基于本體模型的海事事故知識表示

關勝

摘 要：該文首先對海事事故領域的研究現狀做了系統分析，給出了形式化本體模型的定義，對海事事故領域的概念和關系進行了歸納，在此基礎上構建了海事事故本體模型，提煉了海事事故領域的詞匯表。使用該模型對海事事故實例進行描述，描述結果采用網絡本體語言OWL表示，便于計算機的理解和處理，提高了知識處理過程的自動化。研究結果表明，本體在表示領域知識方面具有較大的優勢，形式化的表達結果，可以進一步實現海事事故領域的知識共享與重用。

關鍵詞：本體 海事事故 知識表示 共享與重用 模型

中圖分類號：U642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0070-02

隨著我國航運事業的不斷發展，發生了大量的海事事故，對這些海事事故的集中收集和整理對加強海事安全教育、加大海上交通安全管理等方面有重大的意義。雖然國內已經建立了一些海事事故信息系統，如武漢理工大學智能交通系統研究中心的桑凌志等[1]提出水上交通事故調查處理協同系統的建設框架，電子科技大學的肖智在其碩士論文中[2]構建了基于J2EE技術的地方海事信息平臺，但這些信息系統針對事故數據僅能提供基于關鍵詞的匹配和瀏覽，而對與事故存在語義關聯的其他對象無法提供進一步的語義導航。

本體是源于哲學的概念，是關于存在及真實世界中任務領域中的對象、事件等的結構和種類的學說[3]。近年來，本體被廣泛應用于計算機等工程領域，用于描述“領域中的共享概念模型的明確的形式化的規范說明”[4]。在分析海事事故領域知識的基礎上，給出海事領域的詞匯表，提煉了本體的概念和關系及相應的規則，利于機器自動處理，體現了本體在知識共享與重用方面的優勢，最后給出該文的結論。

1 本體的定義

文章參考德國卡爾斯魯厄大學AIFB研究所提出的基本本體模型[5]并做適當擴展，構建海事事故本體。

定義 本體是一個五元組O：=（C，R，，σ，A），其中：

（1）C與R是兩個不相交的集合，C中的每一個元素稱為概念（concept），R中的每一個元素稱為關系（relations）。

（2）概念集C上偏序關系，稱為概念的層次結構（concept hierarchy），體現概念間的父類與子類關系。

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

（4）A是公理的集合。

2 海事事故本體的構建

根據上述基本本體模型，構建海事事故本體的過程如下。

2.1 構建概念集Caccident

依據《交通漢語主題詞表》[6]對船舶的分類描述，構建相應的船舶類。海事事故對應特定的事故類型和事故等級，通過參照《水上交通事故統計辦法》[7]對海事事故類型的描述，構建海事事故類。海事事故概念集Caccident構建如下：

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

2.2 構建關系集Raccident

關系集R使用對象屬性（Object Property）描述概念間存在的某種聯系，海事事故關系集Raccident構建如下：

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

使用數據屬性（Data Property）對關系集R進行了擴展，稱為Raccident-data，構建如下：

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

2.3 構建概念集C的偏序關系?

accident={，

3 基于海事事故本體的事故實例描述

海事事故本體模型提供了用于描述海事事故實例的元數據。文章以山東海事局官方網站[8]的一條碰撞事故為例，根據構建的海事事故本體模型，生成關于該碰撞事故實例的OWL描述。

如下所示。

<！—碰撞事故信息的OWL語句片段 -->

金泰66輪與中遠漁2號碰撞 0

“金泰66”輪左舷2艙受損并進水，“中遠漁2號”船艏受損并進水。 ……

122°51.2′

36°51.6′

2014-08-05

4 結語

文章在給出本體模型定義的基礎上，構建了海事事故本體，并據此對海事事故實例進行了描述，給出形式化的知識表示結果。該文的下一步工作包括：探求基于形式化知識表示基礎上的知識檢索與重用，以及基于本體的知識推理。

參考文獻

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

[2] 肖智.基于Java EE的地方海事信息平臺的設計與實現[D].四川：電子科技大學，2012.

[3] 孫瑜.本體修正[D].北京：中國科學院計算機研究所， 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] 交通部科學研究院.交通漢語主題詞表[M].北京：人民交通出版社，2007.

[7] 中華人民共和國交通部.水上交通事故統計辦法[J].珠江水運，2002（10）：30-32.

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