CN110083707B - 一种构建核电消防规范规则库的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种构建核电消防规范规则库的方法，其特征在于包括：步骤1、新建或读取规则库后，通过规则分类模块，创建或修改规则库的分类目录；步骤2、对于每一条规则，通过规则的自然语言描述模块为其添加或修改自然语言描述；步骤3、对于每一条规则，通过规则的结构化自然语言描述模块为其添加、修改或删除结构化自然语言描述；步骤4、对于每一条规则的SNL描述，能够通过规则的一致性和完备性检查模块对其进行检查，一致性和完备性检查模块将给出规则描述无误或有误的提示。该方法提出了基于形式化描述语言，对核电领域消防规范条款进行自洽性检查的方法。
Description
技术领域
本发明涉及计算机数据库构建方法，特别是涉及一种构建核电消防规范规则库的方法。
背景技术
核电消防规范是用于陆上固定式热中子反应堆(如轻水、重水反应堆、气冷堆)核电厂的建筑规范，为加强核电厂消防安全管理，规范核电厂消防工程初步设计、竣工验收和运行管理工作，我国政府目前强制要求核电厂建厂过程要符合核电消防规范。现有技术中，为了检查核电厂建筑在设计、施工等阶段建造的模型是否符合相应的核电消防规范，需要审核机构或个人对模型进行人工检查。近年来，随着计算机技术的发展和推广，采用计算机技术对模型进行自动化检查成为可能。与传统方法相比，采用计算机检查的方法不仅能够节省大量的人力和时间，还能够保证检查的覆盖率和准确性。为了实现对核电厂建筑模型的自动化检查，必须先将核电消防规范翻译为计算机能够理解的规则。如何将核电消防规范条款转换为计算机能够理解的规则，并将核电消防规范构建成规则库，是核电消防规范描述领域的关键问题之一。
目前，国内外对规则的描述主要基于以下三种方法。
1).计算机语言描述：核电消防规范描述最直接也是最底层的方法，就是将规则直接翻译为计算机可理解的语言。这些规则的描述能够直接基于一阶谓词逻辑，或是基于建模工具的API和标准化IFC格式的定义语言EXPRESS描述规则。这种方法的优点是编写的规则无需再进行二次转换，能够直接应用；且能够直接映射到核电厂建筑模型中。然而由于这类方法比较底层，编写成本高；同时，由于此类方法是面向核电厂建筑模型而非面向核电消防规范的，描述能力有限。
2).基于参数表描述：参数表式的规则描述方法是一种通用的方法。参数表的模板化配置使得编写规则变得简单，只需要对其中的参数进行修改，就能够满足不同的检查需求。然而参数表方法只能够在参数表给定的范围内编写规则，同样无法覆盖核电消防规范描述中的所有情况。
3).领域特定语言描述：使用领域特定语言来描述核电厂建筑规则是近年来新兴的一种规则描述方法。领域特定语言是面向某个领域的设计的语言，其优势在于它是面向领域的，更关心领域知识而不是规则的底层实现。想要发挥领域特定语言的优势，使其描述能力能够覆盖核电消防规范的内容，同时又易于理解，必须对语言的语法进行良好的设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种系统性地构建核电消防规范规则库的方法。该方法能够解决核电消防规范因完全基于非结构化中文描述，自身存在歧义模糊等问题，以及由此带来的核电消防规范不能被计算机识别、理解，分析及自动审核等问题。
本发明的技术方案是提供了一种一种构建核电消防规范规则库系统，其包括：规则的分类模块、规则的自然语言描述模块、规则的结构化自然语言描述模块、规则的一致性和完备性检查模块；其中：
规则的分类模块为规则库提供分类功能，确定了规则库的组织结构；
规则分类模块提供了两种分类方法，一种是分类树方法，分类树方法的分类内容与规则库描述的核电消防规范的分类内容一一对应；一种是基于标签的分类方法，该方法允许对规则库内的规则添加标签，每条规则能够有多个标签，通过标签过滤能够选择该标签下的所有规则；
规则的自然语言描述模块能够接收自然语言语句作为输入，并将其作为规则的属性之一存储在规则中；规则的自然语言描述确定了规则所规定的内容，并作为规则的结构化自然语言描述模块内容的重要参考；
规则的一致性和完备性检查模块对规则库中的所有规则的SNL描述进行一致性和完备性验证，检查其描述的属性值要求是否有自相冲突或不完备之处，并给出验证结果，并作为规则库构建质量的参考。
