文元橋， 張 奇， 肖長(zhǎng)詩(shī),c,d， 韓 棟

(武漢理工大學(xué) a.智能交通系統(tǒng)研究中心；b.航運(yùn)學(xué)院；c.內(nèi)河航運(yùn)技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室； d.國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心， 武漢 430063)

危險(xiǎn)貨物是指因其化學(xué)或物理性質(zhì)而對(duì)人、財(cái)產(chǎn)或環(huán)境構(gòu)成危害的物質(zhì)或物品,具有爆炸、易燃、毒害、感染、腐蝕、放射性等危險(xiǎn)特性。危險(xiǎn)貨物屬性復(fù)雜、危險(xiǎn)性差異大，對(duì)人、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境具有潛在的危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生事故，將造成非常巨大經(jīng)濟(jì)損失，且對(duì)環(huán)境造成的污染將難以消除。[1]

危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸在貨物運(yùn)輸中占有重要比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年我國(guó)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸總量約為16億t，占全年貨物運(yùn)輸總量的4%，居全球第二位。近年來(lái)，隨著危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸總量和運(yùn)輸頻率的劇增，其引發(fā)的安全事故也愈加頻繁[2]，特別是“桑吉”輪事故發(fā)生后，有關(guān)危險(xiǎn)貨物的相關(guān)知識(shí)越來(lái)越受到人們的重視。

危險(xiǎn)貨物相關(guān)知識(shí)主要來(lái)源于國(guó)際公約、國(guó)內(nèi)法規(guī)、規(guī)章及一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際公約方面主要有由國(guó)際海事組織頒布的《國(guó)際海運(yùn)危險(xiǎn)貨物規(guī)則》(International Maritime Dangerous Goods Code,IMDG Code)、《聯(lián)合國(guó)關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書(shū)》(UN Recommendtions on the Transport of Dangerous Goods,UN RTDG)等；另外其他國(guó)際組織或大型企業(yè)也在危險(xiǎn)貨物方面也制定很多規(guī)范。國(guó)內(nèi)方面主要有《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》等行政法規(guī)以及《道路危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸管理規(guī)定》《船舶載運(yùn)危險(xiǎn)貨物安全監(jiān)督管理規(guī)定》等各部門(mén)規(guī)章。另外,還有一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也是重要的危險(xiǎn)貨物知識(shí)來(lái)源，包括《化學(xué)品安全技術(shù)說(shuō)明書(shū)》(Material Safety Date Sheet,MSDS)、《危險(xiǎn)貨物品命表》等。危險(xiǎn)貨物知識(shí)來(lái)源見(jiàn)圖1。

圖1 危險(xiǎn)貨物知識(shí)來(lái)源

危險(xiǎn)貨物品類繁多，目前海上運(yùn)輸危險(xiǎn)貨物已接近3 000種，涉及的關(guān)聯(lián)知識(shí)廣泛且復(fù)雜。一方面，危險(xiǎn)貨物的儲(chǔ)運(yùn)條件比較嚴(yán)格；另一方面危險(xiǎn)貨物相關(guān)知識(shí)比較零散，貨物查詢程序繁瑣，因此在實(shí)際操作中常出現(xiàn)違規(guī)行為。這不但形成巨大的安全隱患，也給監(jiān)管部門(mén)增加了很大壓力。因此，本文針對(duì)如何簡(jiǎn)化查詢程序并實(shí)現(xiàn)貨物間積載隔離自動(dòng)判斷等智能化管理方式進(jìn)行研究。

