摘要: 論文介紹了基于概念圖的HSE知識模型的構建目標及體系結構，利用CmapTools構建該知識模型，并進行功能測試。

關鍵詞:HSE 概念圖;知識模型;知識組織

1 相關概念

1.1 概念圖

概念圖(Concept Map，簡稱Cmaps)是一種利用概念以及概念之間的關系表示和組織關于某個主題的結構化知識的圖示方法。作為一種新的知識組織和知識表征的工具，概念圖不但可以可視地描述領域知識、揭示知識之間的關系，還能將知識結構與其他類型的相關資源集合起來形成知識模型，從而使用戶更有效地共享和利用這些資源。概念圖在知識組織功能方面存在著其他組織方式無法比擬的優(yōu)勢。

1.2 HSE

HSE是健康、安全和環(huán)境管理體系的簡稱。H(Health)，是指人身體上沒有疾病，在心理上保持一種完好的狀態(tài);S(Safety)，是指在勞動生產(chǎn)過程中，努力改善勞動條件、克服不安全因素，使勞動在保證勞動者健康、企業(yè)財產(chǎn)不受損失和人民生命安全的前提下順利進行;E(Environment)，是指與人類密切相關的、影響人類生活和生產(chǎn)活動的各種自然力量或作用的總和，它不僅包括各種自然因素的組合，還包括人類與自然因素間形成的生態(tài)關系的組合。

HSE管理體系是由組織實施健康、安全與環(huán)境管理的組織機構、職責、做法、程序、過程和資源等要素有機構成的整體，這些要素通過先進、科學、系統(tǒng)的運行模式有機地融合在一起，相互關聯(lián)、相互作用，形成動態(tài)管理體系。

2 研究背景及研究現(xiàn)狀

2.1 研究背景

HSE管理體系是石油化工行業(yè)廣泛推行的先進管理方法，是三位一體的管理體系。HSE知識涉及面廣、內容紛繁復雜，這給知識組織帶來了比較大的困難。目前，國內對HSE的領域知識的組織和表征大多采用傳統(tǒng)的信息組織方式，僅僅是對HSE信息進行簡單的序化和存儲，無法揭示知識之間的關聯(lián)關系，沒有語義機制，也沒有將知識可視化，更不能在知識結構中直接容納與知識相關的其他資源。因此，用戶不能利用視覺能力從整體上理解HSE領域知識，更無法通過導航直接獲得所需的相關資源。

上述問題，筆者認為可以通過引入概念圖來解決。本文利用基于概念圖的信息可視化技術描述HSE領域知識、揭示知識之間的關聯(lián)關系、呈現(xiàn)HSE的知識體系，使用戶利用視覺能力從整體上理解HSE領域知識，并通過導航直接獲取所需的相關資源。

2.2 國內外研究現(xiàn)狀

筆者通過中國期刊全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士論文庫、國內核心期刊、Google搜索引擎等方式對HSE的知識組織情況進行檢索，均未得到命中文獻。目前國內外的HSE研究主要是圍繞HSE管理體系和管理模式進行的，而對HSE的知識組織及表征的研究還是空白，沒有形成相應的理論成果，也沒有構建該領域的概念圖知識模型。

3 HSE概念圖知識模型My_HSECKM的建設目標及體系結構

3.1 My_HSECKM的建設目標

My_HSECKM是具有個性化特色的集知識組織、可視化及知識導航功能于一體的概念圖知識模型，具體建設目標如下:

(1)以用戶為中心

用戶可與My_HSECKM進行實時交互，整個人機交互的過程由用戶控制。要充分發(fā)揮用戶在整個知識導航過程中的主導作用，充分滿足不同類型用戶的信息需求。

(2)基于內容的知識表示

My_HSECKM將HSE知識領域中的知識之間以及知識與資源之間的內在關聯(lián)以圖形形式呈現(xiàn)出來，為用戶提供基于內容和語義的領域知識表示，從而加強用戶對領域知識的理解及吸收。

(3)簡化相關媒體資源的獲取

My_HSECKM將與HSE知識相關的資源全部連接到知識模型中的相應位置，用戶可以直接通過瀏覽和點擊，方便快捷地獲取所需的、與HSE相關的媒體資源。

(4)通過知識組織可視化來優(yōu)化用戶信息需求

My_HSECKM以可視化形式顯示HSE領域知識，用戶通過導航界面進行瀏覽，根據(jù)各結點之間的關聯(lián)，獲取對相關領域知識的較深入的理解，更好地表達其信息需求，為用戶的知識導航提供新的視角。

