多元关系及其在知识系统建模中应用的研究

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1、大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：多元关系及其在知识系统建模中的应用研究大连理工大学博士学位论文摘要知识系统是具有高度复杂性和抽象性的系统。对知识系统建立模型是研究此类系统的有效方法。对

2、系统建模的一般思路是研究组成系统的要素。以及要素之间的关系。按照关系所包含的域划分，可以分为二元关系和多元关系。当前研究中，能够反映知识系统二元关系特征的相关理论和方法被广泛的进行了研究，例如建模中的复杂网络模型，形式化语言中的OWL，RDF等。但是在实际知识系统建模中经常需要反映系统的多元关系特征，例如在建立科研合作模型中，需要描述某篇著作的研究者不仅只有两位；又如在知识的形式化表示中，需要描述“某件事情在某时某地发生”。这方面的相关研究显得相对不足。所以研究能够反映知识系统多元关系特征的相关理论方法在知识系统建模中是有意义的。本文

3、在对相关研究进行综述的基础上，对知识系统建模中所涉及到的多元关系问题进行了分析，重点讨论了网络模型和语义模型在知识系统建模中可能遇到的多元关系问题。从研究整体思路来看，本文从理论研究入手，然后把相关理论方法应用于实际的知识系统建模中去。主要包括两个方面的内容。第一．重点研究在基于关系多边形的OWL中的多元关系表示问题，并把相关的理论方法应用到了应急预案语义模型中去。第二，从YAGO语言的多元关系表示问题入手，重点研究了面向维基百科内容的超网络模型构建的问题。具体的本文完成了如下工作：1．在说明了形式化语言的多元关系表示问题基础上，主要

4、讨论了OWL的多元关系表示问题。不能直接表示多元关系是OWL的一个重要缺陷。在OWL中，具体化是表示多元关系的一般方法。具体化结构往往需要定义额外的概念和复杂的结构，容易造成错误。并不是所有多元关系都需要复杂的具体化结构。本章中，首先研究了一类特殊多元关系，即准多元关系的具体化方法。证明了准多元关系不需要额外定义概念和复杂的结构就可以进行具体化；进一步的，本文给出了识别准多元关系的方法，并且证明了准多元关系具体化结构的唯一性。然后把上面的相关理论扩展到一般的多元关系表示中去。在上述理论的基础上，最后讨论了检索问题，以及基于具体化的时间

5、关系推理。2．Wiki作为一个巨大的知识库是知识共享的重要平台，从宏观角度研究Wiki中文章的知识属性和发展趋势，有利于了解科学技术和人文社会的发展方向。Wiki中文章的标签和概要信息栏中的信息相结合可以有效地概况这篇文章的主要知识，而Wiki内容本体可以形式化描述这些语义知识。我们通过研究发现Wiki内容本体有两个重要特点，存在多元关系和本体的规模不断增长。复杂网络模型无法建立上市模型。根据以上两个多元关系及其在知识系统建模中的应用研究特点，在讨论了YAGO语言的多元关系表示问题的基础上，本文提出以超网络模型描述Wiki内容本体，进

6、而研究这个超网络模型的演化模式。通过本章的研究探讨了多元关系在知识系统宏观属性和演化规律研究上的应用。3．为不同的应急主体，提供在不同状态下，应该进行的应急工作，是预案内容的重要组成部分。为了能利用计算机方便而快速得到上述类型信息，并且把众多的应急工作有序的组织起来，本文提出基于顶层本体的预案形式化模型。建立这个模型必须解决基于OWL多元关系表示，检索，时间关系推理等问题。依据上文所提出的相关理论，本章讨论了面向主体的应急预案语义模型。关键词：多元关系：超网络：语义模型：预案：具体化一IITheoryofN—aryRelationsa

7、nditsApplicationinModelingKnowledgeSystemAbstractKnowledgesystemisahighlycomplexandabstractsystem．Constructingmodelsforthiskindofsystemisaeffectivewaytostudyit．Generally,modelingsystemneedsstudyelementsandrelationofit．Ifthisrelationlinkstwoelements，itiScalledbinaryrelat

8、ion．Ifmorethantwoarelinked，itiscalledn．aryrelation．Thetheorieswhichcanreflectthebinaryrelationspropertiesofsys