CN101901277A

CN101901277A - 一种基于用户情景的动态本体建模方法及系统

Info

Publication number: CN101901277A
Application number: CN 201010262351
Authority: CN
Inventors: 王芙蓉; 李艳
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明提供一种基于用户情景的动态本体建模方法，包含：步骤1：根据系统和用户需求确定本体模型概念集和本体模型结构关系集；步骤2：根据本体模型概念集和结构关系集进行选择，生成初始本体模型；步骤3：当用户发起请求时，检查用户概念集是否变更，若用户概念集没有变更则直接使用原初始模型；若变更则返回步骤2，对应变更的概念集重新生成本体模型。本发明的优点在于，模型简单，简化了原有静态本体建模中繁冗的计算和比对规则，同时能够针对用户情景属性变更迅速做出反应，生成新的本体模型，且具有良好的自适应性、可扩展性和通用性。

Description

一种基于用户情景的动态本体建模方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于用户情景的动态本体建模方法，尤其涉及通信技术领域的基于移动搜索的用户情景动态本体建模方法。

背景技术

本体论(ontology)是哲学概念，它是研究存在的本质的哲学问题。但近几十年里，这个词被应用到计算机界，并在人工智能、计算机语言以及数据库理论中扮演着越来越重要的作用。当前的计算机正从单一的设备向进行信息交换和事物处理的世界范围网络转变。因此，支持数据、信息和知识的交换、重用和共享成了当今计算机技术要迫切面临的任务。

本体作为一种用于描述特定领域内概念和概念之间的系统关系集合，具有通过概念之间的关系来表达概念语义的能力。由于本体建模的方法学还没有成熟的理论作指导，也没有统一的标准和规则，因此目前的本体构建方法都是针对不同领域提出的。

现在本体论研究面临的突出问题是在数据库查询中尤其是当多个数据库存在信息重叠时，缺乏从中选择最佳检索成员，动态生成优化检索方案的能力。而且现有的工作主要面向数据集成，而对服务集成考虑不多。支持数据与服务综合性集成的体系仍欠完备。因此这也将是未来发展和提升的一个重要方向。

移动情景搜索是根据移动终端的搜索情景，精确提供用户需要的、适合用户终端能力、消费习惯的、并与通信情景匹配的业务服务。根据移动终端的情景，精准搜索用户需要的、适合用户终端能力的、与用户情景匹配的业务服务。根据情景，精确搜索不同带宽要求、显示能力、形式与类型的服务内容。并且，根据终端接收能力和用户习惯确定搜索结果的数目。从而提供高品质业务，精确服务，低成本业务实现的技术方案，实现精准营销。

移动情景搜索框架主要由数据采集及预处理模块、数据挖掘模块、内容搜索模块、情景搜索模块、搜索推理模块和本体描述模块组成。

主要处理流程如下：

1. 搜索移动情景搜索引擎接收用户的搜索请求，搜索请求包括关键词keywords，用户编号user_id，小区编号cell_id。

2. 搜索推理模块调用情景搜索服务，根据用户编号user_id及小区编号cell_id，获取用户的个性化模型、无线环境相关数据。

3. 搜索推理模块调用内容搜索服务，根据用户查询关键词keywords进行内容相关的搜索。

4. 搜索推理模块对内容搜索返回的结果和情景搜索返回的结果进行推理比较，从中选择精准的结果。

5. 根据个性化兴趣对搜索结果进行聚类处理，完成查询结果过滤与分类。

其中本体描述模块是对用户情景信息及其特定情景的活动信息进行可计算的描述。系统捕捉并记录用户信息进行推理，通过建立模型来记录、管理，描述用户特定情景下可能的潜在兴趣需求，并记录下特定情景下用户行为的历史，便于将来检索和推理。

传统的移动情景搜索本体建模方法通用灵活性较差，且精确度不高。系统根据用户行为和兴趣喜好方面的不同为其设定相应模型，当新用户发起搜索请求时，系统根据此用户各要素属性进行分析，并为其寻找现有本体中最为匹配的模型，从而判断其可能需求的服务类型。由此可见，这种本体建模方法是静态的，且本体库中需建立多种用户类型的模型以满足匹配需求，工作较为繁琐，对于不同用户只能尽量找到较为相似或接近的模型，精确度和灵活度较差。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于用户情景的动态本体建模方法，该方法通过统一建模描述规则及实时更新反馈用户行为属性参数变化，为用户建立动态模型匹配方案，使搜索结果更为精准。

