修复不一致OWL本体的高效方法研究

OWL是语义Web中本体表达的标准语言，基于描述逻辑。不一致现象在OWL本体的管理过程中很常见，导致本体不可用。修复不一致对保证OWL本体在各个领域中广泛应用很关键，但同时也面临着一些难题。首先是性能问题。OWL本体的一致性检测计算复杂度很高（至少EXPTIME）。其次是粒度问题。OWL本体中的公理具有一定的结构，可以拆分。已有的不一致本体修复方法往往作用于整个公理而不仅是引起不一致的公理部分，而且具有不低于一致性检测的计算复杂度。基于此，本课题研究高效（即快速细致）修复不一致OWL本体的方法，同时考虑反映公理真实程度的权重。具体地说，研究公理拆分和权重评估的方法；研究多项式时间内计算权重尽量大的本体一致子集的方法；研究上述方法的近似比下界，即计算结果的权重相对于权重最大的本体一致子集的权重的比例下界。课题拟将研究成果应用于一个基于Web的语义信息采集系统，以验证方法的实效性。

本项目从四个方向研究高效和细致修复不一致OWL本体的相关问题。..第一个方向主要研究计算权重尽可能大的本体一致子集的高效方法。首先，我们提出了一种在组合复杂度多项式时间内计算权重尽可能大的本体一致子集的方法。其次，我们针对最大本体一致子集的计算提出了基于划分的高效方法。再次，我们针对最小本体不一致子集的计算分别提出了基于划分的和基于MapReduce框架的高效方法。最后，我们还研究了在不一致OWL本体中进行查询推理的问题，提出了三种实用的不一致容忍查询方法。..第二个方向研究公理权重评估和本体细致修复的方法。我们研究了基于层次分析法的多准则公理权重评估方法，还研究了基于公理修改操作的不一致OWL本体细致修复方法。..第三个方向研究针对不一致修复问题的易处理OWL子语言。首先，我们找出了区分两类OWL子语言的分界线，一类保证在数据复杂度多项式时间内计算一个权重最大的本体一致子集，另一类不能保证。其次，我们针对第一个方向中提出的组合复杂度多项式时间近似计算方法，找出了保证该方法能够精确计算线性序推理中采用的本体一致子集的常用OWL子语言，其中线性序推理中采用的本体一致子集相当于一类权重较大的本体一致子集。..第四个方向研究对OWL本体进行溯因推理的实用方法。我们提出了一种针对断言公理集（ABox）的实用溯因推理方法。此外，我们将本体的溯因推理问题应用到联合查询回答中，提出了溯因联合查询回答机制，并基于该机制实现了一个新型的租房信息查询服务原型系统。..上述研究成果发表于中国计算机学会2012年推荐的B类国际期刊KAIS、C类国际期刊IJSWIS和IJIS、A类国际会议AAAI、B类国际会议CIKM，以及C类国际会议ICTAI和KSEM等。我们实现的租房信息查询服务原型系统获得了首届联合国际语义技术会议（JIST2011）的最佳展示奖。