基于面向對象思想的知識本體及其管理的研究

任鑫博　張君怡

摘要：本文通過面向對象思想對知識本體進行研究，抽取知識的一般屬性和行為，應用面向對象中的多態和繼承特征，構建知識的抽象模型。分析并設計知識管理系統的理論模型，提出了基于面向對象的知識管理系統的構建。

關鍵詞：面向對象；知識模型；知識管理

0引言

隨著信息技術的不斷發展和增強，互聯網概念的不斷應用，以信息為載體的知識構建也越來越具有多樣性，知識在企業中的指導作用也尤為重要。根據國家經濟發展的戰略和思想，科技創新關乎企業的發展和未來。陜西省地方電力（集團）有限公司商洛供電分公司搭建電網應急演練及仿真系統，對應急預案管理、應急演練方案管理、應急桌面推演以及應急評估工作提供一整套解決方案，從應急管理實際應用層面為電力企業管理人員提供強有力的輔助手段。本論文的研究目標是應急仿真系統中的知識管理模塊，通過基于面向對象的方法理論分析知識的本體特征，知識管理的重要概念，對知識管理中的重要問題提出了解決方法。

1知識的本體概念

目前，國內關于知識及其管理的研究重點放在企業知識管理概念和方法的探討，對于知識的自身屬性和特征涉及不多，對于知識的自身構成和剖析不足，在應用中只注意知識管理的方式。知識是人類對物質世界以及精神世界探索的結果總和。它包括事實、信息的描述或在教育和實踐中獲得的技能。根據信息時代的特點，信息的產生是大量的、分散的，具有結構性和非結構性的特征。而信息作為知識的載體，需要通過分類、分析、匯總等方法從信息中提取出知識。知識的散落性和非結構性等特征十分明顯。以面向對象的思想，將知識對等成為一個獨立的對象，通過面向對象的方法分析知識的屬性和構成，知識具有的方法（或行為）。

2面向對象思想

面向對象思想是將客觀存在的事物和概念進行分析、提取、識別并建立分析模型，用對象的屬性和方法分別描述問題域中事物的靜態特征和動態特征，并且能夠保留事物之間關系的原貌。面向對象思想為客觀事物建立抽象模型，根據模型的屬性和方法表達事物的抽象概念，通過繼承、多態和接口等方法可以將事物的多樣性、不同繼承關系及行為表現實現。減少了事物分析過程中的冗余和單向性，增強了事物間的關聯關系，也為后期對象的擴展和新對象的建立提供了方便。

3基于面向對象思想的知識本體分析

知識的獲取可被表示為如下方式。知識分為顯性知識和隱性知識。顯性知識具有意思明確、主次突出，表達方式直接，層次清晰和概括性強等特點，一般是通過匯總性的資料，文檔，書籍和指導手冊等。其表達方式也是以概念、圖表等內容表現。隱性知識則由于其在交流和傳播的過程中形式的多樣性導致其個人化、主觀化、經驗化等特性明顯。這部分多以師傅傳授徒弟方式、交流文檔、電子郵件、即時通訊消息、客戶知識反饋和互聯網Web頁面瀏覽收集為主。同時，專家系統，基于案例的推理系統，頭腦風暴會議、面對面形式、集會等都是產生隱性知識的方式和方法。以面向對象的方法分析知識，是根據知識的特點總結和歸納出知識的屬性特征和行為方法，建立知識對象的抽象模型。針對商洛供電分公司電網應急演練及仿真系統的需求分析，本文將該系統的知識管理模塊中的知識概念模型建立如表1所示。

表1中的屬性是關于知識的基本抽象特征，方法關于知識的行為。通過知識的屬性設置和方法實現，能夠抽象的表達知識的基本特性和行為因素。針對商洛供電分公司電力專業知識的特點，該模型可作為知識對象的抽象類（或父類），對于電力行業內部的其他類型的知識體系，均可由該模型繼承生成，對于不同種類的知識的屬性和方法均可以通過覆蓋和重載的方法完成。對于跨種類但具有相同表現方法的知識，則可以通過接口來實現。

4知識管理系統的建立

知識管理是指把散落在企業各處的信息有序地加以管理，并挖出有價值的知識為企業的發展服務。由于信息具有非結構化、散落度大、表現形式多樣等特點，根據信息總結、歸納出的知識也具有相同的特征。如何組織、維護海量的信息知識成為電力企業的重要課題。周輝提出協同矩陣和齒輪聯動模型將企業內容部要素在平臺上統一進行管理，同時通過與系統其他模塊都有關聯的核心引擎連接整個系統。卞蓓蕾提出基于知識共享和存儲的知識管理機制。李朝明提出企業協同知識管理系統的框架。

