基于mediawiki的案例维护回放分析软件本科论文.docx

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基于mediawiki的案例维护回放分析软件本科论文

毕业设计说明书

学院

专业

年级

姓名

指导教师

2016年6月14日

毕业设计（论文）任务书

题目：

基于mediawiki的语义案例维护、回放、分析软件

学生姓名

学院名称

专业

学号

指导教师

职称

一、原始依据

工作基础：

在生活中，当人们面临到一个新的、困难的问题时，往往回去回想相似的例子，用类似的经验来解决问题。

案例就是某类案例的例子、是对以往经验的知识表达，也是对想要达到某个目标所需要吸取的经验教训的记录。

案例已广泛应用于法律、交通、制造、金融、医疗、军事、信息等领域[1][2][3]。

当前mediawiki中已包含庞大的案例数据,对案例集数据进行维护、回放、分析[4]正是目前热门的话题。

研究条件：

Mediawiki中已含有庞大的数据库资源，方便实现对各类案例的检索和整理。

且数据的关系结构的可编辑性、数据增删改查的可操作性，以及webservice的可调用性为实现mediawiki的语义案例维护、回放、分析创造了可行性。

研究目的：

由于案例具有内容的真实性、决策的可靠性和处理问题的启发性[5][6]等对解决实际发生问题非常有用的特性，而现实世界又是一个与空间有着密切关系的世界，决策者在决策的过程中往往需要案例的支持，对基于mediawiki的语义案例维护、回放[7][8][9]、分析的研究可以让案例更加直观形象，更有效的为解决将来发生的类似问题服务。

通过对应急案例的管理、回放和推理分析，可以更有效的处理和预防应急事件[10]。

二、参考文献

[1]谢志刚,任旭,魏震生,鲁军.基于案例推理和模糊诊断的兵器故障诊断专家系统[J].军械工程学院学报,2001,1（3）:

21—24.

[2]魏元凤,钟文,夏祖勋.案例推理技术在银行信贷的应用[J].华东船舶工业学学报（自然科学版）,2001,1（3）:

14—19.

[3]陈保香,曹奇英,夏祖勋.案例推理在海军战术决策中的应用[J].华东船舶工业学院学报,2000,1（5）:

45—49.

[4]何国辉,江太辉,甘俊英.地理信息系统的研究[J].计算机工程与应用,1998,1（8）:

68—86.

[5]张荣梅,周义,涂序彦.交通事故处理智能决策支持系统（YCIDSS）[J].计算机应用,2002,1（9）:

60—61.

[6]严隽薇,李哲,张浩,谢小轩.基于CBR的设备故障诊断系统的设计与实现[J].制造业自动化,2002,1（10）:

11—14.

[7]鲍虎军等.我国GIS技术与应用的现状与对策[EB/OL].，2005.

[8]MiehaelN.DMers.地理信息系统基本原理[M].北京:

电子工业出版社,2001.20—60.

[9]WuR,FreemanAJ,OlsonGB.Firstprinciplesdeterminationoftheeffectsofphosphorusandborononirongrain-boundarycohesion[J].Science,1994,265:

376-380.

[10]SmithRW,GengWT,GellerCB,etal.TheeffectofLi,HeandCaongrainboundarycohesivestrengthinNi[J].ScriptaMater,2000,43:

957-961.