1 相關(guān)研究

近年來(lái)，危險(xiǎn)貨物信息化、智能化監(jiān)管的研究有很多，主要集中于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和應(yīng)急等3個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中,危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸過(guò)程中的監(jiān)管主要是通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)貨物、運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)達(dá)到監(jiān)管目的。例如，ZHANG等[3]以液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)的運(yùn)輸為例，介紹一種危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)奈ｋU(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于采集危險(xiǎn)貨物的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)危險(xiǎn)貨物的運(yùn)輸狀態(tài)，以達(dá)到危險(xiǎn)預(yù)測(cè)的目的。CHEN等[4]通過(guò)現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,GIS)、全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)、現(xiàn)代通信技術(shù)等對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行可視化檢測(cè)的方法來(lái)保障救援。ZANG等[5]通過(guò)對(duì)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)達(dá)到危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸監(jiān)管的目的。這種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是基于我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。危險(xiǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)智能化監(jiān)管主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，DING等[6]設(shè)計(jì)一個(gè)由感知層、傳輸層和應(yīng)用層組成的集裝箱堆場(chǎng)危險(xiǎn)貨物管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱堆場(chǎng)危險(xiǎn)貨物的安全監(jiān)管。LIU等[7]針對(duì)危險(xiǎn)品存儲(chǔ)區(qū)域，利用GIS、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)提出一種危險(xiǎn)品動(dòng)態(tài)安全監(jiān)督系統(tǒng)，并利用數(shù)據(jù)庫(kù)建立危險(xiǎn)品應(yīng)急決策支持系統(tǒng)。倪凱等[8]主要是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)和二維碼結(jié)合的方式，對(duì)違規(guī)存儲(chǔ)行為進(jìn)行預(yù)警，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物倉(cāng)儲(chǔ)管理。危險(xiǎn)貨物應(yīng)急的相關(guān)研究常和運(yùn)輸、存儲(chǔ)一起來(lái)研究。例如，MA等[9]為解決公司、司機(jī)和政府之間信息共享不足開(kāi)發(fā)一個(gè)由運(yùn)輸公司的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)平臺(tái)、車輛和司機(jī)的車載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和應(yīng)急協(xié)調(diào)中心的應(yīng)急系統(tǒng)等3個(gè)子系統(tǒng)組成的危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸綜合應(yīng)急管理系統(tǒng)。QIN等[10]針對(duì)化工園區(qū)安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)基于“云計(jì)算”的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與事故應(yīng)急救援決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)可為化工園區(qū)的危險(xiǎn)貨物監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救援等提供技術(shù)支持。

綜上所述，借助通信、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物和其載運(yùn)工具的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但是卻無(wú)法監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)貨物之間的關(guān)聯(lián),并且危險(xiǎn)貨物事故的發(fā)生往往是多種因素綜合作用的結(jié)果，因此,掌握全面、專業(yè)的危險(xiǎn)貨物相關(guān)知識(shí)及實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物之間的關(guān)聯(lián)對(duì)于降低危險(xiǎn)貨物事故具有重要意義。

Google公司于2012年5月提出知識(shí)圖譜這一個(gè)概念，目的是優(yōu)化搜索引擎，增強(qiáng)引擎搜索質(zhì)量和提高用戶搜索體驗(yàn)。知識(shí)圖譜是由許多節(jié)點(diǎn)和邊連接而形成的一張巨大的語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)圖。節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體，實(shí)體就是現(xiàn)實(shí)世界中獨(dú)立存在的某種事物。邊為實(shí)體之間的語(yǔ)義關(guān)系。通過(guò)這種語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)圖的結(jié)構(gòu)可快速描述現(xiàn)實(shí)世界中的事物及其之間的關(guān)系。例如，“氰化鈉”和“氟化氫”是實(shí)體，“氰化鈉”和“氟化氫”的隔離要求為“隔離”(隔離要求“遠(yuǎn)離”“隔離”“用一個(gè)整個(gè)艙室或貨艙隔離”“用一個(gè)介于中間的整個(gè)艙室或貨艙隔離”等4種)，“氰化鈉”和“氟化氫”也都有各自的“熔點(diǎn)”“沸點(diǎn)”等屬性。因此,上述知識(shí)具體表述為(氰化鈉-隔離-氟化氫)(氰化鈉-熔點(diǎn)-563.7 ℃)(氟化氫-沸點(diǎn)-19.5 ℃)這樣的三元組形式。這樣的表達(dá)不但可實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物之間的關(guān)聯(lián)以及知識(shí)的快速響應(yīng)和推理，而且可使人類的知識(shí)更易于被計(jì)算機(jī)理解，更好地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與人之間的交互。

