語義Web模糊規(guī)則的表示與互換研究.pdf

1、語義Web是當(dāng)前Web的延伸，它賦予Web資源機(jī)器可理解的語義，從而使計(jì)算機(jī)能夠更好地與人協(xié)同工作。語義Web的目標(biāo)之一是推理Web上廣泛存在的知識(shí)和數(shù)據(jù)，因此如何表示這些知識(shí)和數(shù)據(jù)以及如何利用它們進(jìn)行推理成為語義Web的重要研究課題之一。作為知識(shí)表示和推理的重要工具，規(guī)則具有表達(dá)能力強(qiáng)、簡(jiǎn)單、易理解以及所需存儲(chǔ)空間小等特征，這些特征使得規(guī)則在人工智能等許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，并已被應(yīng)用于標(biāo)記電子商務(wù)和語義Web的構(gòu)建。
　　隨著

2、規(guī)則在語義Web中的發(fā)展，各種規(guī)則語言相繼出現(xiàn)。但是，這些規(guī)則語言無法表示語義Web中大量存在的模糊知識(shí)。近年來，Zadeh提出的模糊集被用于表示語義Web的模糊性，語義Web模糊規(guī)則語言應(yīng)運(yùn)而生。除了模糊性，知識(shí)的不完全性還帶來了語義Web規(guī)則的非單調(diào)性特征，如何表示和推理具有模糊性和非單調(diào)性的知識(shí)被提上語義Web的議事日程。此外，隨著各種具有異構(gòu)性的模糊非單調(diào)規(guī)則語言和規(guī)則系統(tǒng)在Web服務(wù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，模糊規(guī)則的互換成為一個(gè)亟待

3、解決的重要問題。
　　有關(guān)語義Web模糊規(guī)則語言和規(guī)則互換的研究已經(jīng)取得了一些成果，與此同時(shí)，規(guī)則互換格式RIF(Rule Interchange Format)已經(jīng)成為了W3C(WWWConsortium)規(guī)則互換方面的推薦標(biāo)準(zhǔn)。但是應(yīng)當(dāng)指出的是，已經(jīng)出現(xiàn)的語義Web模糊規(guī)則語言不能同時(shí)表示和推理模糊非單調(diào)的知識(shí)，目前的規(guī)則互換不是以RIF為中心，有關(guān)模糊規(guī)則互換及其標(biāo)準(zhǔn)格式的研究幾乎是空白。
　　從語義Web模糊知識(shí)的表

4、示出發(fā)，基于模糊集理論、可能性分布理論和Vague集理論，本文提出了能表示和推理模糊性和非單調(diào)性的語義Web模糊規(guī)則語言，并對(duì)RIF進(jìn)行模糊化處理，提出了模糊規(guī)則互換格式f-RIF（fuzzy RIF），在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了以f-RIF為中心的模糊規(guī)則互換結(jié)構(gòu)。本文的創(chuàng)新性研究成果包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)針對(duì)經(jīng)典規(guī)則語言不能表示語義Web模糊及非單調(diào)知識(shí)的事實(shí)，提出了四種語義Web模糊規(guī)則語言。首先，把否定和否定即失敗引入模糊規(guī)

5、則語言，提出了能表示非單調(diào)模糊知識(shí)的規(guī)則語言f-NSWRL（fuzzy Nonmonotonic Semantic Web Rule Language);其次，在Vague集的基礎(chǔ)上，提出了能夠用區(qū)間來更精確表達(dá)模糊知識(shí)的規(guī)則語言Vague-SWRL，定義了概念二級(jí)權(quán)重，重點(diǎn)討論了該語言的語義，并定義了該語言的XML Schema結(jié)構(gòu);再有，在充分吸收人工智能領(lǐng)域已有研究成果的基礎(chǔ)上，把if-then規(guī)則引入語義Web，提出了規(guī)則語言f

6、-SW-if-then-RL(fuzzy Semantic Web if-then Rule Language);最后，利用unless規(guī)則擴(kuò)展了f-SW-if-then-RL，提出能同時(shí)表示模糊知識(shí)和非單調(diào)知識(shí)的規(guī)則語言f-SW-if-then-unless-RL(fuzzy Semantic Web if-then-unless Rule Language)，并為其定義了語法、語義和XMLSchema。
　　(2)針對(duì)RIF不

7、能表示和互換模糊規(guī)則的事實(shí)，提出了模糊規(guī)則互換格式f-RIF。首先，從可視化建模的角度定義了包括模糊項(xiàng)、模糊公式、模糊類、模糊屬性、模糊約束和模糊規(guī)則蘊(yùn)含等元素在內(nèi)的f-RIF元模型;然后，基于給出的f-RIF的表示語法，構(gòu)建了f-RIF模糊規(guī)則的UML Profile;接著，定義了f-RIF的XML Schema結(jié)構(gòu)來表示f-RIF的具體語法;最后，基于模糊集和擴(kuò)展了的真值集，定義了f-RIF的模型語義。
　　(3)為解決異構(gòu)系

8、統(tǒng)之間模糊規(guī)則交互的問題，構(gòu)建了模糊規(guī)則互換結(jié)構(gòu)f-RIA（fuzzy Rule Interchange Architecture）。首先，以f-RIF元模型為中心并結(jié)合模糊規(guī)則語言f-SWRL、f-NSWRL、Vague-SWRL、RuleML、f-SW-if-then-RL和f-SW-if-then-unless-RL的元模型，構(gòu)建了模糊規(guī)則互換結(jié)構(gòu)f-RIA，實(shí)現(xiàn)了上述七種語言之間的抽象語法互換以及這七種語言中同種語言內(nèi)部抽象語法