基于本体语言OWL的电网领域知识表示方法.pdf

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1、第32卷第4期东北电力大学学报Vol_32．No．42012年8月JournalOfNortheastDianliUniversityAug．，2012文章编号：1005—2992(2012)04—0030—05基于本体语言OWL的电网领域知识表示方法曲朝阳，孙鹏飞(东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012)摘要：：知识表示的方法研究是知识工程中最基本的问题，针对目前在电网领域知识表示中存在的知识表示隐晦、推理效率低、可视化水平差以及动态知识协同处理困难等弊端，提出基于网络本体语言OWL电网领域知识表示方法，

2、给出了基于OWL的电网知识表示实例，该方法可准确直观地描述电网领域的相关知识，有利于电网领域知识提取、共享和重用，使电网运行中“数据海量，知识匮乏”的状况得到解决，为电网知识的可视化研究奠定了坚实基础，为电网安全、高效运行提供支持。关键词：知识表示；本体；OWL；电网领域知识中图分类号：TP312文献标识码：A目前在电力系统中，特别是在智能电网建设过程中存在的一个突出问题是系统数据多而决策支持缺乏，出现这种不足的原因，一方面在于决策知识的缺乏，激增的数据超过了人和系统所能接受、处理和利用的范围，导致数据无法被及时、

3、合理地组织，决策者未能从数据中得到应有的启示⋯，使电网故障恢复能力和自愈功能减弱；另一方面，知识的表示形式使其不能被有效地利用，这是因为目前的知识表示方法不利于电网知识的发现，不能形式化地表示电网领域知识。电网领域普遍采用的知识表示方法有自然语言法、谓词逻辑法、面向对象知识表示法等十多种方法J。自然语言虽然最易于理解，但自然语言，特别是汉语有很强的二义性，要准确地描述知识，二义性是首先应该避免的；谓词逻辑和其它的知识表示方法也都存在着知识表示隐晦、推理效率低、可视化水平差以及动态知识协同处理困难等弊端，然而这些问题

4、在电力系统中都是尤其重要的，基于本体语言的表示方法可以很好地解决这些问题。本文将网络本体语言OWL应用于电网领域知识表示，构建了一个基于OWL本体语言的电网知识本体。统一了电网领域知识的概念，清晰地阐明了电网领域知识之问的相互联系和相互作用，使电网领域知识得到有效组织，有利于电网知识的提取和利用。1本体论与OWL本体语言本体论源于哲学，原意指对客观事物的本质认识。随着人们对本体认识的不断加深，本体论思想逐渐被引入到知识表示研究中，以解决在知识表示中存在的非显式、明确性差和知识推理能力不足等问题。在经历了自然语言法、

5、产生式规则法等之后，目前知识表示方法的研究主要集中于本体表示法，其在各领域知识表示中的研究和应用是目前的热点。基于本体的知识表示依赖于具体的本体语言，目前OWL被认为是最优秀的本体语言，同时也被万维网联盟定为本体语言的标准。OWL本体语言是在总结了XML、RDF、DML—ONT等本体语言的基础上提出的，它继承了这些语收稿日期：2011—11—14基金项目：东北电力大学博士基金(BSJXM一201008)作者简介：曲朝阳(1964一)，男，吉林省农安县人，东北电力大学信息工程学院教授，主要研究方向：网络技术、电力信息

6、化、虚拟现实与游戏引擎．第4期曲朝阳等：基于本体语言OWL的电网领域知识表示方法31言的开发经验，既保证了强大的语义表达能力，又添加了更多新的属性约束、逻辑关系，如类问的不相交性、基数、等价性等，使其具有更丰富的语义和逻辑表达能力，除此之外，OWL与RDF、DAML、OIL等本体语言有很好的兼容性和交互性J，它采用基于XML和RDF的语法规则，所以在对网络资源的标引和本体建模方面具有广阔的应用前景。OWL包含了三种子语言OWLLite，OWLDL和OWLFull，它们的表达能力逐渐增强，但由于它们由下而上，添加了更

7、多的公理定义、规则约束和属性关系，而目前支持OWLFull的推理机尚未问世，所以它的知识推理能力不如OWLDL强。OWLDL拥有和OWLFull相同的语言结构成分集，二者的区别在于它们与RDF的兼容程度不同。前者与RDF的混合使用受一定的限制，而后者可以随时和RDF混合使用，它与RDF在类、属性、个体和数值方面的定义完全相同。综上可知，OWLDL兼顾了知识表示与推理，所以本文将采用OWLDL来实现对电网领域知识的表示和建模。2电网领域知识分析知识是人们在长期的生活及社会实践中积累起来对客观事物及其规律的认识与经验，

8、是经过人的思维整理过的各种信息、数据而得到的抽象的产物J。在电网领域，知识可概括为静态和动态两种。静态知识包括设备类知识、电力规程类知识、电力故障诊断及决策知识等；动态知识包括电网运行产生的实时数据和信息以及预测型知识，即由历史的或当前的数据推测未来的数据和状态，也可以认为是以时间为关键属性的知识。电网知识具有四种特点：(1)多样性，电力设备的种类繁多，形式