基于OWL本體的法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

[摘 要]在研究分析國(guó)內(nèi)外法律知識(shí)庫(kù)的成果基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)的法律法規(guī)構(gòu)建了基于OWL本體的法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)。在知識(shí)庫(kù)原型中加入了國(guó)內(nèi)部分法規(guī)涉及的行為及處罰，實(shí)現(xiàn)了法律知識(shí)的表示和推理。

[關(guān)鍵詞]法律本體;法律知識(shí);知識(shí)庫(kù);原型系統(tǒng);推理規(guī)則

DOI:10.3969/j.issn.1008-0821.2010.07.010

[中圖分類(lèi)號(hào)]G250.74 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-0821(2010)07-0034-05

The Design and Implementation of an OWL Ontology-based

Legal Knowledge Base Prototype SystemLu Mingchun

(1.Business School，Central South University，Changsha 410083，China;

2.School of Management Hunan Institute of Engineering，Xiangtan 411104，China)

[Abstract]This paper investigated and analyzed legal knowledge-base productions at home and abroad，then constructed an OWL ontology-based legal knowledge base prototype system about Chinese law.Integrating actions and punishment involved in some domestic statutes，the knowledge base prototype realized legal knowledge representation and inference.

[Keywords]legal ontology;legal knowledge;knowledge base;prototype system;inference rule

法律知識(shí)庫(kù)可以顯著提高法律知識(shí)使用的效率和準(zhǔn)確程度，有利于民眾法制觀念的普及和法律素質(zhì)的提升，值得加以研究。

Valente[1]提出了FOLaw(Functional Ontology for Law)法律本體模型，從法律在社會(huì)中擔(dān)任的角色和功能出發(fā)描述了法律知識(shí)。但它不是一個(gè)“純”的本體， 缺乏組成法律的抽象及核心概念，更接近于一個(gè)認(rèn)知框架(epistemological framework)[2]。Breuker[3]提出了另一個(gè)法律本體模型LRI-Core，將法律知識(shí)與世界知識(shí)結(jié)合在一起表示，由于比較籠統(tǒng)而在實(shí)現(xiàn)法律知識(shí)的細(xì)節(jié)描述和推理時(shí)出現(xiàn)一定的困難和不足。Engers[4]對(duì)如何自動(dòng)從法律原文中提取法律知識(shí)和規(guī)范進(jìn)行了研究。Chorley[5]通過(guò)基于案例的推理系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生理論以用于對(duì)司法案例進(jìn)行解釋。Floris[6]研究了司法過(guò)程中的證據(jù)推理。

在國(guó)內(nèi)關(guān)于法律知識(shí)庫(kù)的研究和文獻(xiàn)很少，張榮進(jìn)介紹了用xml來(lái)描述法律知識(shí)[7]，但這只是一種信息的結(jié)構(gòu)化表示，不具備知識(shí)推理能力。陳淑燕描述了一個(gè)基于產(chǎn)生式系統(tǒng)的知識(shí)庫(kù)框架[8]，這種形式的知識(shí)表示不具備明確的語(yǔ)義，通用性也較差。何慶等介紹了法律知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)思路及架構(gòu)，給出了一個(gè)法律領(lǐng)域的本體模型DOLegal[9]。

本文在借鑒已有研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國(guó)的法律法規(guī)的特點(diǎn)，構(gòu)建了一個(gè)基于OWL(Web Ontology Language)本體的法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)，較好地實(shí)現(xiàn)了法律的表述和相關(guān)推理。

1 本系統(tǒng)提出的法律本體模型

本原型系統(tǒng)中的法律本體主要涉及的領(lǐng)域是中國(guó)法律。由于法律作為當(dāng)今社會(huì)一門(mén)重要學(xué)科，具有一定的復(fù)雜性、不確定性和時(shí)間有效性;作為一項(xiàng)研究工作，我們主要選擇了《中華人民共和國(guó)治安管理處罰法》作為重點(diǎn)構(gòu)建對(duì)象。并在此基礎(chǔ)上加入刑法中的部分概念和實(shí)例。目前此本體希望能達(dá)到的目標(biāo)是能根據(jù)違法人的違法行為確定所觸犯的法規(guī)條款，并給出相應(yīng)的處罰措施(主要針對(duì)《治安管理處罰法》)，同時(shí)可以校驗(yàn)用戶最終選擇的處罰結(jié)果是否符合法規(guī)的規(guī)定。此本體的使用者為相關(guān)的執(zhí)法人員。