一种基于用户情景的动态本体建模方法，该方法通过实时反馈更新的方式来实现，包含：

步骤a：根据系统和用户需求确定本体模型概念集和本体模型结构关系集；

步骤b：根据本体模型概念集和结构关系集进行选择，生成初始本体模型；

步骤c：当用户请求触发时，检查用户概念集是否变更？若用户概念集没有变更，则直接使用原初始模型；若变更，则返回步骤b，对应变更的概念集重新生成本体模型。

进一步的，步骤a中确定用户情景要素及本体模型描述规范的过程，进一步包含：

a-1、确立构建本体模型所需组件的规范信息集；

a-2、确立本体建模各组件的属性及参数的规范信息集，并进行细化表达；

a-3、确立本体建模各组件之间组合关系规范信息集，构建语法库。

步骤b中确定用户初始本体模型，进一步包含：根据步骤a所确立的本体建模组件信息、各组件属性及参数信息和各组件之间的组合关系信息，对应选择其中需要的一种或几种生成初始的用户情景本体模型。

步骤c中对于用户情景本体模型的更新，进一步包含：

当用户发起请求时，检查本体属性及参数是否发生改变？若没有发生改变，则最终的本体模型即为初始生成的本体模型，作为此本体的个性化模型；

若本体属性及参数有所变化，则返回步骤b，根据新的本体属性重新生成本体模型作为个性化模型。

情景建模的动态性包含概念本体的动态性和过程本体的动态性。对于概念本体，可根据需求进行概念增加、概念删除、概念的属性修改；对于过程本体则由用户直接引发或由概念本体修改引发，过程本体可进行参数修改、过程增加、过程删除。

例如对于同一用户发起搜索请求时的用户情景，皆与上一次本体模型对比，若没有变更则继续沿用，若有属性或参数改变则重新生成本体模型。这种建模方法对于用户属性改变具有灵敏的反应能力，可使其在已有模型基础上灵活改动，而不拘泥于一种既定模型库，用户参数只能死板匹配；对于不同用户类型的本体建模，本方法具有良好的通用性。仅需改变用户属性参数或各部件间描述规范信息即可，仍可沿用本模型进行初始建模和模型更新。

优选的，所述用户情景为移动情景。与传统搜索不同，移动情景搜索由于其特殊性，用户情景模型的地域性和实时性尤为重要，用户兴趣、个性、行为特征通过移动情景搜索体现得更为明显。因此在移动搜索用户情景的描述规范特别包括小区编号、无线信道环境、用户终端类型相关条件。用户需要通过尽量少的查询条件在较短时间内获得尽量精确有用的查询结果，且通常目的性较为明显。根据用户终端的不同，系统需要将最为匹配的结果和服务加工处理后反馈给用户。

本发明还提供一种基于移动情景搜索的用户情景动态本体建模系统，其特征在于包括：

由概念集和结构关系集构成的关系数据库，关系数据库包括本体库和个体库，所述本体库和个体库分别根据用户情景变化持久进行动态存取和更新；

语义扩展查询模块，使用户可进行扩展查询填写更多约束条件，并将这些条件通过语义扩展查询界面传递给推理扩展模块；

推理扩展模块，根据查询条件进行推理，将移动情景搜索的结果与内容提供商提供的业务描述进行推理比较，为用户选择最精准的服务内容；

语义包装模块，可对推理结果进行语义包装返回给查询界面；

与外部网络数据进行交换的通信接口，采用通用标准定义。

本发明的优点在于，模型简单，简化了原有静态本体建模中繁冗的计算和比对规则，同时能够针对用户情景属性变更迅速做出反应，生成新的本体模型，结果更加精确，建模方式更灵活，且具有良好的自适应性、可扩展性和通用性。

附图说明

图1为本发明的基于用户情景的动态本体建模流程示意图。

图2为传统本体建模方法与服务映射关系图。

图3为本发明的基于移动搜索的用户情景动态本体建模系统图。

具体实施方式

有关本发明的技术内容及详细说明，现结合附图说明如下：

本发明提供一种基于用户情景的动态本体建模方法，通过统一建模描述规则及实时更新反馈用户行为属性方面的参数变化，为用户建立动态模型匹配方案，减少繁冗复杂的初期人工建模工作，建立通用化模型方法使搜索结果更为精准，更易于操作和扩展。

如图1为本发明的基于用户情景的动态本体建模流程示意图。首先根据系统和用户需求确定用户情景要素，然后建立和本体模型描述规范，包括：确立构建本体模型所需组件的规范信息集；确立本体建模各组件的属性及参数的规范信息集，并进行细化表达；确立本体建模各组件之间组合关系规范信息集，构建语法库；进而，根据所确立的本体建模组件信息、各组件属性及参数信息和各组件之间的组合关系信息，对应选择其中需要的一种或几种生成初始的用户情景本体模型。

当用户发起搜索请求时，检查用户情景属性是否变更？若用户情景属性没有变更，则直接使用原初始模型；若变更，则返回，对应变更的用户属性重新生成本体模型。

图2为传统本体建模方法与服务映射关系图，可以看出，在建模初期需人工建立对应用户不同服务需求的各个模型，系统根据用户的成本偏好、内容偏好、质量偏好和业务偏好个性化需求匹配不同的业务能力和业务策略，当用户发起搜索请求时，系统根据用户的属性和行为方面的差异生成其个性化模型，并寻找与现有本体模型库中最接近最类似的模型，从而确定应向其提供或推送哪种类型的服务。这种建模方法一方面工作量较大，另一方面准确度也不高，系统只能尽量寻找与用户最接近的模型，而无法确切确定用户的个性化模型，从而可能使服务提供或服务推送出现偏差。