2 特征分析

2.1 危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)特征分析

水路運(yùn)輸較其他運(yùn)輸方式而言，具有載運(yùn)量大、成本低的特點(diǎn)，是社會(huì)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展的主要運(yùn)輸途徑。隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)中需要的危險(xiǎn)貨物的種類和數(shù)量也大大增加，因此危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸涉及的相關(guān)知識(shí)也越來(lái)越多。通過(guò)對(duì)相關(guān)知識(shí)的總結(jié)，本文采用三維坐標(biāo)表示方法分析危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸所涉及的專業(yè)知識(shí)及其關(guān)系,見(jiàn)圖2。圖2中:x軸為危險(xiǎn)貨物知識(shí);y軸為貨物屬性知識(shí)；z軸為危險(xiǎn)貨物操作要求。

圖2 危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)特征分析

1) 危險(xiǎn)貨物:危險(xiǎn)貨物類別劃分采用IMDG Code分類標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)貨物的危險(xiǎn)性劃分為爆炸品、氣體、易燃液體、易燃固體、氧化物和過(guò)氧化物、有毒和感染物質(zhì)、放射性物質(zhì)、腐蝕性物質(zhì)、雜類危險(xiǎn)物質(zhì)等9類。危險(xiǎn)貨物間的關(guān)系主要有兩種:一種是化學(xué)反應(yīng)，即兩種不同貨物之間可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另一種是隔離要求，由于危險(xiǎn)貨物的屬性不同，危險(xiǎn)貨物儲(chǔ)運(yùn)要滿足隔離要求。

2) 貨物屬性:貨物屬性描述貨物的性質(zhì)和特征，危險(xiǎn)貨物固有屬性決定危險(xiǎn)貨物的運(yùn)輸、存儲(chǔ)等操作要求。危險(xiǎn)貨物的固有屬性有理化特性、毒理性、可免除量、限量和穩(wěn)定性。危險(xiǎn)貨物的特有屬性有聯(lián)合國(guó)編號(hào)、包裝類和特殊規(guī)定等。

3) 操作要求:操作要求是為保障危險(xiǎn)貨物在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的安全而必須要遵守的相關(guān)規(guī)定。危險(xiǎn)貨物操作要求有積載操作、隔離操作、包裝、接觸控制、應(yīng)急措施、急救措施和操作與存儲(chǔ)。

2.2 危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜分析

危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜的一部分見(jiàn)圖3。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜是可看作一張巨大的網(wǎng)絡(luò)圖，由模式層SL、數(shù)據(jù)層DL和關(guān)系R組成,即KG=〈SL,R,DL〉。其中,模式層即危險(xiǎn)貨物本體，定義了知識(shí)圖譜的框架，是知識(shí)圖譜的核心。模式層由危險(xiǎn)貨物相關(guān)概念SLc、概念間層級(jí)結(jié)構(gòu)SLh以及概念之間的關(guān)系SLr組成，即SL=〈SLc,SLh,SLr〉;數(shù)據(jù)層主要是描述事實(shí)，以〈實(shí)體-關(guān)系-實(shí)體〉、〈實(shí)體-屬性-屬性值〉這樣的三元組作為基本的表達(dá)方式。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)層由危險(xiǎn)貨物實(shí)體DLe、危險(xiǎn)貨物屬性值DLs及關(guān)系DLr組成，即DL=〈DLe,DLr,DLs〉或DL=〈DLe,DLr,DLe〉。由圖3虛線部分可知:貨物A“隔離”貨物B、貨物B“化學(xué)反應(yīng)”貨物C， 其中,“隔離”“化學(xué)反應(yīng)”表示語(yǔ)義關(guān)系，分別表示貨物A和貨物B需要隔離，貨物B和貨物C會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

圖3 危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜(部分)

3 知識(shí)圖譜的構(gòu)建

目前,對(duì)知識(shí)圖譜的研究有很多，其構(gòu)建方式并無(wú)很大差異。知識(shí)圖譜的構(gòu)建方式主要有自頂向下和自底向上兩種構(gòu)建方式。[11]自頂向下是先構(gòu)建知識(shí)圖譜的模式層，首先從頂層概念開(kāi)始，然后逐步細(xì)化，形成良好的層次結(jié)構(gòu),最后把實(shí)體添加到相應(yīng)概念中。自底向上正好相反，先從實(shí)體入手，對(duì)實(shí)體進(jìn)行歸納，形成底層概念，然后逐漸往上抽象，最后形成上層概念。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜的構(gòu)建采用自頂向下的方式，即先構(gòu)建模式層，再構(gòu)建數(shù)據(jù)層，具體構(gòu)建流程見(jiàn)圖4。

