基于本体的煤矿瓦斯知识库建设

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1、基于本体的煤矿瓦斯知识库建设高莹侯凌燕刘秀磊北京信息科技大学计算机学院北京信息科技大学网络文化与数字传播北京市重点实验室北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室摘要:针对煤矿瓦斯灾害准确预警本体知识库建设问题，构建了基于描述逻辑的瓦斯木体知识库。分析了煤矿瓦斯数据具有多样性、不确定性、异构性等特点;对比了针对不同领域、建设目的、数据特点的本体建设方法，并首次将七步法应用于煤矿瓦斯灾害本体知识库的建设屮。实验结果表明，在缺少专家指导的情况下，七步法能够保证煤矿瓦斯本体的完整性、确定性;七步法的螺旋上升模式使瓦斯领域本体具有可扩展性，可实现

2、瓦斯知识的重利用；并对七步法在煤矿瓦斯本体库建设中的优点和局限性做了初步探讨。关键词：知识库;描述逻辑;本体;七步法;作者简介：高莹，女，硕士研究生；作者简介：侯凌燕，女，博士，教授。收稿日期：2017-07-20基金：国家垂点研发计划资助(2016YFC0801407)ConstruetionofcoalminegasknowledgebasebasedonontologyGAOYingHOULingvanLIUXiuleiComputerSchool,BeijingInfornidtionScience&TechnologyUniv

3、ersity;Abstract：Theontologyknowledgebasebasedondescriptionlogicisconstmctedforgasdisasteraccuratewarningincoalmine.Thecharacteristicsofdiversity,uncertainty,heterogeneityofcoalmineareanalyzed.Differentontologyconstruetionmethodusedintheconstruetionofdiffcrcntareas,purpos

4、esanddifferentdatacharactcristicsarccompared.Seven-stepmethodisusedinthecoalminegasdisasterknowledgebaseforthefirsttime.Theexperimentalresultsshowthat,intheabsenceofexpertguidance,seven-stepmethodcanensuretheontology'sintegrityanduncertainty;spiralrisingmodeinseven-stepm

5、ethodmakesthegasdomainontologycxtcnsiblcandensuresthereuseofgasknowledge.Theadvantagesandlimitationsoftheseven-stepmethodintheconstructionofcoalminesgasontologybasearealsodiscussed.Keyword：knowledgebase;descriptionlogic;ontology;seven-stepmethod;Received：2017-07-20o引言煤矿瓦

6、斯事故的频发引起了国家的高度重视，其准确预警是目前工作的重点。随着信息技术的发展，煤矿瓦斯知识管理也逐渐信息化上空。初期，借助MySQL>SQLscrvcr>oracle等基础数据库存储瓦斯知识［3-5］。但煤矿现存的知识大多是分析报告等非结构化的知识，很难达到机器自动化的处理。随着知识工程和人工智能的发展，煤矿瓦斯领域逐渐出现基于专家系统的知识库［6-8］,可以实现自动化处理。但专家系统的建设不仅需要大量的专业人士，而且作用单一，不能实现知识共享，造成知识的浪费。针对以上不足之处，本文提出了基于本体的煤矿瓦斯知识库建设思路。随着本体技

7、术的发展，越来越多的领域借助本体技术建设特定领域的知识库311，基于本体的知识库可以实现知识的重用性和共享性。本体自动化建设也是目前的一个研究方向［12］。1煤矿瓦斯本体库建设方法1.1煤矿瓦斯本体模型本体(Ontology)是实现语义网的基础。本体可以看作一个共享概念模型，保存领域中的共性概念和关系［13］。煤矿瓦斯领域本体借助OWL(OntologyWebLangeage)语言进行描述。其中，OWL是W3C规定的标准本体描述语言，OWL本体由个体(Individual)、属性(Property)和类(Class)组成。个体通常被看作

8、实例，屈性是指个体之间的关系。类是指一些个体的集合，可用概念(concept)代替。图1描述了煤矿瓦斯木体知识库模型。首先抽象出瓦斯领域内木质的概念层次，再结合具体的实例填充形成本体知识库。同知识图谱的结构