摘　要： 提出一種基于案例的Web推理方法和對(duì)應(yīng)的CBR系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，以適應(yīng)目前Internet環(huán)境下知識(shí)共享,、知識(shí)管理工具和知識(shí)應(yīng)用的發(fā)展。
　　關(guān)鍵詞： 語(yǔ)義Web CBR 案例 CaseML

　　基于案例推理CBR(Case Based Reasoning)是人工智能研究的傳統(tǒng)研究領(lǐng)域,，吸引了大量的研究者致力于CBR的理論方法和應(yīng)用研究,，但是案例的存儲(chǔ)形式,、相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)及其檢索,、推理和應(yīng)用一直是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),。從目前的研究情況來(lái)看，推理方法的實(shí)現(xiàn)是針對(duì)特定的案例表示和組織形式的,，只有相應(yīng)的工具才能使用案例,，智能主體(Agent)無(wú)法直接理解案例的內(nèi)容，不支持主體的自動(dòng)求解,限制了案例庫(kù)的適用范圍,對(duì)案例庫(kù)進(jìn)行更改必須同時(shí)修改CBR算法,，不同的案例庫(kù)之間很難集成,。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和Internet規(guī)模的急劇擴(kuò)大，使得CBR上述的局限性愈加明顯,，單機(jī)系統(tǒng)已不能滿足應(yīng)用的需要，需要基于Web框架來(lái)實(shí)現(xiàn)CBR系統(tǒng),。
1 CBR簡(jiǎn)述
　　嚴(yán)格地說(shuō)CBR并不是一種理論或技術(shù),，而是一種模擬人進(jìn)行信息處理的方法。人們?cè)谶M(jìn)行問(wèn)題求解時(shí),，除了邏輯推理,，有些時(shí)候可能會(huì)依賴(lài)于過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)或相類(lèi)似的案例。例如，醫(yī)生在診斷病人時(shí),，常常會(huì)通過(guò)相類(lèi)似的病例進(jìn)行診斷,。這種推理在人工智能研究領(lǐng)域稱(chēng)為基于案例的推理CBR。CBR在人工智能領(lǐng)域已經(jīng)有比較深入的研究和較廣泛的應(yīng)用,。
　　一個(gè)典型的CBR系統(tǒng)由如下幾個(gè)部分組成：
　　(1)一組由多個(gè)案例(Case)組成的案例庫(kù)(Case Base),；
　　(2)一個(gè)或多個(gè)相似度比較函數(shù)；
　　(3)一系列案例調(diào)整或自學(xué)習(xí)規(guī)則(Adaptive Rules),。
　　下面是傳統(tǒng)的廣為所知的R4 CBR推理周期^[1],。具體分述如下：
　　(1)Retrieve：從案例庫(kù)中獲取最相似的案例列表；
　　(2)Reuse：重用這些案例以解決新問(wèn)題,；
　　(3)Revise：修改這些案例以適應(yīng)新的問(wèn)題,，并形成新的解決方法；
　　(4)Retain：保存這些新的案例以備以后使用,。
　　基于案例的方法在應(yīng)用于Web查詢(xún)與推理時(shí)有其一定的優(yōu)勢(shì),。一方面，CBR以案例的問(wèn)題描述為查詢(xún)輸入,，比之基于關(guān)鍵字的方法,，查詢(xún)表達(dá)相對(duì)更為豐富；另外一方面,，CBR以案例的相似度比較來(lái)完成查詢(xún)處理,，比之基于邏輯的方法，查詢(xún)處理要相對(duì)容易,。因此,，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，CBR更適合于Web查詢(xún)與推理的實(shí)現(xiàn),。
　　目前這類(lèi)系統(tǒng)在Web上已經(jīng)有很多具體實(shí)現(xiàn),，但這些CBR都存在一些共同的問(wèn)題：(1)缺乏一致化的案例表達(dá)語(yǔ)言。雖然有很多現(xiàn)成的案例表達(dá)語(yǔ)言,，如面向?qū)ο蟮谋磉_(dá)語(yǔ)言CASUEL和Noos,，基于XML的表達(dá)語(yǔ)言O(shè)ML[02]和CBML^[3]，但這些語(yǔ)言各有特點(diǎn),，很難統(tǒng)一,。(2)定義案例的領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)缺乏本體的支持。這不適應(yīng)于Web CBR的需要,，因?yàn)閃eb CBR的典型模式是多個(gè)由不同機(jī)構(gòu)或組織開(kāi)發(fā)的案例庫(kù)進(jìn)行集成式的協(xié)同CBR推理,。(3)案例庫(kù)相對(duì)獨(dú)立和封閉，不滿足Web的開(kāi)放性需要,。
　　基于上述考慮,，本文提出,、定義和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)" title="設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)">設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了CaseML語(yǔ)言，并基于開(kāi)放式知識(shí)服務(wù)體系,，提出了Web CBR的基本實(shí)現(xiàn)架構(gòu)與方法,。