三、设计（研究）内容和要求

1、研究内容：

整理与管理：

从互联网上搜集整理 预案、案例、法律法规、地名的数据资源，并进行管理。

爬取与抽取：

爬取上述资源，进行信息抽取，形成语义预案、语义案例、语义法律法规、地名。

导入与导出：

将语义内容导入mediawiki中；从mediawik中导出多种形式的语义内容。

浏览与检索：

利用semantic mediawiki进行语义浏览与语义检索。

语义分析：

开发mediawiki插件，进行语义分析。

2、功能要求：

1.案例模板管理功能：

系统能够生成不同的案例模板，建立案例时，选择不同的案例类型，对应进入不同的案例模板的编辑界面，为用户提供面向不同种类案例管理的编辑界面。

2.开发与案例搜索引擎组件的接口：

开发完成与案例搜索引擎组件的接口，通过接口实现对案例搜索引擎爬取的案例结果的模板化数据入库。

3.案例管理与地图空间操作：

软件支持案例与地理信息平台的对接，能实现案例在地图上的展示，并支持对地图上案例的查询、显示、根据案例的名称定位其地理位置并高亮显示出来。

4.案例信息查询功能：

软件支持按照案例的属性信息，如案例发生时间、发生地点、案例类型、案例类别、案例级别等单项查询。

软件也支持按照案例属性信息的条件组合查询，查询的结果以表格的方式并按照一定时间顺序排序，点击查询结果可以了解案例的详细信息。

5.案例发布管理功能：

软件提供对系统管理的案例的发布功能，根据对前端案例模板的发布要求，开发数据接口，将案例发布给用户。

6.数据管理功能：

采用稳定且易于开发的数据库为平台，建立标准化的案例模板，基于案例模板，实现数据的储存、读取、编辑等，支持数据备份导出、导入，实现对案例数据的日常维护、更新，并能生成案例Word文本和打印输出支持。

7.用户管理功能：

系统能够按照案例提供者、案例应用者、案例管理者三级权限的原则，管理登录用户的权限，允许添加或删除用户，支持多用户网络管理、同时登陆，实现分级录入、逐级管理、资源共享。

同时，把管理员与非管理员的权限分开，对拥有不同使用权限的操作员进行区分。

8.界面良好，操作便捷。

系统应具有友好的中文界面，操作简单，运行流畅，提供系统帮助，便于日常使用及维护。

指导教师（签字）

年月日

审题小组组长（签字）

年月日

天津大学本科生毕业设计开题报告

课题名称

基于mediawiki的语义案例维护、回放、分析软件

学院名称

计算机科学与技术

专业名称

计算机科学与技术

学生姓名

刘国杰

指导教师

戴维迪

1.课题的来源及意义：

在生活中，当人们面临到一个新的、困难的问题时，往往回去回想相似的例子，用类似的经验来解决问题。

案例是某类案例的例子、是对以往经验的知识表达，也是对想要达到某个目标所需要吸取的经验教训的记录。

案例已广泛应用于法律、交通、制造、金融、医疗、军事、信息等领域。

由于案例具有内容的真实性、决策的可靠性和处理问题的启发性等对解决实际发生问题非常有用的特性，而现实世界又是一个与空间有着密切关系的世界，决策者在决策的过程中往往需要案例的支持，对基于mediawiki的语义案例维护、回放、分析的研究可以让案例更加直观形象，更有效的为解决将来发生的类似问题服务。

通过对应急案例的管理、回放和推理分析，可以更有效的处理和预防应急事件。

2.国内外发展状况：

2.1国外发展：

国外人工智能领域的学者从20世纪90年代就提出了基于案例的推理方法（Case一BasdeeRasoingn,简称CBR）。

CBR用以往案例的知识或信息进行相似问题的求解,可以克服专家系统面临的难题,具有简化知识获取、提高求解效率、改善求解质量、进行知识积累等优点。

CBR提出以来,美国和欧洲相继在各个行业结合自身的需求研制许多系统,随着应用推广,在地学领域也曾开展过应用,如:

1993年Jones和Roydhouse应用CBR研究气象卫星图像,进行天气模式的预报;1994年Goel等利用CBR技术和分层的空间模型进行实验:

同年Keller利用CBR作为一种知识获取手段辅助制图综合;1999年Si,x和Yh,A.GO.将CBR于GIS相结合用于城市规划;同年Holt和Benwell探讨了将CBR与GIS共同用于进行环境或空间复杂问题的决策:

2002年Branitgn和Hastings利用CBR解决环境问题,开发了CARMA系统来解决牧场的虫灾问题;尽管国外对案例推理及地理案例推理的研究比较早,但是对GIS案例方面缺乏系统的研究。

