CN113361979A - 面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取仿真平台的建模对象，建立建模对象的本体元模型，根据实体属性的类别，构建实体的标签体系，根据关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系，通过对标签体系和所述标签关系体系，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。采用本方法能够提升领域专家的建模效率和适应度。

Description

面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

建模与仿真（Modeling and Simulation,M&S）是一门新兴学科，建模是将现实中的数据、过程、限制等抽象为各种模型，而仿真则是模型的执行。随着计算机技术的不断发展，建模与仿真研究已经与理论研究、实验研究一起，作为科学研究的三种主要手段，受到广泛的关注和发展。特别是在军事系统仿真的研究中，建模与仿真技术已经服务于训练、试验、分析、辅助决策等众多研究领域，而且应用范围还在不断扩展，研究层次也在不断深入。

在仿真建模中，需要根据仿真的目的对现实世界进行第一次抽象，即将类型与实例分类，类型组成的“虚拟世界”即本体空间，如“飞机、车辆”属于本体空间，“某一辆车、某一架飞机”，则为该本体空间下的实例。因此本体也对应于一个领域下的通用知识字典集合，能够实现交流、共享、互操作、重用等。

本体构建有多种方法，按照领域专家的参与程度，可分为手工建立本体、半自动建立本体和自动建立本体三大类。其中，半自动建立本体为复用已有本体，自动建立本体即采取一定数据挖掘手段建立。

由于本体工程到目前为止仍处于相对不成熟的阶段，领域本体的建设还处于探索期，因此构建过程中还存在着很多问题。

在领域本体建模与复用方面，主要存在以下不足：

①领域本体构建缺少标准及具体约束

由于在领域本体构建方面没有一个统一、规范的标准，导致在实践过程中的自由度较高，不同领域专家采取不同的建模方法，导致本体构建的效率较低，所构建的本体质量不高。因此需要在大的构建主流程下，加强方法细节的研究。

②系统仿真领域本体构建的针对性研究不足

目前，主流的本体构建方法是斯坦福大学的“七步法”，对应的建模工具为protege，该工具和方法在各行各业得到了广泛应用，然而，“七步法”针对系统仿真领域的针对性定制不足，缺少细分领域的抽象，导致建模工作量较大。因此需要针对系统仿真领域的本体建模方法进行研究。

③支撑可推演的领域本体构建研究不足

当前主流的本体库已实现了可推理，能够进行关系补全、实体推荐等操作，但是缺乏时间相关维度，在动态行为的刻画上不足，因此需要研究新型的本体描述及构建方法，使其能够描述体系或系统的静态、动态信息。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种面向剖面本体建模方法，所述方法包括：

获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

在其中一个实施例中，所述标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签；还包括：根据所述实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据所述能力标签和描述标签，构建所述实体的标签体系。

在其中一个实施例中，还包括：根据所述关系规则，建立所述能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

在其中一个实施例中，还包括：根据所述标签关系体系，提取得到各个关系规则对应的本体概念；根据所述本体概念，将所述标签体系中的标签与实体进行对应，从而进行本体融合。

在其中一个实施例中，还包括：对本体融合后得到的本体模型进行本体裁剪和补全。

一种面向剖面本体建模装置，所述装置包括：

元模型构建模块，用于获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

标签构建模块，用于根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

关系体系模块，用于根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

本体构建模块，用于通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

在其中一个实施例中，所述标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签，标签构建模块还用于根据所述实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据所述能力标签和描述标签，构建所述实体的标签体系。

在其中一个实施例中，关系体系模块还用于根据所述关系规则，建立所述能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

上述面向剖面本体建模方法、装置、计算机设备和存储介质，方法上通过属性标注的方式进行本体建模，在流程和方法上进行了创新，尤其是变单视图的以继承为主的结构为多视图的以标签及标签关系为主的网状结构，不仅增强了本体建模方法的描述能力，在本体建模的解耦上也更加灵活和全面。同时，该技术采取先扩大再剪裁的思想进行本体设计，先发散再集中，符合人类的思维模式，能够提升领域专家的建模效率和适应度。该技术及系统能够在体系仿真、系统仿真等领域得到广泛应用，发挥社会和经济价值。

附图说明

图1为一个实施例中面向剖面本体建模方法的流程示意图；

图2为一个实施例中本体元模型的结构示意图；

图3为一个实施例中标签体系的结构示意图；

图4为一个实施例中标签关系体系的结构示意图；

图5为一个实施例中本体融合的结构示意图；

图6为一个实施例中面向剖面本体建模装置的结构框图；

图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种面向剖面本体建模方法，包括以下步骤：

步骤102，获取仿真平台的建模对象，建立建模对象的本体元模型。

本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；实体是对建模对象进行数据映射得到的，关系用于描述所述实体之间的关系。

实体属性指的是通过对建模对象的实体进行分析，得到对应的属性，关系规则指的是对建模对象中实体关系进行分析，提取得到的。

以加油站系统的仿真平台为例进行本体建模，建模目的是通过系统建模与仿真，研究加油站系统对于不同类型车辆的接待能力，以及各种客流量下人力、油料等资源的消耗情况。

通过对加油站系统进行分析，可以建立本体元模型如图2所示。

在图2中，加油站系统中包括实体和关系，对于实体，包含资源类实体和活动类实体，资源类实体下包括：车辆、服务员、加油位和油料，活动类实体包括：加油和排队。关系包括：补充、占用和消耗。

对应的，在加油站系统中的实体包括：汽油车、柴油车、汽油位、柴油位、汽油、柴油、加柴油和加汽油。

关系规则为补充、占用和消耗。实体属性包括：车辆、服务员、加油位、油料、加油和排队。

步骤104，根据实体属性的类别，构建实体的标签体系。

通过对实体属性进行分析，可以得到各个类别下对应的标签，从而建立起标签体系。如图3所示。在图3中，标签可以设置为：可被消耗资源、可被占用资源、服务对象、能消耗资源、能补充资源以及能占用资源。