1.1 法律本體的頂層概念結(jié)構(gòu)

我們的法律本體頂層劃分為三大類(lèi)概念:抽象實(shí)體(Abstract Entity)、精神實(shí)體(Mental Entity)和物理實(shí)體(Physical Entity)。它們?cè)贠WL描述上是“owl:Thing”的直接子類(lèi)。抽象實(shí)體的子類(lèi)有集合(Set)、單位(Unit)等，精神實(shí)體的子類(lèi)有精神對(duì)象(Mental Object)、精神狀態(tài)等，物理實(shí)體的子類(lèi)有物理過(guò)程、物理對(duì)象、物質(zhì)等。使用本體編輯工具Protégé 3.1生成的本體模型如圖1所示。

1.2 重要概念和類(lèi)層次結(jié)構(gòu)

整個(gè)法律本體庫(kù)可以劃分為三大類(lèi)的概念組合:法律行為和法律條款概念，案例相關(guān)實(shí)體信息，法律處罰概念。

1.2.1 法律行為和法律條款概念

行為(Action)是物理過(guò)程(Physical Process)的子類(lèi)，代表一般的個(gè)體(Agent)所執(zhí)行的行為。違法行為(Legal Action)是行為的子類(lèi)，是對(duì)法律條款中規(guī)定的違法行為的分類(lèi)而形成的概念。在《治安管理處罰法》中，違法行為所達(dá)到的影響程度使用“情節(jié)”一詞來(lái)表示，所以我們?cè)谀Ｐ椭惺褂眠`法情節(jié)(Legal Polt)來(lái)表示違法行為的情節(jié)輕重。但是，由于在自然語(yǔ)言中“情節(jié)”一詞含義抽象，只能定性地而不是定量地度量一個(gè)行為的性質(zhì)。也就是說(shuō)，我們?cè)诜芍R(shí)庫(kù)中使用這個(gè)概念會(huì)導(dǎo)致語(yǔ)義上的模糊性。所以，在應(yīng)用中情節(jié)的性質(zhì)暫時(shí)只能由使用者輸入，而不能完全由計(jì)算機(jī)推理得到。

根據(jù)不同法律的描述，違法行為下又可以劃分出更多的子類(lèi)，如:搶劫、斗毆、盜竊、詐騙、遺棄、非法持有毒品等。

法律條款的組織可以按照法規(guī)、章、節(jié)、條、款的層次組織。一般來(lái)說(shuō)法規(guī)(Legal Code)對(duì)應(yīng)的是實(shí)際的各種法規(guī)文檔(如《中華人民共和國(guó)治安管理處罰法》)。 章(Legal Chapter)、節(jié)(Legal Section)、條(Legal Entry)、款(Legal Item)對(duì)應(yīng)法規(guī)中的相應(yīng)標(biāo)記。

2 案例相關(guān)實(shí)體信息

案例相關(guān)的實(shí)體包括人、組織、違法人、違法組織等。違法人(Legal Person)是人(Person)的子類(lèi)，代表的是違反一定法規(guī)條款的個(gè)體的集合。相似地，違法組織(Legal Social Organization)是組織(Social Organization)的子類(lèi)，代表違反一定法規(guī)的個(gè)體的集合，組織的主要負(fù)責(zé)人是人的實(shí)例。圍繞案例的相關(guān)實(shí)體還有監(jiān)護(hù)人(Guardian)、受害人(Victim)等概念。和個(gè)體相關(guān)的、代表個(gè)體某些方面屬性的概念有國(guó)籍(Nationality)、人的身體狀態(tài)(Physical State)、精神狀態(tài)(Mental State)等。