2.2国内发展：

国内有关案例推理分析[1]的研究工作也在各个领域展开。

①交通领域。

2002年张荣梅等根据交通事故处理领域的特点,提出了基于案例推理（CB）R和基于贝叶斯网推理（Bayes）相结合的交通事故处理智能决策支持系统的开发方案[2]。

②制造业领域。

2002年严隽薇等从原理、诊断系统设计等方面探讨了制造业中运用CBR技术对数控机床进行故障诊断的新思路[3][4]。

③医疗领域。

2002年于跃海等依据应急治疗的医学知识和实践经验,建立了基于案例推理、模糊推理和缺省推理相结合的,能迅速确定重症监护治疗方案的推理模型汇。

④金融领域。

2001年魏元凤等应用CBR对信贷客户的信用等级与信贷额度进行评估,将信贷客户情况与信贷案例库中案例比较,提取相似案例,参考其解决方案提出当前客户的信贷方案,来辅助经办人员和决策人员的工作1[3];同年周凯波等提出用基于案例推理方法预测金融危机的思想,并给出了基于案例推理的金融危机预警系统CBRFCPSS的原型[5][6]。

⑤军事方面。

1999年王国锋等阐述了专家系统应用于导弹武器系统故障诊断地重要意义,结合某型导弹故障诊断特点,探讨了基于案例推理的导弹故障诊断专家系统的结构和实现方法;2000年陈保香等采用CBR技术,建立战例库,用于战术指挥中的智能辅助决策,同时探讨了如何结合实际进行战例库的结构设计以及技术实现方法;2001年谢志刚等讨论了基于案例的推理和模糊诊断矩阵在兵器故障中的应用[7]。

⑥信息领域。

2000年周凯波等提出一种构建信息系统的基于案例推理的新方法[8]及实现技术[9],为信息系统的方案设计提供一个有效的支持;同年张本生等从维修性工程在我国的应用发展入手,提出了基于案例推理专家系统在维修性设计分析中应用的必要性,阐述了系统应具有的功能结构模型和处理过程模型[10]。

3.本课题的研究目标：

功能目标：

1.案例模板管理功能：

系统能够生成不同的案例模板，建立案例时，选择不同的案例类型，对应进入不同的案例模板的编辑界面，为用户提供面向不同种类案例管理的编辑界面。

2.开发与案例搜索引擎组件的接口：

开发完成与案例搜索引擎组件的接口，通过接口实现对案例搜索引擎爬取的案例结果的模板化数据入库。

3.案例管理与地图空间操作：

软件支持案例与地理信息平台的对接，能实现案例在地图上的展示，并支持对地图上案例的查询、显示、根据案例的名称定位其地理位置并高亮显示出来。

4.案例信息查询功能：

软件支持按照案例的属性信息，如案例发生时间、发生地点、案例类型、案例类别、案例级别等单项查询。

软件也支持按照案例属性信息的条件组合查询，查询的结果以表格的方式并按照一定时间顺序排序，点击查询结果可以了解案例的详细信息。

5.案例发布管理功能：

软件提供对系统管理的案例的发布功能，根据对前端案例模板的发布要求，开发数据接口，将案例发布给用户。

模拟GNUGDB功能开发一个简易调试器，以便于构建和调试实验平台，为整个仿真系统提供一个外部接口，便于观察仿真系统的工作状态。

该调试器可实现，设置断点、单步执行、打印程序状态、扫描内存、表达式求值、监视点管理、打印栈帧链等功能。

这些功能会随着实验平台的一步步完善而一步步增加、修改、完善。

2、x86指令系统仿真[9]

主要是使用c语言模拟x86指令取指、译码、执行的全部流程。

主要实现常用的6大类，36小类指令的功能性模拟，包括指令功能的实现和标志寄存器的修改。

并最终能够实现对一个程序代码二进制的完整解析。

最后可运行简单的程序。

6.数据管理功能：

采用稳定且易于开发的数据库为平台，建立标准化的案例模板，基于案例模板，实现数据的储存、读取、编辑等，支持数据备份导出、导入，实现对案例数据的日常维护、更新，并能生成案例Word文本和打印输出支持。