本发明还提供了一种构建核电消防规范规则库的方法，其特征在于包括：
步骤1、新建或读取规则库后，通过规则分类模块，创建或修改规则库的分类目录；
对于每一条目录，能够修改其名称或删除目录，删除后该目录下的所有规则放置在未分类目录下；
对于每一条规则，能够修改其分类目录；过标签管理装置能够增加、修改或删除标签，对于每一条规则，能够通过标签管理装置为其选择相应的标签；通过分类树能够查看某一分类下的所有规则，通过标签过滤能够查看某一标签的所有规则；
步骤2、对于每一条规则，通过规则的自然语言描述模块为其添加或修改自然语言描述；
步骤3、对于每一条规则，通过规则的结构化自然语言描述模块为其添加、修改或删除结构化自然语言描述；
步骤4、对于每一条规则的SNL描述，能够通过规则的一致性和完备性检查模块对其进行检查，一致性和完备性检查模块将给出规则描述无误或有误的提示。
进一步地，步骤3中，SNL描述与自然描述对应，根据自然描述语句的复杂程度，确定SNL语句的划分情况；对于分列了多条要求的核电消防规范条款，将一条要求对应为一句SNL语句，多句SNL语句合取作为规则的SNL描述；对于含有表格的核电消防规范条款，通常将每一个单元格内容对应为一句SNL语句，表格的表头作为SNL语句的条件部分，单元格的内容作为SNL语句的结论。
本发明具有以下有益效果：
(1)提出了按照专业和处理对象从审核角度，对核电消防规范条款进行多维度划分的方法(建筑、水、暖、电分类/处理消防设计说明、图纸)
(2)提出了基于国家标准推荐的形式化语言，对核电消防规范进行严格、精确描述的方法(国家标准是我们提的，给出一种形式化描述语言，但并没有给出针对核电、消防等具体领域及特点，如何应用，即构建完整可用的规则库的方法)
(3)提出了基于形式化描述语言，对核电领域消防规范条款进行自洽性检查的方法。
(4)本发明所采用的分类方法从两个侧面对规则库中的规则进行分类，在用分类树方法保留核电消防规范分类的同时，增加标签分类法，允许从自定义角度对规则进行标注。
(5)本发明所采用的结构化自然语言描述方法与现有方法相比，对核电消防规范的描述能力和描述覆盖率有很大的提升。该方法提供的多种描述句型能够更好地适应核电消防规范的复杂性。
(6)本发明对规则库进行了一致性和完备性检查，在一定程度上保证了规则库构建的质量和正确性。
附图说明
图1是构建核电消防规范规则库结构示意图；
图2是涉及构建核电消防规范规则库的构件、属性与关系示意图；
图3是结构化自然语言SNL说明图；
具体实施方式
以下结合附图1-3对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，该实施例提供了一种构建核电消防规范规则库系统，其包括：规则分类模块、规则的自然语言描述模块、规则的结构化自然语言描述模块、规则的一致性和完备性检查模块；其中：
规则分类模块为规则库提供分类功能，确定了规则库的组织结构；
规则分类模块提供了两种分类方法，一种是分类树方法，分类树方法的分类内容通常与规则库描述的核电消防规范的分类内容一一对应；
分类树方法是规则库分类的基本方法，在构建规则库时，首先要构建好规则库的分类目录，例如在规则库《核电厂防火设计规范(GB/T 22158—2008)》中，可以按照规范的目次，在规则库中建立大的分类，标号为数字(如1)，每个分类下再建立子分类，标号为数字(如1.1)。该规则分类模块支持对分类的创建、修改和删除，也支持在某一分类下新建规则，或修改规则所属的分类。
核电消防规范另一种是基于标签的分类方法，该方法允许对规则库内的规则添加标签，每条规则可以有多个标签，通过标签过滤可以选择该标签下的所有规则。例如在规则库《核电厂防火设计规范(GB/T 22158—2008)》中，可以在标签管理器中添加标签“防火小区”、“限制机组不可用性防火小区”等。
核电消防规范规则的自然语言描述模块能够接收自然语言语句作为输入，并将其作为规则的属性之一存储在规则中。规则的自然语言描述确定了该规则所规定的内容，并作为规则的结构化语言描述模块内容的重要参考。通常将核电消防规范中的条款描述内容作为规则的自然语言描述输入。
