基于本体的船舶火灾危险性评估系统的设计与实现

摘要

我国既是一个海洋大国,也是一个江河湖泊众多的国家。当前,我国的海运和内河运输事业得到了迅猛的发展,取得的成就令人瞩目。随着船舶火灾的不断发生,造成的人员伤亡和经济损失极大,船舶火灾成为当前运输业面临的主要危害之一。为了防范和控制火灾,以减小其对船舶安全的威胁,开展船舶火灾危险性的评估研究十分必要。
　　 船舶火灾危险性综合评估一直是国内外船舶消防领域研究的一个重点和难点问题。目前,国内外对船舶火灾危险性的评估研究取得了一定的成果,但仍处于研究阶段,建立科学合理的评估指标体系是进行危险性综合评估的前提和基础。因此,本文针对船舶火灾危险性评估的特点,总结了国内外船舶火灾危险性评估方法的研究现状,提出一种基于本体的船舶火灾危险性评估系统的设计构想。首先根据《交通汉语主题词表》,使用protégé构建了船舶本体,再以火灾评估指标体系为基础构建了火灾本体,并将船舶本体和火灾本体合并构建成船舶火灾本体；然后,用Jena对船舶火灾本体解析得到概念与关系的分类,将概念进行语义相似度的计算得到船舶火灾评估因素,再通过概念间的关系将概念进行聚类得到船舶火灾评估对象,由此生成船舶火灾危险性评估表；最后,设计了船舶火灾危险性评估等级的规则库,利用贝叶斯网络和Jena本体推理机,结合模糊数学评估方法,实现对船舶火灾危险性评估等级的划分以及基于本体的船舶火灾危险性评估系统。此外,本文还将实例的评估结果与BP神经网络模拟仿真实例数据后的结果进行了实验对比和分析。
　　 通过使用本体可以对船舶火灾评估指标体系进行规范化说明,进而构建了科学完整的评估系统；本体搭建了用户与系统之间的桥梁,基于本体的系统设计,可以使用户通过语义只和本体打交道,而不用去了解繁琐的程序设计过程:通过基于本体的船舶火灾危险性评估系统的设计与实现,能有效地解决船舶火灾因素多而杂、定量难等问题,为消防人员对船舶火灾危险性的评估提供有效的参考依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 船舶火灾研究现状

1.2.2 本体技术应用研究现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文章节安排

第2章 本体技术与船舶火灾危险性评估相关理论

2.1 本体技术

2.1.1 本体构建

2.1.2 本体解析

2.1.3 本体推理

2.2 船舶火灾危险性评估相关理论

2.2.1 船舶火灾危险性评估概述

2.2.2 船舶火灾危险性评估指标体系

2.2.3 船舶火灾危险性评估的主要方法

第3章 基于本体的船舶火灾危险性评估系统的分析

3.1 O-SFRAS框架

3.1.1 系统开发方法

3.1.2 O-SFRAS模块结构

3.1.3 O-SFRAS设计流程

3.2 船舶火灾本体的构建

3.2.1 本体protégé构建

3.2.2 本体合并

3.3 本体存储

3.4 本体解析

3.4.1 本体jena解析

3.4.2 带有概率扩展的OWL本体

3.4.3 Text2Onto本体学习

3.5 船舶火灾危险性评估表的生成

3.5.1 火灾评估因素的概念抽取

3.5.2 评估对象的概念聚类

3.5.3 评估表的生成与存储

3.6 船舶火灾本体实例数据的处理

3.6.1 船舶火灾本体实例数据的存储

3.6.2 船舶火灾本体实例数据的查询

3.7 船舶火灾危险性评估等级的设计

3.7.1 评估等级的生成过程

3.7.2 基于贝叶斯网络的本体推理

第4章 船舶火灾危险性评估系统的设计与实现

4.1 开发环境及工具的配置

4.1.1 开发语言-Java

4.1.2 本体构建工具-Protégé

4.1.3 开发环境-Eclipse

4.1.4 本体应用工具API-Jena

4.1.5 应用服务器Jboss

4.2 系统功能模块的详细设计

4.2.1 本体构建模块

4.2.2 本体解析模块

4.2.3 本体推理模块

4.3 规则库和数据库的设计

4.3.1 船舶火灾危险性等级规则库的设计

4.3.2 数据库的设计

4.4 系统核心模块的实现

4.4.1 本体构建模块

4.4.2 本体存储

4.4.3 本体解析模块

4.4.4 船舶火灾危险性评估模块

第5章 总结与展望

5.1 系统实例数据神经网络仿真模拟对比分析

5.2 论文总结

5.3 工作展望

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

研究生履历