語義Web模糊規(guī)則的表示與互換研究.pdf

1、語義Web是當前Web的延伸，它賦予Web資源機器可理解的語義，從而使計算機能夠更好地與人協(xié)同工作。語義Web的目標之一是推理Web上廣泛存在的知識和數(shù)據(jù)，因此如何表示這些知識和數(shù)據(jù)以及如何利用它們進行推理成為語義Web的重要研究課題之一。作為知識表示和推理的重要工具，規(guī)則具有表達能力強、簡單、易理解以及所需存儲空間小等特征，這些特征使得規(guī)則在人工智能等許多領域發(fā)揮著重要作用，并已被應用于標記電子商務和語義Web的構建。
　　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。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)則語言應運而生。除了模糊性，知識的不完全性還帶來了語義Web規(guī)則的非單調性特征，如何表示和推理具有模糊性和非單調性的知識被提上語義Web的議事日程。此外，隨著各種具有異構性的模糊非單調規(guī)則語言和規(guī)則系統(tǒng)在Web服務等領域的廣泛應用，模糊規(guī)則的互換成為一個亟待

3、解決的重要問題。
　　有關語義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，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準。但是應當指出的是，已經(jīng)出現(xiàn)的語義Web模糊規(guī)則語言不能同時表示和推理模糊非單調的知識，目前的規(guī)則互換不是以RIF為中心，有關模糊規(guī)則互換及其標準格式的研究幾乎是空白。
　　從語義Web模糊知識的表

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性的語義Web模糊規(guī)則語言，并對RIF進行模糊化處理，提出了模糊規(guī)則互換格式f-RIF（fuzzy RIF），在此基礎上構建了以f-RIF為中心的模糊規(guī)則互換結構。本文的創(chuàng)新性研究成果包括以下幾個方面:
　　(1)針對經(jīng)典規(guī)則語言不能表示語義Web模糊及非單調知識的事實，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模糊知識的規(guī)則語言f-NSWRL（fuzzy Nonmonotonic Semantic Web Rule Language);其次，在Vague集的基礎上，提出了能夠用區(qū)間來更精確表達模糊知識的規(guī)則語言Vague-SWRL，定義了概念二級權重，重點討論了該語言的語義，并定義了該語言的XML Schema結構;再有，在充分吸收人工智能領域已有研究成果的基礎上，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)則擴展了f-SW-if-then-RL，提出能同時表示模糊知識和非單調知識的規(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RIF不

7、能表示和互換模糊規(guī)則的事實，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、模糊公式、模糊類、模糊屬性、模糊約束和模糊規(guī)則蘊含等元素在內的f-RIF元模型;然后，基于給出的f-RIF的表示語法，構建了f-RIF模糊規(guī)則的UML Profile;接著，定義了f-RIF的XML Schema結構來表示f-RIF的具體語法;最后，基于模糊集和擴展了的真值集，定義了f-RIF的模型語義。
　　(3)為解決異構系

8、統(tǒng)之間模糊規(guī)則交互的問題，構建了模糊規(guī)則互換結構f-RIA（fuzzy Rule Interchange Architecture）。首先，以f-RIF元模型為中心并結合模糊規(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，構建了模糊規(guī)則互換結構f-RIA，實現(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部抽象語法