[发明专利]一种基于本体的地铁施工风险知识构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁施工风险知识构建领域，具体涉及一种基于本体的地铁施工风险知识构建方法。 

背景技术

在地铁及各种地下工程的施工过程中，进行风险管理至关重要，作为风险管理的一部分，风险识别是一项知识密集型的任务。调查显示，风险管理多是基于管理者前期经验的积累和知识的重用。由于缺乏足够风险知识导致无法有效识别风险，是项目实施阶段最常见的问题。 

传统的风险清单、风险结构分解等方法普遍使用，但无法表达风险、致险因素间的网络结构关系，将彼此关联的风险知识分割为孤立的知识项。实际上风险知识间彼此关联，相互影响，构成一个网络结构，而非单向的线性关系。 

同时，以往对风险知识的储存管理通常以文档形式备案，没有形成可供计算机理解并能进行信息检索的数据库记录，也没有按照知识管理的要求，实现风险知识结构化的模型管理。 

已有的风险知识模型多采用面向对象的建模方式，风险间复杂的依赖关系需要通过关系数据库表间的推理进行表达，缺乏明晰的语义表达。再者，这一建模方式导致后续的调整需要重构表间的关联关系。 

同时，这种知识模型也不便于扩展与共享。风险知识需要在工程参与各方之间协调，而传统的知识表达不支持风险知识在参与方之间的共享。 

本体作为概念模型的明确的规范化说明，与语义网一起为领域知识的结构化表示和重用提供了支持。目前，本体技术在各行业得到了广泛应用，在建筑领域也展现了极大的应用优势。对于地铁施工风险领域来说，历史风险知识的积累对今后施工过程中风险因素的识别以及应对措施的选择具有重大作用，将本体和语义技术应用到风险知识的构建与表达中，对实现该领域知识数据的统一构建具有重大意义。 

发明内容

本发明的目的就在于克服上述技术中的不足之处，提供一种基于本体的地铁施工风险知识构建方法，该方法基于故障树拓扑结构的风险链（risk path）获取方法，构建地铁施工风险知识网络结构，并引入本体的概念，进行风险知识的本体化表达与语义化描述，建立风险知识本体库，实现对施工风险知识及其相互关系的明晰的语义表达，支持风险知识的计算机理解和语义推理。 

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为： 

一种基于本体的地铁施工风险知识构建方法，首先获取地铁施工风险的领域知识，构建风险监控对象库。然后通过故障树抽取的风险因素及其因果链关系，并依据风险监控对象域中对象间的关系以及故障树的拓扑结构，构建地铁施工网络结构化的风险知识库和案例库。然后将工程风险领域知识建模进本体模型，形成工程施工风险本体库，所述本体库基于三层框架，分别是元本体、风险知识表示本体、实例本体。其中元本体定义了风险知识的元模型，表达了风险知识的抽象概念及其关系，为风险知识的语义表示提供统一的表达结构，也为风险知识的语义理解和推理奠定基础。风险知识表示本体，通过利用风险监控对象所处的特定领域知识概念对元本体中基本概念和关系的继承，对监控对象及其风险知识进行本体表达得到。实例本体是在风险监控对象库及风险知识库的本体表达基础上，结合风险案例库的知识，来表达在某一项目具体情境的的实际风险。

上述一种基于本体的地铁施工风险知识构建方法，包括以下步骤： 

（1）分析领域知识，抽取概念；对风险监控对象库中的知识以及知识之间的联系进行分析，抽取相关概念及关系，建立相应的概念图。

（2）获取风险链，构建风险知识语义网；利用一种基于风险故障树拓扑结构的风险链（risk path）获取方法，获取风险与致险因素间的依赖和影响关系。采用语义网进行风险知识的表达，将各风险链基于风险监控对象的领域关联关系，连接成为一个风险知识网络地图。并采用语义网技术进行风险知识网络的表达，形成一个风险知识语义网，实现风险知识及其相互关系的明晰的语义表达，支持风险知识的计算机语义理解和推理。 

基于风险故障树拓扑结构的风险链（risk path）获取方法是一种广泛使用的风险概率和可靠性分析方法。它把风险事件作为“顶事件”，把产生事件的原因作为“基本事件”，通过逻辑操作符（“与”、“或”）表示基本事件的交叉状态，来形象化的表示系统中不良事件的关系。 

故障树中“顶事件”、“中间事件”、“基本事件”之间的关系决定了风险知识网络中各节点之间的关系。在一定程度上，故障树也揭示出导致风险事件的致险因素，所以，故障树为风险链的查找提供了可能。  

如图1是一个典型的故障树转化为知识网络中风险链的示意图。