步骤106，根据关系规则和标签体系，建立标签关系体系。

标签关系体系即将各个类型的标签通过关系规则进行关联，如图4所示。

步骤108，通过对标签体系和标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

本体建模即根据标签体系和标签关系体系，对重复的数据结构进行归一化，对于冲突的规则进行修改。

上述面向剖面本体建模方法中，通过属性标注的方式进行本体建模，在流程和方法上进行了创新，尤其是变单视图的以继承为主的结构为多视图的以标签及标签关系为主的网状结构，不仅增强了本体建模方法的描述能力，在本体建模的解耦上也更加灵活和全面。同时，该技术采取先扩大再剪裁的思想进行本体设计，先发散再集中，符合人类的思维模式，能够提升领域专家的建模效率和适应度。该技术及系统能够在体系仿真、系统仿真等领域得到广泛应用，发挥社会和经济价值。

在其中一个实施例中，标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签，如图3所示，根据实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据能力标签和描述标签，构建实体的标签体系。

在其中一个实施例中，根据关系规则，建立能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

具体的，如图4所示，可被消耗资源和能消耗资源可以与消耗关系进行关联，服务对象和能补充资源可以与补充关系进行关联，可被占用资源和能占用资源与占用关系进行关联。

具体的，由于三种关系均为规则关系，能够对目标的状态产生影响，因此需要对规则进行建模如下：

消耗规则：可被消耗资源.数量=可被消耗资源.数量-能消耗资源.消耗量

补充规则：服务对象.资源数量=服务对象.资源数量+能补充资源.补充量

占用资源：可被占用资源.占用数量=能占用资源.占用数量

在其中一个实施例中，根据标签关系体系，提取得到各个关系规则对应的本体概念；根据本体概念，将标签体系中的标签与实体进行对应，从而进行本体融合。

具体的，如图5所示，本体融合形成领域本体属性与本体关系，以汽油资源为例，由于在标签规则关系中定义了该资源的数量属性，因此汽油资源具备了数量属性，在标签关系中定义了可以被【能消耗资源】活动消耗，因此汽油能够被加油活动消耗，加油活动具备属性为油料消耗量。

在其中一个实施例中，对本体融合后得到的本体模型进行本体裁剪和补全。

具体的，进行本体剪裁和补全首先需要增加规则约束，由于不同类型的汽车只能加不同类型的油，因此需要剪裁加汽油消耗柴油，加柴油消耗汽油等关系，剪裁加汽油活动服务柴油车和加柴油活动服务汽油车等关系。同时，发现加油活动中的属性油料消耗量与服务对象相关，因此需要建立服务对象对加油活动的影响关系，根据不同类型的车辆，调整加油活动的属性，动态为该属性赋值。当所有实体属性、关系、规则均补全到位后，且没有多余无用信息后，完成本体建模。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种面向剖面本体建模装置，包括：元模型构建模块602、标签构建模块604、关系体系模块606和本体构建模块608，其中：

元模型构建模块602，用于获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

标签构建模块604，用于根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

关系体系模块606，用于根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

本体构建模块608，用于通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

在其中一个实施例中，关系体系模块606还用于根据所述关系规则，建立所述能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

在其中一个实施例中，所述标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签，标签构建模块604还用于根据所述实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据所述能力标签和描述标签，构建所述实体的标签体系。

在其中一个实施例中，本体构建模块608还用于根据所述标签关系体系，提取得到各个关系规则对应的本体概念；根据所述本体概念，将所述标签体系中的标签与实体进行对应，从而进行本体融合。

在其中一个实施例中，还包括：裁剪与补全模块，用于对本体融合后得到的本体模型进行本体裁剪和补全。

关于面向剖面本体建模装置的具体限定可以参见上文中对于面向剖面本体建模方法的限定，在此不再赘述。上述面向剖面本体建模装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种面向剖面本体建模方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种面向剖面本体建模方法，其特征在于，所述方法包括：

获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

通过对所述标签体系和所述标签关系体系，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签；

所述根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系，包括：

根据所述实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据所述能力标签和描述标签，构建所述实体的标签体系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系，包括：

根据所述关系规则，建立所述能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，包括：

根据所述标签关系体系，提取得到各个关系规则对应的本体概念；

根据所述本体概念，将所述标签体系中的标签与实体进行对应，从而进行本体融合。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对本体融合后得到的本体模型进行本体裁剪和补全。

6.一种面向剖面本体建模装置，其特征在于，所述装置包括：

元模型构建模块，用于获取仿真平台的建模对象，建立所述建模对象的本体元模型；所述本体元模型中包括：实体、关系、实体属性和关系规则；所述实体是对所述建模对象进行数据映射得到的，所述关系用于描述所述实体之间的关系；

标签构建模块，用于根据所述实体属性的类别，构建所述实体的标签体系；

关系体系模块，用于根据所述关系规则和所述标签体系，建立标签关系体系；所述标签关系体系中包含不同类别标签与关系规则的对应关系；

本体构建模块，用于通过对所述标签体系和所述标签关系体系进行本体融合，得到实体对应的标签，从而实现本体建模。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述标签体系中标签的类型包括：能力标签和描述标签，标签构建模块还用于根据所述实体属性的类别，分别生成能力标签和描述标签，根据所述能力标签和描述标签，构建所述实体的标签体系。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，关系体系模块还用于根据所述关系规则，建立所述能力标签和描述标签的对应关系，得到标签关系体系。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

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