基于本體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例表示與檢索研究.pdf

1、建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)多層次、多階段、多步驟的過程，屬于典型的知識(shí)密集型復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員往往需要借助于歷史大量相似設(shè)計(jì)文件中包含的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作。設(shè)計(jì)人員只憑記憶不可能快速準(zhǔn)確地回憶起所有相似的設(shè)計(jì)文件，必須借助企業(yè)的設(shè)計(jì)檔案管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)知識(shí)的重用。然而當(dāng)前國內(nèi)的建筑設(shè)計(jì)企業(yè)在設(shè)計(jì)檔案管理方面存在諸多弊端，欠缺結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)知識(shí)管理方法，使得設(shè)計(jì)文件的檢索難以有效地實(shí)施，造成了不必要的重復(fù)設(shè)計(jì)，進(jìn)而導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)

2、企業(yè)整體效率低下。因此，改變傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)檔案管理模式，在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境下研究基于信息技術(shù)的設(shè)計(jì)知識(shí)重用勢在必行。
　　建筑設(shè)計(jì)過程包含了大量的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并且相當(dāng)復(fù)雜，無法用簡單的規(guī)則或者模型進(jìn)行表示。基于案例的推理(Case-based Reasoning，CBR)是一種基于知識(shí)的問題求解和學(xué)習(xí)方法，能夠?qū)⒁酝慕?jīng)驗(yàn)和具體問題情境（案例）下的特定的知識(shí)重用于新的問題情境，從而解決新的問題，特別適用于難以用統(tǒng)一的規(guī)則或模型

3、表示而對(duì)經(jīng)驗(yàn)要求較高的領(lǐng)域。因此，采用CBR方法管理建筑設(shè)計(jì)的案例知識(shí)具有天然的優(yōu)勢。另外，隨著語義網(wǎng)的發(fā)展，本體(Ontology)在知識(shí)重用和信息檢索領(lǐng)域的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。應(yīng)用本體對(duì)案例知識(shí)進(jìn)行表示與組織可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)CBR系統(tǒng)的缺陷。
　　基于上述原因，本文將本體引入CBR方法，研究了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例的表示與檢索方法。首先闡述了本文的研究背景與意義，剖析了采用基于領(lǐng)域本體的CBR方法進(jìn)行設(shè)計(jì)知識(shí)管理的重要性與可行性。其次詳細(xì)介

4、紹了CBR與本體的相關(guān)理論知識(shí)，為后續(xù)研究提供了理論基礎(chǔ)。然后在已有的本體構(gòu)建方法基礎(chǔ)上，結(jié)合本文的研究目的和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特點(diǎn)，構(gòu)建了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本體框架，并實(shí)現(xiàn)了Protégé平臺(tái)的本體建模。最后，提出一種設(shè)計(jì)案例的表示和檢索方法:一方面采用本體化的特征向量表示方法對(duì)案例特征和設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行了形式化定義，另一方面采取了二級(jí)案例檢索的策略，即先用SPARQL查詢語句對(duì)案例進(jìn)行篩選，再針對(duì)數(shù)據(jù)型與對(duì)象型屬性分別計(jì)算屬性相似度，采用層次