3.2 My_HSECKM的體系結構

My_HSECKM的體系結構如圖1，用戶接口層主要負責用戶與知識模型的交互;概念層主要負責概念之間關系的揭示及概念連接，該層次中的概念是互相關聯(lián)的，并形成領域知識框架;資源層主要負責相關媒體資源(如文本、圖像、音頻、視頻、網(wǎng)頁等)的鏈接，每個概念可以對應的資源類型及數(shù)目沒有限制。用戶通過對用戶界面的操縱進行知識導航，并通過資源鏈接獲取所需的概念及相關媒體資源。

4 My_HSECKM的實現(xiàn)

4.1 CmapTools

美國佛羅里達州的科研機構人機識別研究院IHMC(The Institute of Human Machine Cognition)一直致力于概念圖的應用研究和軟件開發(fā)，開發(fā)了名為“CmapTools”的概念圖軟件。目前，教育和非商業(yè)機構可以免費獲得這一軟件。CmapTools的最新版本是CmapTools 5.03，可以從http://cmap.ihmc.us/download/網(wǎng)站免費獲得。

4.2 My_HSECKM的開發(fā)環(huán)境

知識模型My_HSECKM的開發(fā)環(huán)境為:

操作系統(tǒng):Windows XP

開發(fā)工具:CmapTools客戶端軟件4.10

映射對象:HSE

信息來源:搜索引擎及各種數(shù)據(jù)庫

4.3 My_HSECKM的構建過程

筆者利用CmapTools工具、采用以下的步驟構建HSE領域的概念圖知識模型My_HSECKM:

(1)概念的抽取和概念之間關系的確定。

由于目前沒有全面系統(tǒng)的HSE的概念體系描述資料，所以本文利用期刊資料來抽取與HSE有關的專業(yè)詞匯，并確定詞匯之間的關系。每個詞匯將作為一個概念節(jié)點出現(xiàn)在概念圖中，概念間的關系也將得到清晰的揭示。

(2)構建My_HSECKM的層級結構。

首先對抽取的概念進行排序以確定My_HSECKM的縱向分層，按照含義最一般、最概括的概念在上，越特殊、越具體的概念在下，依次排列。然后找出并列的概念確定橫向分支。用連接線將概念連接起來，并在連接線上標明連接語，即概念之間的關系。不同分支間的概念可以使用交叉連接。

(3)搜索與概念相關的信息資源。

信息資源的類型可以多種多樣，如文本、圖片、音頻、動畫、視頻、網(wǎng)頁等。文本類型的資源主要通過CNKI和其他期刊數(shù)據(jù)庫獲得，其它各種媒體類型的數(shù)據(jù)通過Google等搜索引擎獲取。

(4)信息資源標引，建立概念與資源的連接。

為了實現(xiàn)信息資源和知識結構之間的連接，采用人工標引的方式對相關知識及資源進行標引。在需要連接資源的概念下方點擊鼠標右鍵，選擇“增加編輯鏈接到文件”選項，在彈出的對話框中選擇所需連接的資源，即可將資源連接到概念圖的相應位置。

5 My_HSECKM的知識組織及導航功能測試

5.1 命題。選擇兩個相關概念，如“HSE”和“Health”，這兩個概念與連接語“include”構成了命題。如圖2-1。

5.2 頂級圖。打開CmapTools4.10，在“我的概念圖”中找到My_HSECKM概念圖知識模型，或者打開其網(wǎng)頁版本，點擊進入My_HSECKM的頂級圖“HSE Manage System”，如圖2-2。

5.3 關系。通過瀏覽My_HSECKMS，既可以清晰地掌握關于HSE的整體知識結構，同時又可以了解具體的概念與概念之間的關系。例如:圖2-2中，用戶可以清晰地看到“HSE Manage System”與 “PDCA”之間關系是“satisfy”。

5.4 資源。My_HSECKM中有的概念下面帶有小圖標，說明還有與這一概念有關的附加信息可以對這一概念做進一步的解釋或說明，不同的圖標代表不同的文件類型。例如:通過點擊“Cases”概念下面的圖標，可以打開資源列表中的任意一個選項，如圖2-3打開了圖片類型的相關資源。

6 結論

本文構建HSE概念圖知識模型為進一步利用概念圖進行有效的知識組織提供一定程度上的依據(jù)，促進對HSE領域知識的有效利用及共享的同時，也將對HSE管理體系的不斷完善起到一定的推動作用，并為HSE領域知識模型的深化或其他領域知識模型的構建提供借鑒，具有一定的理論及現(xiàn)實意義。但由于時間和篇幅的限制，My_HSECKM知識模型僅僅是對HSE領域的一個很小的部分進行了知識組織和表征，還需要日后的繼續(xù)深入。

參考文獻:

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[2] http://cmap.ihmc.us/

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