[J].中國(guó)航海，2013，36（1）：89-94.

[2] 肖智.基于Java EE的地方海事信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].四川：電子科技大學(xué)，2012.

[3] 孫瑜.本體修正[D].北京：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)研究所， 2006.

[4] Fensel D.The Semantic Web and Its Languages[J].IEEE Computer Society，2000， 7（2）：75-77.

[5] Stumme，M Ehrig，S Handchuh et al.The Karlsruhe View on Ontologies[R].Technical report，Institut AIFB，Universitat Karlsruhe（TH），Karlsrube，Germany，2003.

[6] 交通部科學(xué)研究院.交通漢語(yǔ)主題詞表[M].北京：人民交通出版社，2007.

[7] 中華人民共和國(guó)交通部.水上交通事故統(tǒng)計(jì)辦法[J].珠江水運(yùn)，2002（10）：30-32.

[8] 中華人民共和國(guó)山東海事局.8月4日“金泰66”輪與“中遠(yuǎn)漁2號(hào)”碰撞[EB/OL].（2014-08-05）[2014-08-12].http：//sdmsa.gov.cn/sdmsa/news/201485937204532545325.shtml.