圖4 危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜構(gòu)建流程

3.1 模式層的構(gòu)建

3.1.1確定領(lǐng)域知識(shí)

確定領(lǐng)域知識(shí)是收集本領(lǐng)域可復(fù)用的本體知識(shí)。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸要遵守很多國(guó)際公約，主要有IMDG Code、《國(guó)際海上人命安全公約》等；另外其他國(guó)際組織、大型企業(yè)也制定了很多規(guī)范。其中,IMDG Code對(duì)危險(xiǎn)貨物包裝、積載和隔離等方面規(guī)定最為詳細(xì)且體系結(jié)構(gòu)也較完善，因此確定為領(lǐng)域知識(shí)。另外，MSDS對(duì)危險(xiǎn)貨物的理化特性、急救措施、接觸控制等規(guī)定十分詳盡，因此也確定為領(lǐng)域知識(shí)。

3.1.2確定領(lǐng)域核心概念

領(lǐng)域核心概念是對(duì)領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行抽象分析，進(jìn)而建立本體框架。領(lǐng)域核心概念的確定主要有兩類：

(1) 直接從 IMDG Code 一覽表中得到，包括危險(xiǎn)貨物分類、包裝類、積載類、隔離類和應(yīng)急措施類等；

(2) 領(lǐng)域?qū)＜掖_定，包括接觸控制、操作和存儲(chǔ)等。

這兩種方式確定的概念都需嚴(yán)格審核，以保證概念的唯一性和準(zhǔn)確性。

3.1.3確定概念層級(jí)結(jié)構(gòu)

確定概念層級(jí)結(jié)構(gòu)也就是建立本體框架。概念層級(jí)關(guān)系應(yīng)該在滿足本體構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上盡量與 IMDG Code 結(jié)構(gòu)體系保持一致。例如“包裝導(dǎo)則”的子類有“罐柜包裝導(dǎo)則”“中型散裝容器包裝導(dǎo)則”“其他導(dǎo)則”，這樣是比較合理的層級(jí)關(guān)系。

3.2 數(shù)據(jù)層的構(gòu)建

3.2.1實(shí)體抽取

危險(xiǎn)貨物實(shí)體抽取是從IMDG Code和MSDS中抽取特定類型的命名實(shí)體。實(shí)體抽取是根據(jù)確定的領(lǐng)域概念識(shí)別本概念下包含的實(shí)體。例如：危險(xiǎn)貨物類概念下有近3 000種危險(xiǎn)貨物實(shí)體；包裝類概念下包裝類I、II、III等3個(gè)實(shí)體。其中,危險(xiǎn)貨物實(shí)體抽取比較特殊，因?yàn)橥环N危險(xiǎn)貨物由于屬于不同的包裝類就會(huì)有不同的操作要求。針對(duì)這種情況，主要根據(jù)聯(lián)合國(guó)編號(hào)、危險(xiǎn)貨物正確運(yùn)輸名稱和包裝類來(lái)確定唯一的危險(xiǎn)貨物實(shí)體。例如：聯(lián)合國(guó)編號(hào)為1418的危險(xiǎn)貨物為鎂粉，鎂粉分別有包裝類I、II、III等3個(gè)實(shí)體，在實(shí)體抽取時(shí)我們將上述不同包裝類的鎂粉抽取為鎂粉1、鎂粉2和鎂粉3。

3.2.2關(guān)系抽取

關(guān)系抽取是從領(lǐng)域知識(shí)中抽取出實(shí)體間的關(guān)系,這樣才能將零散的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。實(shí)體間的關(guān)系分為兩類：

(1) 相同概念下實(shí)體層級(jí)關(guān)系抽取，如“應(yīng)急措施—防火應(yīng)急措施”與“應(yīng)急措施—溢油應(yīng)急措施”之間的關(guān)系。這類關(guān)系比較單一，主要是從屬關(guān)系。