1.2.3 法律處罰概念

這部分概念的提取和設(shè)計(jì)涉及到具體應(yīng)用和法律條款中的邏輯描述。如《治安管理處罰法》中有這樣的描述:“處警告或者二百元以下罰款;情節(jié)嚴(yán)重的，處五日以上十日以下拘留，可以并處五百元以下罰款”。這種描述帶有選擇的語(yǔ)義，相應(yīng)的行為根據(jù)情節(jié)有不同的處罰方法，而每種處罰中包括幾種處罰類(lèi)型，這幾種類(lèi)型之間有與、或等關(guān)系。系統(tǒng)針對(duì)《治安管理處罰法》和《刑法》概括得到的處罰方法可以如下組織:

處罰(Punishment)的子類(lèi)有法律處罰(Legal Punishment)，法律處罰的子類(lèi)可以按照不同的法規(guī)細(xì)分出不同的類(lèi)。現(xiàn)在提取出治安管理處罰法和刑法中的相關(guān)處罰概念，組織如圖2所示。

CPCPunishment的子類(lèi)是刑法中的處罰概念，CPSACPunishment的子類(lèi)(概念)是治安管理處罰法中的處罰概念。處罰集(Punishment Set)是多個(gè)處罰的集合，如上面所述的“警告或者二百元以下罰款”對(duì)應(yīng)的是一個(gè)處罰集。

2 法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

構(gòu)建法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)的目的，是探索本體知識(shí)表示能力和相關(guān)的推理功能，從而構(gòu)建出一個(gè)能夠在以后研究中使用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。為方便起見(jiàn)，系統(tǒng)使用單機(jī)程序連接數(shù)據(jù)庫(kù)的模式。另外，由于系統(tǒng)使用的底層子系統(tǒng)(如推理機(jī)Jena)都是用Java編寫(xiě)的應(yīng)用，所以我們?cè)O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)定位為基于Java的單機(jī)系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)可以劃分為三大部分:基于《治安管理處罰法》的案例處理模塊、法律知識(shí)查詢和校驗(yàn)?zāi)K、系統(tǒng)維護(hù)模塊。具體可以劃分為7個(gè)部分:案例處理、已有案例校驗(yàn)、法律知識(shí)查詢、知識(shí)庫(kù)維護(hù)、知識(shí)庫(kù)校驗(yàn)、規(guī)則維護(hù)和系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

2.2 本體模型和規(guī)則管理

應(yīng)用系統(tǒng)的核心是OWL本體模型和規(guī)則。本體模型構(gòu)造出法律知識(shí)庫(kù)的知識(shí)框架，規(guī)則根據(jù)這個(gè)框架結(jié)構(gòu)推理出用戶需要的結(jié)果。共享性是OWL本體模型的一個(gè)重要特性。由于不同的用戶可以開(kāi)發(fā)出不同的OWL本體概念結(jié)構(gòu)，應(yīng)該允許這些結(jié)構(gòu)在較少?zèng)_突的情況下進(jìn)行合并，從而得到更大、更完整的本體知識(shí)庫(kù)。我們的系統(tǒng)也遵循這樣的思想，它允許導(dǎo)入和存儲(chǔ)多個(gè)相關(guān)的OWL本體模型，以后綴為owl文件的形式存儲(chǔ)于系統(tǒng)區(qū)域中;根據(jù)應(yīng)用的需要取出相關(guān)的模型進(jìn)行合并(union)后使用。規(guī)則的管理和OWL本體管理相似，允許用戶新建、修改、刪除規(guī)則。但是在持久層上規(guī)則不是以文件的形式存儲(chǔ)，而是以字符串的形式存放在數(shù)據(jù)庫(kù)表中。

2.3 知識(shí)庫(kù)中的規(guī)則

法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)中的規(guī)則使用Jena 2.3的規(guī)則表示方法，推理過(guò)程使用Jena 2.3的通用規(guī)則引擎(General Purpose Rule Engine)。