7.用户管理功能：

系统能够按照案例提供者、案例应用者、案例管理者三级权限的原则，管理登录用户的权限，允许添加或删除用户，支持多用户网络管理、同时登陆，实现分级录入、逐级管理、资源共享。

同时，把管理员与非管理员的权限分开，对拥有不同使用权限的操作员进行区分。

8.界面良好，操作便捷。

系统应具有友好的中文界面，操作简单，运行流畅，提供系统帮助，便于日常使用及维护。

4.研究方法和手段

整理与管理：

从互联网上搜集整理预案、案例、法律法规、地名的数据资源，并进行管理。

爬取与抽取：

爬取上述资源，进行信息抽取，形成语义预案、语义案例、语义法律法规、地名。

导入与导出：

将语义内容导入mediawiki中；从mediawik中导出多种形式的语义内容。

浏览与检索：

利用semantic mediawiki进行语义浏览与语义检索。

语义分析：

开发mediawiki插件，进行语义分析。

5.研究的主要内容：

5.1案例爬取和存储

本课题所需的案例需要从互联网上爬取获得，为保证案例的完整性，我们要爬取多个网页来获得同一案例的不同信息，并需要爬取更多的页面来保证案例库的充足。

爬取获得的案例我们为它们导入案例模板，并存入数据库形成案例库。

5.2语义标识和抽取

对案例构建案例本体模型，对实体信息进行语义标识和抽取。

获得语义案例后存入semanticmediawiki以完成语义检索。

5.3案例检索

系统要实现对案例的检索，分为全文检索、属性检索和语义检索。

全文检索实现关键字匹配，属性检索完成属性值和属性名称检索，语义检索获得语义内容。

5.4案例回放

形成案例列表、案例分类列表、结合地图对案例进行描述，实现案例在地图上的分布。

6.进度安排

2016年2月-2016年3月：

确定研究课题，查阅相关文献，查阅和学习国内外相关文献资料，充实基础知识，基本了语义标识的研究领域。

2016年4月：

确定课题研究的具体方法，对课题研究拟使用的技术做认真研究，总结基本原理和基本算法。

2016年5月：

进行项目架构，完成项目整体功能。

分析系统性能。

2016年6月：

总结研究结果，撰写学位论文。

7.参考文献

[1]谢志刚,任旭,魏震生,鲁军.基于案例推理和模糊诊断的兵器故障诊断专家系统[J].军械工程学院学报,2001,1（3）:

21—24.

[2]魏元凤,钟文,夏祖勋.案例推理技术在银行信贷的应用[J].华东船舶工业学学报（自然科学版）,2001,1（3）:

14—19.

[3]陈保香,曹奇英,夏祖勋.案例推理在海军战术决策中的应用[J].华东船舶工业学院学报,2000,1（5）:

45—49.

[4]何国辉,江太辉,甘俊英.地理信息系统的研究[J].计算机工程与应用,1998,1（8）:

68—86.

[5]张荣梅,周义,涂序彦.交通事故处理智能决策支持系统（YCIDSS）[J].计算机应用,2002,1（9）:

60—61.

[6]严隽薇,李哲,张浩,谢小轩.基于CBR的设备故障诊断系统的设计与实现[J].制造业自动化,2002,1（10）:

11—14.

[7]鲍虎军等.我国GIS技术与应用的现状与对策[EB/OL].，2005.

[8]MiehaelN.DMers.地理信息系统基本原理[M].北京:

电子工业出版社,2001.20—60.

[9]WuR,FreemanAJ,OlsonGB.Firstprinciplesdeterminationoftheeffectsofphosphorusandborononirongrain-boundarycohesion[J].Science,1994,265:

376-380.

[10]SmithRW,GengWT,GellerCB,etal.TheeffectofLi,HeandCaongrainboundarycohesivestrengthinNi[J].ScriptaMater,2000,43:

957-961.