(2) 不同概念下實(shí)體關(guān)系抽取，如“危險(xiǎn)貨物—包裝類”與“危險(xiǎn)貨物—隔離類”之間的關(guān)系。這類關(guān)系抽取我們主要依據(jù)國(guó)際危險(xiǎn)貨物一覽表中的分列關(guān)系進(jìn)行確定。

3.2.3屬性抽取

屬性抽取是指從領(lǐng)域知識(shí)中抽取特定實(shí)體的屬性信息。屬性的抽取是為危險(xiǎn)貨物構(gòu)造屬性列表，如危險(xiǎn)貨物的正確中文運(yùn)輸名稱、國(guó)際編號(hào)、限量以及各種理化特性等屬性。屬性值是為實(shí)體賦予具體的屬性值，如“UN 1825”的中文名是“氧化鈉”,“硫酰氯”的沸點(diǎn)是69 ℃等。由于可將實(shí)體的屬性視為實(shí)體與屬性值之間的一種名詞性關(guān)系,因此也可將屬性抽取問(wèn)題視為關(guān)系抽取問(wèn)題。

3.2.4實(shí)體對(duì)齊

實(shí)體對(duì)齊是解決從不同數(shù)據(jù)源中抽取的多個(gè)實(shí)體指向同一對(duì)象的問(wèn)題。IMDG Code中危險(xiǎn)貨物有正確運(yùn)輸中文名稱，而MSDS中有化學(xué)品中文名稱、化學(xué)俗名多種叫法，且存在大量名稱不一致的問(wèn)題。由于聯(lián)合國(guó)編號(hào)存在且唯一，因此我們主要根據(jù)危險(xiǎn)貨物的聯(lián)合國(guó)編號(hào)進(jìn)行實(shí)體對(duì)齊。例如：聯(lián)合國(guó)編號(hào)為1307的危險(xiǎn)貨物的正確運(yùn)輸中文名稱為 “二甲苯”，其在MSDS中的化學(xué)品中文名稱有“1,2-二甲苯”“1,3-二甲苯”“1,4-二甲苯”,其化學(xué)品俗名又有“鄰二甲苯”“間二甲苯”和“對(duì)二甲苯”。

3.3 生成本體

計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，GRUBER[12]提出本體，他認(rèn)為“本體是概念化的明確的規(guī)范說(shuō)明”。STUDER[13]在此基礎(chǔ)上提出本體是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說(shuō)明，具有共享、明確、概念化和形式化等4大特征。實(shí)質(zhì)上，本體是概念的集合，概念之間存在一定的關(guān)系并且具有一定的層級(jí)結(jié)構(gòu)，是用來(lái)描述某個(gè)領(lǐng)域內(nèi)存在的具體事物的固有特征。本體可實(shí)現(xiàn)知識(shí)的規(guī)范化表示，也可實(shí)現(xiàn)知識(shí)的利用和檢索，并能夠通過(guò)定義規(guī)則實(shí)現(xiàn)知識(shí)間的推理。

生成本體是將上述概念、實(shí)體、屬性及關(guān)系等數(shù)據(jù)信息利用特定的本體建模工具生成危險(xiǎn)貨物本體。本體建模工具有很多，其中斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的Protégé是目前國(guó)內(nèi)使用最多的本體編輯工具。[14]危險(xiǎn)貨物本體正是在領(lǐng)域?qū)＜业闹笇?dǎo)下使用Protégé本體建模工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，生成owl文件。Protégé中某種危險(xiǎn)貨物本體,見(jiàn)圖5。

圖5 某種危險(xiǎn)貨物本體

3.4 專家審核

由于危險(xiǎn)貨物的特殊性，海運(yùn)危險(xiǎn)貨物本體構(gòu)建需要領(lǐng)域?qū)＜胰虆⑴c。專家審核內(nèi)容包括概念、屬性、概念之間關(guān)系、實(shí)體的創(chuàng)建和屬性關(guān)系。專家審核通過(guò)則完成本體構(gòu)建否者返回迭代。