　　傳統(tǒng)的Case表達(dá)方法共同的缺陷是，定義案例的術(shù)語(yǔ)缺乏明確表達(dá)的語(yǔ)義或本體支持,，從而導(dǎo)致基于案例的知識(shí)共享,、案例庫(kù)集成和案例交換難于實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)義Web技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了可能,。為此提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于RDF的案例表達(dá)語(yǔ)言,，稱(chēng)為CaseML。CaseML的基本設(shè)計(jì)思想是：基于RDF來(lái)描述案例,，即基于RDF來(lái)描述和表達(dá)案例的問(wèn)題空間" title="問(wèn)題空間">問(wèn)題空間和解答空間,。也就是說(shuō)，CaseML通過(guò)Web本體來(lái)統(tǒng)一案例描述的語(yǔ)義,，以支持Web案例知識(shí)庫(kù)的集成,。
2 CaseML的基本表達(dá)元語(yǔ)
　　本節(jié)對(duì)CaseML的基本表達(dá)元語(yǔ)進(jìn)行介紹，并給出了CaseML的RDF Schema定義,。首先給出CaseML案例庫(kù)和案例的定義,。
　　Definition CaseML CaseBase
　　一個(gè)CaseBase=〈Cases，SimilarityAssessment〉,，即包含一組案例描述和一組相似度比較方法定義,；
　　Definition CaseML Case
　　一個(gè)Case=〈Problem，Solution,，AdaptiveRule〉,，即一個(gè)案例包含一個(gè)問(wèn)題描述，一個(gè)解答描述,，以及一個(gè)案例適配" title="適配">適配規(guī)則,。
　　接下來(lái)介紹CaseML的Schema定義，后面的" title="面的">面的定義用到了下面的命名空間定義：
　　〈?xml version=″1.0″?〉
　　〈?DOCTYPE rdf：RDF [ENTITY xsd
　　http：//www.w3.org/2001/XMLSchema#〉]〉
　　〈rdf∷RDF
　　xmlns：rdf=″http：//www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#″
　　xmlns：rdfs=″http：//www.w3.org/2000/01/rdf-schema#″
　　xmls：caseml=″http：//grid.zju.edu.cn/caseml/″
　　xmls：base=″http：//grid.zju.edu.cn/caseml/〉″
　　CaseML中的Class定義
　　CaseBase：CaseBase是rdf：Bag類(lèi)的子類(lèi),，它是案例的容器,。每個(gè)案例類(lèi)實(shí)例都包含一個(gè)hasSimilarityAssement的屬性，并指向一個(gè)SimilarityAssessment類(lèi)實(shí)例,。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″CaseBase″〉
　　〈rdfs：subClassOf rdf：resource=″rdf：Bag″/〉
　　Case：每個(gè)案例都有一個(gè)問(wèn)題描述(Problem)和一個(gè)解決方法描述(Solution),。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″Problem″/〉
　　Feature：一個(gè)特征(Feature)包含一組關(guān)于案例的問(wèn)題或解答的RDF陳述。案例庫(kù)設(shè)計(jì)者可預(yù)先定義好描述案例的問(wèn)題空間和解答空間的本體詞匯,，這些詞匯可以在CaseML的Feature部分進(jìn)行定義,。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″Feature″/〉
　　Solution：一個(gè)解決方法也包含一個(gè)或多個(gè)特征描述。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″Solution″/〉
　　SimilarityAssessment：這個(gè)包裝了關(guān)于如何對(duì)該案例庫(kù)內(nèi)的案例進(jìn)行相似度比較的信息,?？赡馨b的是一個(gè)外部程序調(diào)用方法，也可能是一個(gè)Web服務(wù)的地址,。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″Case″/〉
　　AdaptaionRule：這個(gè)類(lèi)用于包裝某個(gè)案例的調(diào)整規(guī)則,，這些規(guī)則可以用類(lèi)似于RuleML^[4]的規(guī)則表達(dá)語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)。
　　〈rdfs：Class rdf：ID=″AdaptationRule″/〉
