基于本体模型的海事事故知识表示

关胜

摘 要：该文首先对海事事故领域的研究现状做了系统分析，给出了形式化本体模型的定义，对海事事故领域的概念和关系进行了归纳，在此基础上构建了海事事故本体模型，提炼了海事事故领域的词汇表。使用该模型对海事事故实例进行描述，描述结果采用网络本体语言OWL表示，便于计算机的理解和处理，提高了知识处理过程的自动化。研究结果表明，本体在表示领域知识方面具有较大的优势，形式化的表达结果，可以进一步实现海事事故领域的知识共享与重用。

关键词：本体 海事事故 知识表示 共享与重用 模型

中图分类号：U642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）01（a）-0070-02

随着我国航运事业的不断发展，发生了大量的海事事故，对这些海事事故的集中收集和整理对加强海事安全教育、加大海上交通安全管理等方面有重大的意义。虽然国内已经建立了一些海事事故信息系统，如武汉理工大学智能交通系统研究中心的桑凌志等[1]提出水上交通事故调查处理协同系统的建设框架，电子科技大学的肖智在其硕士论文中[2]构建了基于J2EE技术的地方海事信息平台，但这些信息系统针对事故数据仅能提供基于关键词的匹配和浏览，而对与事故存在语义关联的其他对象无法提供进一步的语义导航。

本体是源于哲学的概念，是关于存在及真实世界中任务领域中的对象、事件等的结构和种类的学说[3]。近年来，本体被广泛应用于计算机等工程领域，用于描述“领域中的共享概念模型的明确的形式化的规范说明”[4]。在分析海事事故领域知识的基础上，给出海事领域的词汇表，提炼了本体的概念和关系及相应的规则，利于机器自动处理，体现了本体在知识共享与重用方面的优势，最后给出该文的结论。

1 本体的定义

文章参考德国卡尔斯鲁厄大学AIFB研究所提出的基本本体模型[5]并做适当扩展，构建海事事故本体。

定义 本体是一个五元组O：=（C，R，，σ，A），其中：

（1）C与R是两个不相交的集合，C中的每一个元素称为概念（concept），R中的每一个元素称为关系（relations）。

（2）概念集C上偏序关系，称为概念的层次结构（concept hierarchy），体现概念间的父类与子类关系。

（3）函数σ：R→P（C×C），其中，P（C×C）是幂集，将R中的每个元素映射为C×C的子集。

（4）A是公理的集合。

2 海事事故本体的构建

根据上述基本本体模型，构建海事事故本体的过程如下。

2.1 构建概念集Caccident

依据《交通汉语主题词表》[6]对船舶的分类描述，构建相应的船舶类。海事事故对应特定的事故类型和事故等级，通过参照《水上交通事故统计办法》[7]对海事事故类型的描述，构建海事事故类。海事事故概念集Caccident构建如下：

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

2.2 构建关系集Raccident

关系集R使用对象属性（Object Property）描述概念间存在的某种联系，海事事故关系集Raccident构建如下：

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

使用数据属性（Data Property）对关系集R进行了扩展，称为Raccident-data，构建如下：

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

2.3 构建概念集C的偏序关系?

accident={，

3 基于海事事故本体的事故实例描述

海事事故本体模型提供了用于描述海事事故实例的元数据。文章以山东海事局官方网站[8]的一条碰撞事故为例，根据构建的海事事故本体模型，生成关于该碰撞事故实例的OWL描述。

如下所示。

<！—碰撞事故信息的OWL语句片段 -->

金泰66轮与中远渔2号碰撞 0

“金泰66”轮左舷2舱受损并进水，“中远渔2号”船艏受损并进水。 ……

122°51.2′

36°51.6′

2014-08-05

4 结语

文章在给出本体模型定义的基础上，构建了海事事故本体，并据此对海事事故实例进行了描述，给出形式化的知识表示结果。该文的下一步工作包括：探求基于形式化知识表示基础上的知识检索与重用，以及基于本体的知识推理。

参考文献

[1] 桑凌志.水上交通事故调查协同处理系统[J].中国航海，2013，36（1）：89-94.

[2] 肖智.基于Java EE的地方海事信息平台的设计与实现[D].四川：电子科技大学，2012.

[3] 孙瑜.本体修正[D].北京：中国科学院计算机研究所， 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] 交通部科学研究院.交通汉语主题词表[M].北京：人民交通出版社，2007.

[7] 中华人民共和国交通部.水上交通事故统计办法[J].珠江水运，2002（10）：30-32.

[8] 中华人民共和国山东海事局.8月4日“金泰66”轮与“中远渔2号”碰撞[EB/OL].（2014-08-05）[2014-08-12].http：//sdmsa.gov.cn/sdmsa/news/201485937204532545325.shtml.