选题是否合适：

是□否□

课题能否实现：

能□不能□

指导教师（签字）

年月日

选题是否合适：

是□否□

课题能否实现：

能□不能□

审题小组组长（签字）

年月日

摘要

随着今社会飞速发展，应急事件的发生也让人防不胜防并给人类带来巨大的经济损失和人员伤害。

为了能够预防或及时有效处理应急事件来降低伤亡，减少损失，本文设计了一套基于mediawiki的语义案例维护、回放、分析系统，本文主要内容如下：

完成了对系统功能需求的分析，包括功能需求、非功能需求好界面需求。

功能需求分别从案例使用者、案例提供者、案例审核者和系统管理员四个角度描述的系统功能，非功能需求描述了系统发展的外部条件，界面需求分析了各类用户的界面。

完成了对整个项目的设计，包括模块设计、功能设计、数据模型设计和界面设计。

模块设计提出了系统的的三个模块，用户管理模块、案例管理模块和案例回放模块，并对爬取、抽取、语义检索进行了重点的介绍；功能设计给出了系统的功能树；数据模型设计提出了案例的本体结构和系统的E-R关系；界面设计分别从普通用户和管理员的角度对用户界面进行构想。

完成了对项目实现结果的展示，包括各功能实现的效果和各界面完成的效果。

本文提出的基于mediawiki的语义案例维护、回放、分析系统，将有效地把案例的爬取、统计、提取、检索、回放等功能基于一身，为用户提供了一条好的案例学习途径。

关键词：

爬取；抽取；语义检索；应急案例；本体；

ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentofthissociety,emergencieshappenalsotoguardagainstandbringmankindhugeeconomiclossandpersonnelinjury.Inordertopreventandeffectivelydealwithemergencyincidentstoreducecasualtiesandreducelosses,thispaperdesignsasetofsemanticcasemaintenance,playbackandanalysissystembasedonmediawiki.Themaincontentsofthispaperareasfollows:

Completedtheanalysisofthefunctionalrequirementsofthesystem,includingfunctionalrequirements,nonfunctionalrequirementsandgoodinterfacerequirements.Functionalrequirementsfromtheuser'scase,caseproviders,auditcasewithsystemadministratorfouranglesdescribethesystemfunction,nonfunctionalrequirementsdescribethesystemdevelopmentofexternalconditions,interfacerequirementsanalysisthevarioustypesofuserinterface.

Completethedesignofthewholeproject,includingmoduledesign,functionaldesign,datamodeldesignandinterfacedesign.Moduledesignofthesystemofthreemodule,usermanagementmodule,casemanagementmoduleandthecaseplaybackmoduleandtocrawling,informationextraction,semanticretrievalareintroducedinfocus;givingthefunctiondesignofthesystemfunctiontree;designdatamodelproposedcasethebodyofthestructureandthesystemE-Rrelation;interfacedesignrespectivelyfromtheperspectiveofordinaryusersandadministratorsoftheuserinterfaceconception.

Completedthedisplayoftheresultsoftheproject,includingtheeffectoftheimplementationofthefunctionandtheeffectofthecompletionoftheinterface.

Inthispaper,themediawikibasedsemanticcasemaintenance,playbackandanalysissystem,andthewilleffectivelythecaseofcrawling,statistics,extraction,retrievalandplaybackoffunctionbasedonabody,fortheuserprovidesagoodcasestudyapproachtolearning.

Keywords：

crawling;extraction;semanticretrieval;emergencycase;ontology;

目录

第一章绪论1

1.1项目背景1

1.2项目意义3

1.3章节结构3

第二章相关研究5

2.1领域现状5

2.2相关技术7

2.3本章小结9

第三章用户需求10

3.1用户需求10

3.2数据流图14

3.3需求分析（用例图）18

3.4本章小结22

第四章项目设计23

4.1组成设计23

4.2功能设计（功能树）30

4.3界面设计32

4.4数据模型设计33

4.5本章小结35

第五章项目实现36

5.1模块实现36

5.2流程实现40

5.3界面实现47

5.4功能实现50

5.5本章小结53

第六章结束语54

6.1总结54

6.2展望54

参考文献55

外文资料56

中文译文66