　　CaseML中的Property定義
　　domainOntology：一個(gè)案例庫(kù)需要指明其所使用的領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)所屬的Web本體的地址
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″domainOntology″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#CaseBase″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″&xsd,；string″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasProblem：這個(gè)屬性建立了Case類(lèi)和Problem類(lèi)的關(guān)系,；
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″hasProblem″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#Case″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″#Problem″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasDescription：通過(guò)這個(gè)屬性，一個(gè)Feature類(lèi)建立起和案例的問(wèn)題或解答的具體描述,。用戶可以把任何“rdf：resource”描述通過(guò)此屬性加入到案例的描述中,。該“rdf Resource”可以是描述一個(gè)領(lǐng)域?qū)ο螅部梢允敲枋鲆唤M屬性/值對(duì),，甚至可以是自由文本Literal,；
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″hasDescription″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#Feature″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″rdf：Resource″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasSolution：此屬性建立起Case類(lèi)的Solution類(lèi)的關(guān)系；
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″hasSolution″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#Case″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″solution″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasFeatures：此屬性建立起Problem類(lèi),、Solution類(lèi)和Feature類(lèi)之間的關(guān)系,；
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″hasFeatures″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#problem″/〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#solution″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″# Feature″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasSimilarityAssessment每個(gè)案例庫(kù)實(shí)例都包含一個(gè)hasSimilarityAssessment屬性，并指向一個(gè)SimilarityAssessment類(lèi)實(shí)例,。有可能一個(gè)案例庫(kù)包含多個(gè)這樣的屬性,，也就是說(shuō)一個(gè)案例庫(kù)可能有多種不同比較相似度的方法；
　　〈rdfs：Property rdf：ID=″hasSimilarityAssessment″〉
　　〈rdfs：domain rdf：resource=″#CaseBase″/〉
　　〈rdfs：range rdf：resource=″# SimilarityAssessment″/〉
　　〈/rdfs：Property〉/〉
　　hasAdaptationRule：這個(gè)屬性建立起Case類(lèi)和一個(gè)適配規(guī)則(Adaptation Rule)之間的關(guān)系,。適配規(guī)則用于對(duì)查詢(xún)出的案例進(jìn)行適配性的修改,，因?yàn)橛锌赡懿樵?xún)出的案例并不能完全適用于新的問(wèn)題。
3 幾個(gè)中醫(yī)藥實(shí)例
　　下面通過(guò)一個(gè)來(lái)自于中醫(yī)藥的案例介紹CaseML的表達(dá)案例的方法,。
　　中醫(yī)藥的典型特征是個(gè)體化診療,，因此用案例來(lái)表達(dá)中醫(yī)藥知識(shí)非常合適。一個(gè)典型的中醫(yī)藥案例可由如下兩部分組成：