Jena 2.3對(duì)規(guī)則有形式的定義。規(guī)則分為前向規(guī)則(forward rule)和后向規(guī)則(backward rule)，分別和Jena API中的前向推理引擎、后向推理引擎對(duì)應(yīng)，也可以混合使用這兩種引擎。前向規(guī)則的形式為

term，…，term-〉hterm，…，hterm

其中的每個(gè)term是一個(gè)三元組，即前面所述的主語(yǔ)、謂詞、賓語(yǔ)結(jié)構(gòu);或者是內(nèi)置函數(shù)(Builtin)。三元組中的每個(gè)元素可以是URI、問(wèn)號(hào)開(kāi)頭的變量、普通字符串、有類(lèi)型標(biāo)記的文字(Literal)或者是數(shù)字。規(guī)則可以解釋為當(dāng)規(guī)則前件中的每個(gè)三元組都在模型中得到匹配時(shí)，后件中的三元組會(huì)由推理機(jī)滿足。也就是說(shuō)，當(dāng)所有前件得到匹配時(shí)，推理機(jī)可以在模型中加入后件中的元組，或者按照需要輸出某些信息(如調(diào)用內(nèi)置的print( )函數(shù))。在Jena 2.3中，前向推理規(guī)則中可以在后件中嵌套后向推理規(guī)則。

前向推理引擎先于后向推理引擎執(zhí)行，且前向推理規(guī)則中的后件中的元組可以在模型中得到滿足(以三元組的形式添加到模型中)。而后向規(guī)則只是在查詢時(shí)使用。所以知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)中大多使用前向推理引擎。

例如，以下是決定行為的處罰條款的規(guī)則集中的一條。

[rule1:(?action rdf:type?actionType)，

(?defAction rdf:type?actionType)，notEqual(?action，?defAction)，

(?action base:useUnit?unit)，(?defAction base:useUnit?unit)，

(?action base:hasDrug?drug)，(?defAction base:hasDrug?drug)

(?defAction base:hasQuantity?quantity)，

(?action base:lowerBound?lo)，(?action base:upperBound?up)，

le(?lo，?quantity)，lessThan(?quantity，?up)，(?action base:involvedLegalItem?item)

-〉(?defAction base:involvedLegalItem?item)]

規(guī)則中每?jī)蓚€(gè)括號(hào)之間的代碼表示一個(gè)三元組，問(wèn)號(hào)開(kāi)頭的變量由推理機(jī)自動(dòng)匹配。由于推理機(jī)是在RDF層次上進(jìn)行推理，所以用“A rdf:type B”表示類(lèi)和實(shí)例的關(guān)系，即A是類(lèi)B的實(shí)例;而且這個(gè)關(guān)系必須是在模型中直接聲明的，即如果A是B的子類(lèi)的實(shí)例，則此三元組不會(huì)得到匹配，除非使用內(nèi)置的OWL推理規(guī)則才能得到以上關(guān)系。所以，在使用規(guī)則時(shí)要注意直接聲明和間接推理的區(qū)別。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 案例處理模塊

如圖4所示，輸入了個(gè)人(或者組織)違法行為信息后，可以進(jìn)入“行為懲處”界面，按“建議處罰”系統(tǒng)給出建議的處罰范圍，如圖5。用戶可以根據(jù)建議的處罰范圍填入相應(yīng)的處罰措施。按“校驗(yàn)處罰結(jié)果”可以校驗(yàn)處罰結(jié)果是否超出范圍，如圖6。

3.2 規(guī)則編輯模塊

用戶可以編輯符合jena語(yǔ)法的推理規(guī)則并在法律知識(shí)庫(kù)中加以應(yīng)用，如圖7所示。

用戶可以進(jìn)行相關(guān)法律知識(shí)的查詢，如圖8所示。

4 結(jié) 語(yǔ)

法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)可以把法律領(lǐng)域的知識(shí)加以整理，系統(tǒng)化、形式化存入計(jì)算機(jī)，有利于法律知識(shí)的保存與共享，通過(guò)推理機(jī)構(gòu)對(duì)已有知識(shí)的推理可以得到用戶需要的結(jié)果，具有較好的應(yīng)用前景與推廣價(jià)值。我們提出了一個(gè)基于OWL的法律領(lǐng)域的本體模型，開(kāi)發(fā)了一個(gè)法律知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)，并計(jì)劃在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)其加以改進(jìn)和完善。

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