而对于本发明使用动态本体建模方法，当用户发起搜索请求时，系统根据用户属性和行为直接计算生成的模型即为此用户的个性化模型，并寻找其可能感兴趣的服务进行推送。不仅简化了初期建模工作，减少了计算量，为系统节约存储空间，而且提高了模型精度，使其具有自适应性和通用性。当需要对用户情景描述文件进行修改时，只需要修改动态模型而不需要对本体库中多个模型进行逐一修改，又使该方法具有良好的可扩展性。

如图3所示的基于移动情景搜索的用户情景动态本体建模系统，包含：关系数据库、语义扩展查询界面、前端交互接口、推理扩展模块和语义包装模块。

关系数据库，由本体库和个体库构成的，可根据用户情景变化持久进行动态存取和更新；

语义扩展查询界面，具有语义导向，包括关联概念、查询树、语义查询结果，系统将查询关键字条件通过语义扩展查询界面传递给前端交互接口；

前端交互接口，负责语义查询前端和推理扩展模块的交互。包括将用户提交的查询关键字转换成查询语言的语义转换器；将查询结果转换成最终结果的结果转换器。

推理扩展模块，包括推理机和查询引擎，其中推理机又包括语义扩展模块和智能推理模块。根据查询条件进行推理，将移动情景搜索的结果与内容提供商提供的业务描述进行推理比较，经过语义扩展和智能推理，通过查询引擎为用户选择最精准的服务内容；

语义包装模块，可对推理结果进行语义细化包装返回给查询界面。

该系统的业务处理流程为：首先用户发起搜索请求访问语义扩展查询界面，可以选择相应类及子类并填写查询条件，也可以进行扩展查询填写更多条件，把条件传递给语义扩展查询界面，前端交互接口负责语义扩展查询界面和推理扩展模块之间的信息交互。在用户发起搜索请求的同时，系统对用户属性及参数进行实时检测，如发现有变更则进行反馈更新该用户对应的关系数据库内容，生成新的精准的用户个性化模型，推理扩展模块根据用户个性化模型和智能推理结果进行查询搜索，从而产生查询结果，并通过语义细化包装后传递给前端交互接口，通过结果转换，将最终结果通过语义扩展查询界面返回给用户终端。

上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施范围。即凡依照本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。

Claims

1.一种基于用户情景的动态本体建模方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤c：当用户请求触发时，检查用户概念集是否变更？若用户概念集没有变更，则直接使用原初始模型；若变更，则返回步骤2，对应变更的概念集重新生成本体模型。

2.根据权利要求1所述的基于用户情景的动态本体建模方法，步骤a中确定用户情景要素及本体模型描述规范的过程，进一步包含：

a-1、确立构建本体模型所需组件的规范信息集；

3.根据权利要求2所述的基于用户情景的动态本体建模方法，一种基于用户情景的动态本体建模方法，步骤b中确定用户初始本体模型，进一步包含：根据步骤a所确立的本体建模组件信息、各组件属性及参数信息和各组件之间的组合关系信息，对应选择其中需要的一种或几种生成初始的用户情景本体模型。

4.根据权利要求1所述的基于用户情景的动态本体建模方法，其特征在于，步骤c中进一步包含：

5.根据权利要求1-4之一所述的基于用户情景的动态本体建模方法，其特征在于还包括：根据需求对概念本体进行概念增加、概念删除、概念的属性修改；对于过程本体，由用户直接引发或由概念本体修改引对发过程本体的参数修改、过程增加、过程删除。

6.根据权利要求5所述的基于用户情景的动态本体建模方法，其特征在于,所述用户情景为移动搜索用户情景，所述移动搜索用户情景的描述规范中包括移动用户的小区编号、无线信道环境、用户终端类型相关参数。

7.一种根据权利要求6所述的基于用户情景动态本体建模系统，其特征在于，包含：

关系数据库，包括本体库和个体库构，所述本体库和个体库分别根据用户情景变化持久进行动态存取和更新；

前端交互接口，负责语义查询前端和推理扩展模块的交互，包括将用户提交的查询关键字转换成查询语言的语义转换器；将查询结果转换成最终结果的结果转换器；

推理扩展模块，包括推理机和查询引擎，其中推理机又包括语义扩展模块和智能推理模块；根据查询条件进行推理，将移动情景搜索的结果与内容提供商提供的业务描述进行推理比较，经过语义扩展和智能推理，通过查询引擎为用户选择最精准的服务内容；

语义包装模块，可对推理结果进行语义细化包装返回给查询界面；

与外部网络数据进行交换的通信接口，采用通用标准定义。