对于构建核电消防规范规则库系统中的每一条规则，可以在选中规则后，通过系统的自然语言编辑器，输入规则的自然语言内容；例如在规则库《核电厂防火设计规范(GB/T 22158—2008)》中，可以将规则4.5.3.2.2对应的规范条款原文“固定二氧化碳灭火装置二氧化碳灭火装置适用于密封或近乎密封的房间。由于二氧化碳的冷却作用使房间温度下降，所以应采取措施保护某些对低温敏感的设备。同时，应有足够长的时间保持二氧化碳气体浓度，以中止内部燃烧过程并使设备冷却。禁止用二氧化碳扑救金属火灾。二氧化碳对于A类深位火灾(木材、卷宗纸张)需采用较高的设计浓度。”作为规则的自然语言描述，通过自然语言编辑器输入到系统中，该段描述即作为规则的属性存储在了规则中。
核电消防规范规则的结构化自然语言描述模块接受结构化自然语言语句作为输入，并将其作为规则的属性之一存储在规则中。
结构化自然语言(Structural Natural Language，以下简称SNL)是面向核电消防规范描述的领域特定语言，在核电厂建筑信息模型规范检查中作为中间转换语言，将自然语言描述的国家标准规范过渡到计算机更容易处理的结构化语言。每条规则可以有多条SNL语句描述。规则的SNL描述通常基于规则的自然语言描述，即规则对应的核电消防规范。例如在规则库例如在规则库《核电厂防火设计规范(GB/T 22158—2008)》中，规则4.5.3.2.2的规范内容，可以用两句SNL语句来描述，分别为“固定二氧化碳灭火装置二氧化碳灭火装置”、“足够长的时间保持二氧化碳气体浓度，以中止内部燃烧过程并使设备冷却”对应其相应的自然语言描述。
核电消防规范核电消防规范的主要描述对象是核电厂建筑构件、构件属性和构件关系。
如图2所示，核电厂建筑的基本组成单元是核电厂建筑构件，如墙、门、窗等，每个核电厂建筑构件都有各自的属性，如高度、厚度等，不同的构件之间可能存在着一定的关系，如墙上有门、门到门的距离等。在SNL中，对应这三类描述对象，采用类似自然语言中的名词、动词、助词等对其进行描述；核电厂建筑构件可用名词表示，即自然语言中所描述的构件(如墙、门)，构件属性可用名词结合助词(如“的”)表示(如墙的高度)，构件关系可用动词(如“有”)表示(如墙有门)。
核电消防规范的语句形式除了常见的自然语言描述外，还包含大量的表格描述。
为了覆盖自然语言核电消防规范的描述内容，SNL内部设计了几种不同的语句类型和语法元素。SNL的基本语句单位是简单句，简单句又可分为属性简单句和关系简单句，分别描述核电消防规范中对核电厂建筑构件属性要求的规范和对核电厂建筑构件关系要求的规范。
简单句与量词(如“所有”、“存在一个”等)组合为陈述句，简单句与连接词(如“并且”、“或者”等)组合为复合句，简单句与条件词(“如果”，“那么”)组合为条件句，分别描述核电消防规范中的简单规范、复合规范和带有条件限制的规范。核电消防规范中的自然语言语句可以用以上三种句型描述，复杂表格也可以用一组SNL条件句进行描述。
由于SNL是一门独立的领域语言，因此在规则库构系统的内部提供了对SNL进行输入检查的独立装置，用于检查输入SNL语句的语法正确性。在系统中，SNL的输入和检查由独立的SNL编辑器模块完成。其中包含输入框和输出信息显示，输入框用于与用户进行交互，用户通过输入框输入SNL语句描述，对于用户输入的SNL语句，系统会通过基于JavaCC技术的语法解析器对输入语句进行语法检查，检查通过与否的结果显示在输出框中。
规则的一致性和完备性检查模块对规则库中的所有规则的SNL描述进行一致性和完备性验证，主要检查其描述的属性值要求是否有自相冲突或不完备之处，并给出验证结果，作为规则库构建质量的参考。
由于规则可对应多条SNL语句，因此一致性主要检查规则的SNL语句之间的属性数值是否是一致的，避免语句之间的描述是矛盾的；
完备性主要检查规则的SNL语句描述的属性数值是否是完整的，避免出现遗漏情况。
例如，如果在规则库中新建规则，输入SNL语句“疏散门的最小净宽度不宜小于0.9m”和“疏散走道的净宽度不宜小于1.4m”，如果在规则库中新建规则，输入SNL语句“疏散门的最小净宽度不宜小于0.6m”或“疏散走道的净宽度不宜小于1.0m”，则系统的一致性验证结果会显示该规则中门的高度属性是冲突的。
规则的一致性和完备性检查模块仅作为辅助验证模块，并不影响规则库本身的操作。
该实施例所述的一种构建核电消防规范规则库的工具可以新建一个规则库或读取一个已有的规则库，通过以上功能模块对规则库进行操作，并将操作完成的规则库进行保存。