3.5 知識(shí)推理

推理是從已有知識(shí)中挖掘出隱含信息，盡量減少人工參與，推出缺失事實(shí)，并在已有的知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步挖掘隱含知識(shí)，從而擴(kuò)展知識(shí)庫(kù)。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜用到的推理規(guī)則主要有基于描述邏輯的推理規(guī)則[15]和基于SWRL(Semantic Web Rule Language)的本體推理規(guī)則[16]。描述邏輯通過(guò)描述和定義概念來(lái)自動(dòng)判斷某個(gè)概念是否是另一個(gè)概念的子類或某一概念是否和已有概念相容，例如對(duì)危險(xiǎn)貨物進(jìn)行定義可自動(dòng)推理出易燃?xì)怏w是危險(xiǎn)貨物的子類。

SWRL可推理出兩種危險(xiǎn)貨物之間的隔離要求。Protégé自帶SWRL Tab插件，因此我們可自定義SWRL推理規(guī)則。危險(xiǎn)貨物本體對(duì)隔離代碼和積載代碼分別建立SWRL規(guī)則，部分SWRL自定義規(guī)則,見(jiàn)圖6。

圖6 SWRL規(guī)則(部分)

4 應(yīng)用案例

4.1 綜合知識(shí)檢索

危險(xiǎn)貨物相關(guān)知識(shí)瑣碎繁多，需要花費(fèi)大量的時(shí)間去查找，而且還有可能獲得一些無(wú)用信息。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜可作為檢索工具，可快速檢索危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸?shù)脑敿?xì)信息。例如，用戶可輸入貨物名稱或者聯(lián)合國(guó)編號(hào)，來(lái)獲取某種危險(xiǎn)貨物信息，包括屬性、包裝、應(yīng)急、操作要求等水路運(yùn)輸相關(guān)知識(shí)。甲醇綜合檢索結(jié)果頁(yè)面見(jiàn)圖7。

圖7 危險(xiǎn)貨物知識(shí)綜合檢索結(jié)果(部分)

4.2 積載隔離自動(dòng)判斷

利用知識(shí)圖譜推理技術(shù)可自動(dòng)判斷危險(xiǎn)貨物積載隔離要求。危險(xiǎn)貨物積載要求主要根據(jù)貨物所屬積載類和積載代碼來(lái)判斷，最后得出艙面積載或艙內(nèi)積載以及是否需要避開(kāi)熱源等特殊積載要求。危險(xiǎn)貨物間隔離要求判斷比較復(fù)雜，首先需要判斷這兩種危險(xiǎn)貨物是否有特殊隔離代碼，如果某種危險(xiǎn)貨物有特殊隔離代碼則按照特殊隔離代碼的要求進(jìn)行判斷；如果兩種危險(xiǎn)貨物都沒(méi)有特殊隔離代碼則需要根據(jù)危險(xiǎn)貨物一般隔離表進(jìn)行隔離判斷，最后得出貨物間隔離要求。例如，判斷“乙腈”和“硝酸”的隔離要求，其中硝酸有特殊隔離代碼“SG6”“SG6”表示“按第5.1類隔離”“乙腈”屬于第3類，一般隔離表中第3類和第5.1類的隔離要求為“隔離”，最后得出隔離要求為“隔離”。在知識(shí)圖譜中，將上述規(guī)則轉(zhuǎn)化為SWRL規(guī)則，以此來(lái)自動(dòng)判斷貨物間隔離要求?！耙译妗焙汀跋跛帷钡母綦x要求見(jiàn)圖8。

圖8 兩種貨物間隔離要求自動(dòng)判斷

5 結(jié)束語(yǔ)

危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜是實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物智能管理的基礎(chǔ)，本文就如何將不同來(lái)源的危險(xiǎn)貨物知識(shí)進(jìn)行特征分析以形成一套完整的可供利用的知識(shí)體系進(jìn)行探討。在此基礎(chǔ)上，探討危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜的構(gòu)建及其應(yīng)用。危險(xiǎn)貨物水路運(yùn)輸知識(shí)圖譜可很好地實(shí)現(xiàn)貨物間的關(guān)聯(lián)，為知識(shí)查詢、語(yǔ)義分析、知識(shí)推理奠定重要基礎(chǔ)。危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸所涉及的知識(shí)還有很多，如何將這些更好地表達(dá)這些知識(shí)便于計(jì)算機(jī)理解還需做很多工作。