　　Problem描述：即癥狀的描述,。
　　中醫(yī)藥對(duì)癥狀進(jìn)行診斷的基本方法是四診,，即望、聞,、問(wèn),、切?？梢猿槿〕鏊脑\的特征值,，并表示為案例的屬性/值對(duì)，如：
　　舌苔：無(wú)苔,、白苔,、黃苔、黑苔,。
　　脈象：浮脈,、沉脈,、遲脈、數(shù)脈,。
　　Solution描述：可包含病因分析,、治療方法和處方部分的描述。
　　病因部分：脾虛,、心陰虛,。
　　治法部分：健脾、補(bǔ)心陽(yáng),。
　　處方部分:酉己方,。
　　四診描述：
　　Problem趙某，男,，27歲,，頭暈，咳嗽,，胸悶,，氣短，低熱,，盜汗,，形體瘦弱，脈沉數(shù),，舌質(zhì)暗紅,，少苔，大便干,，小便赤黃,。
　　Solution 病因描述：陰虛、肺癆,、肝火旺,。
　　治法描述：清肺氣、養(yǎng)肺陰,、清肝火,、益腎精。
　　處方描述：
　　處方名：保肺露,。
　　藥物組成：百部10克,、天漿殼10克、烏賊骨" title="烏賊骨">烏賊骨10克,、龍膽草10克,、石決明15克、白芍10克,、麥冬10克,、紫苑10克,、秋石6克、潼沙苑10克,、百合30克,。
　　制作方法：浸泡30分鐘、文火煎煮40分鐘,、加水再煎30分鐘。
　　AdaptationRule處方調(diào)整規(guī)則：咳血者,，加三七粉,。痰多者，加川貝母,。少兒,，百部減半；
　　一個(gè)典型的中醫(yī)藥案例的組成在定義中醫(yī)藥案例時(shí)需要用到中醫(yī)藥的本體和術(shù)語(yǔ)定義,。
　　上述中醫(yī)藥案例可以用CaseML描述如下：
　　〈caseml：Case rdf：id=″#case001″〉
　　〈caseml：hasProblem rdf：resource=″#problem001″/〉
　　〈caseml：hasSolution rdf：resource=″#solution001″/〉
　　〈caseml：hasAdaptationRule〉
　　咳血者,，加三七粉; 痰多者，加川貝母,；少兒,，百部減半
　　〈/caseml：hasAdaptationRule〉
　　〈/caseml：Case〉
　　〈caseml：Problem rdf：id=″#problem001″/〉
　　〈caseml：hasFeature rdf：resource=″#feature001″/〉
　　〈caseml：hasFeature rdf：resource=″#feature002″/〉
　　……
　　〈/caseml：Problem〉
　　〈caseml：Feature rdf：id=″#feature001″/〉
　　〈caseml：hasDescription〉
　　〈rdf：description rdf：nodeID=″ ″〉
　　〈tcm：性別〉 男 〈/tcm：性別〉
　　〈tcm：年齡〉 27〈/tcm：年齡〉
　　〈/rdf：Description〉
　　〈/caseml：Feature〉
　　〈caseml：Feature rdf：id=″#feature002″/〉
　　〈caseml：hasDescription〉
　　〈rdf：Description rdf：nodeID=″ ″〉
　　〈tcm：舌質(zhì)〉 暗紅、少苔 〈/tcm：舌質(zhì)〉
　　〈tcm：脈象〉 沉,、數(shù) 〈/tcm：脈象〉
　　〈tcm：寒熱〉 低熱,、盜汗 〈/tcm：寒熱〉
　　 ……
　　〈/rdf：Description〉
　　〈/caseml：Feature〉
　　……
　　〈caseml：Solution rdf：id=″# Solution 001″〉
　　〈caseml：hasFeature rdf：resource=″#feature003″/〉
　　〈caseml：hasFeature rdf：resource=″#feature004″/〉
　　……
　　〈/caseml：Solution〉
　　〈caseml：Feature rdf：id=″#feature003″〉
　　〈caseml：hasDescription〉
　　〈rdf：Description rdf：nodeID=″ ″〉
　　〈tcm：病因〉 陰虛、肺癆,、肝火旺
　　〈/tcm：病因〉
　　〈tcm：治法〉清肺氣,、養(yǎng)肺陰、清肝火,、益腎精〈/tcm：治法〉
　　〈tcm：處方 rdf：resource=″tcm：處方001″〉
　　〈/rdf：Description〉
　　〈/caseml：Feature〉
　　〈tcm：方劑 rdf：id=″#處方001″〉
　　〈tcm：方劑名稱(chēng)〉保肺露〈/tcm：方劑名稱(chēng)〉
　　〈tcm：組成〉
　　百部10克,、天漿殼10克、烏賊骨10克,、龍膽草10克,、石決明15克、白芍10克,、麥冬10克,、紫苑10克、秋石6克,、潼沙苑10克,、百合30克
　　〈/tcm：組成〉
　　〈tcm：制備方法〉
　　浸泡30分鐘、文火煎煮40分鐘,、加水再煎30分鐘
　　〈/tcm：制備方法〉
　　〈/tcm：方劑〉
　　……
　　網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下CBR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),，使最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用成為CBR新的研究方向,。
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