如图3所示，该实施例还提供了一种构建核电消防规范规则库的方法，其具体包括：
步骤1、新建或读取规则库后，通过规则分类模块，创建或修改规则库的分类目录。
该步骤中，在分类目录下，新建一条该目录下的规则；若未创建目录或创建规则时未选择相应的目录，则规则默认放置在未分类目录下。
对于每一条目录，可以修改其名称或删除目录，删除后该目录下的所有规则放置在未分类目录下。对于每一条规则，可以修改其分类目录。通过标签管理装置可以增加、修改或删除标签，对于每一条规则，可以通过标签管理装置为其选择相应的标签。通过分类树可以查看某一分类下的所有规则，通过标签过滤可以查看某一标签的所有规则。
步骤2、对于每一条规则，通过规则的自然语言描述模块为其添加或修改自然语言描述。
步骤3、对于每一条规则，通过规则的结构化自然语言描述模块为其添加、修改或删除结构化自然语言(以下简称SNL)描述。
SNL描述与自然描述对应，根据自然描述语句的复杂程度，确定SNL语句的划分情况。通常对于简单的核电消防规范条款，可以用一句SNL语句描述，核电消防规范描述的核电厂建筑构件作为SNL语句的描述主体构件，构件的定语作为SNL语句的条件部分，构件的要求作为结论部分；对于分列了多条要求的核电消防规范条款，通常将一条要求对应为一句SNL语句，多句SNL语句合取作为规则的SNL描述；对于含有表格的核电消防规范条款，通常将每一个单元格内容对应为一句SNL语句，表格的表头作为SNL语句的条件部分，单元格的内容作为SNL语句的结论。
步骤4、对于每一条规则的SNL描述，可以通过规则的一致性和完备性检查模块对其进行检查，一致性和完备性检查模块将给出规则描述无误或有误的提示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种构建核电消防规范规则库的方法，其中：
核电消防规范规则库系统，其包括：规则的分类模块、规则的自然语言描述模块、规则的结构化自然语言描述模块、规则的一致性和完备性检查模块；
规则的分类模块为规则库提供分类功能，确定了规则库的组织结构；
规则分类模块提供了两种分类方法，一种是分类树方法，分类树方法的分类内容与规则库描述的核电消防规范的分类内容一一对应；一种是基于标签的分类方法，该方法允许对规则库内的规则添加标签，每条规则能够有多个标签，通过标签过滤能够选择该标签下的所有规则；
规则的自然语言描述模块能够接收自然语言语句作为输入，并将其作为规则的属性之一存储在规则中；规则的自然语言描述确定了规则所规定的内容，并作为规则的结构化自然语言描述模块内容的重要参考；
规则的一致性和完备性检查模块对规则库中的所有规则的SNL描述进行一致性和完备性验证，检查其描述的属性值要求是否有自相冲突或不完备之处，并给出验证结果，并作为规则库构建质量的参考；
其特征在于包括：
步骤1、新建或读取规则库后，通过规则分类模块，创建或修改规则库的分类目录；
对于每一条目录，能够修改其名称或删除目录，删除后该目录下的所有规则放置在未分类目录下；
对于每一条规则，能够修改其分类目录；通 过标签管理装置能够增加、修改或删除标签，对于每一条规则，能够通过标签管理装置为其选择相应的标签；通过分类树能够查看某一分类下的所有规则，通过标签过滤能够查看某一标签的所有规则；
步骤2、对于每一条规则，通过规则的自然语言描述模块为其添加或修改自然语言描述；
步骤3、对于每一条规则，通过规则的结构化自然语言描述模块为其添加、修改或删除结构化自然语言描述；
步骤4、对于每一条规则的SNL描述，能够通过规则的一致性和完备性检查模块对其进行检查，一致性和完备性检查模块将给出规则描述无误或有误的提示。
2.根据权利要求1所述的构建核电消防规范规则库的方法，其特征在于：
步骤3中，SNL描述与自然描述对应，根据自然描述语句的复杂程度，确定SNL语句的划分情况；对于分列了多条要求的核电消防规范条款，将一条要求对应为一句SNL语句，多句SNL语句合取作为规则的SNL描述；对于含有表格的核电消防规范条款，通常将每一个单元格内容对应为一句SNL语句，表格的表头作为SNL语句的条件部分，单元格的内容作为SNL语句的结论。
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