商洛供電分公司的電網應急演練及仿真系統中的知識管理具有專業化、信息量大、信息存儲（顯現）位置分散，信息間關聯不明顯等特點。商洛供電分公司的電網應急演練及仿真系統需要的知識管理應滿足①支撐應急小組成員之間的溝通、應急處置的協調：②輔助實現電網應急在線式桌面推演、應急預案細化完善、應急方案制作管理及應急演練評估全過程。根據面向對象思想構建知識的抽象模型，由抽象模型建立具體的實例。

4.1知識管理系統的輸入設計商洛供電分公司的信息交流工作主要包括Web頁面及論壇瀏覽、電子文檔、系統辦公OA、紙質會議記錄和同行之間的交流、合作等原始信息。通過輸入獲取單元中的Pvthon爬蟲工具抓取Web頁面、OA系統的相關信息，對于會議、報告、同行交流和紙質文件等內容可有特定人員進行信息的錄入。知識管理系統的輸入部分就是要將這些原始的信息轉換成可識別、可被分類、可有效存儲、可利用的知識元素。如圖l所示。

4.2知識的對象化根據獲取的知識信息通過面向對象思想建立知識對象模型，應用面向對象中的多態和繼承特征，由抽象模型建立具體的知識實例。不同類知識實例之間的關系是相對獨立，因此可以達到知識分類層次上的扁平化，相似類知識實例由于對象的繼承和接口特性保證了知識的統一性，并且通過由父類知識對象衍生出的子類知識對象具有對象的繼承、重載特性，衍生對象間的垂直關系也能夠明顯分辨。知識的對象化模型如圖2所示。

對象化的知識即保持了知識之間的相對獨立性，又在同類型知識間具有相關聯系，每個知識都含有自身的屬性，對象的繼承特征產生繼承樹關系，為后期的知識的數據挖掘和關聯分析提供了保障。

4.3知識管理系統的結構設計知識通過對各類信息的抓取，結構和語義的分析構成知識對象，知識對象含有知識的屬性和行為，同時具有知識的語義標簽。知識能夠被存儲、搜索、訪問、重新組合。知識管理系統根據知識的對象化定義結合知識的自身特性，其結構分為4層，如圖3所不。

①知識的輸入層包含從各種渠道獲取的信息轉化成的知識源。可從網絡、會議、電子文檔、OA辦公系統、專家系統等資料中抓取知識信息。知識在這些信息中的特征表現為非結構特性，知識的分布散度大，構成的知識地圖所表現的知識間的關系不明顯。完成知識獲取的方式有數據挖掘、關鍵詞標注、網絡爬取、上下文語義分析等。

②知識處理層則將獲取的知識信息對象化。由抽象的知識對象模型，定義出知識需具備的基本屬性和行為方式，并由知識抽象模型定義不同繼承層次的知識子對象。知識根據照繼承和接口特點表現不同類型，定義不同的知識實例，知識的標記屬性也同樣表現知識的類型。

③知識存儲層針對處理好的知識利用數據倉庫或數據庫模型完成知識的存儲工作，是構建知識庫的必備部分。

④知識應用層是通過提出合適的知識內容指導行為，應用在具體的場景中。包括知識地圖的建立，專家系統內容的智能創建、基于案例分析的知識匹配、根據流程的知識行為響應等。

4.4知識管理系統的技術設計知識管理系統設計采用B/S架構。知識管理系統的知識輸入可通過Python網絡爬蟲工具獲取網絡信息，并通過專業的語料庫抓取有價值的信息：對于電子文檔可利用Python庫進行語義分析獲取知識信息。利用SQL 2008（或MySQL）完成知識內容的存儲。對于具體的知識應用則通過相關需求編寫Pvthon程序實現。

5總結及展望

本文結合知識的特點，通過面向對象思想建立知識對象模型，應用面向對象中的多態和繼承等特征，以數據流圖為導向，為應急預案和仿真系統提供知識服務和管理功能，研究商洛供電分公司的知識管理系統，即實現了電力企業內部知識的有效交流，又將行業知識進行沉淀、儲備和優化，為實現電力部分的應急預案和仿真系統的指導工作積累和提供了可靠保證。知識管理系統未來的研究重點應放在通過Machine Learning（機器學習）加強信息中知識的識別分析，知識間關系的深層分析。endprint