铁路工程成本控制知识管理的系统实现

　　5 铁路工程施工成本控制知识管理的系统实现
　　
　　5.1 铁路工程施工成本控制知识管理系统框架
　　
　　本系统主要用于对施工成本偏差情况的作出判断并给出合理的解决措施建议，施工成本控制人员可获得最合理的纠偏措施建议。该系统可以为管理者提高更为科学有效的管理手段，同时为经验不足的施工成本控制人员提供有效的学习和借鉴工具，普及施工成本控制基本知识，提高施工成本控制效率，减少施工成本超支压力。如图 5-1 所示：
　　
　　系统拟采用的是传统的三层设计，分别是应用层，结构层和数据层。
　　
　　1、应用层主要是接受用户的输入和展现问题的解决途径。在铁路工程建设过程中，要实时监测施工成本的状况，通过监测后得到一系列数据作为用户输入。当新的问题出现时，将问题已规定的知识表示方法表示出来，输入计算机中。
　　
　　2、结构层主要完成系统的业务逻辑处理，比如数据添加、查询和修改等任务，在本系统中具体需要完成的工作为：案例推理模块中集成了各类方法函数，能够针对用户提供的偏差事件的基本信息在数据库中进行知识匹配，如果匹配出相似的案例，则发出指令从案例知识本体数据库中调出相似的案例反馈给客户。如果没有检索出相似案例，则反馈给客户端层提示用户没有相似案例，语义推理模块启动，根据用于查询的关键词给出语义最相近的源案例，供用户进行施工成本控制措施决策时进行参考。
　　
　　本体查询模块的工作主要分为三个方面：
　　
　　（1）完成对本体库和案例库的查询。根据用户输入条件，操作本体，从本体库和案例库中获取数据（解决方案）返回给用户[61].
　　
　　（2）结合 Jena 推理规则完成规则推理。
　　
　　（3）业务流程控制。在获取解决方案的时候，首先是要查询案例库，如果案例库查询失败则查询本体和规则构成的本体库。用户界面内容的确定应根据本体库本体和规则的构建情况来确定，所以本体库总是能应对用户需求给出相应的解决方案[61].
　　
　　3、数据层主要是解决数据的表示方式和对底层数据的访问。
　　
　　数据的表示方式除了有传统的数据库外还有本体库和案例库，查询的过程中会涉及到三块数据的操作和互通。而本体库构建，进而建立本体库推理模块和案例推理模块也是本系统的核心所在[62].
　　
　　5.2 铁路工程施工成本控制知识管理系统的实现步骤
　　
　　本文建立的模型采用的开发语言是 Java,采用惠普实验室开发的 Jena 作为知识本体开发工具包，采用 protégé4.3 软件作为知识本体库构建工具。具体的开发软件包括知识本体编辑软件 protégé4.3,知识本体解析工具 Jena2.6 和 Mysql 数据库软件。模型的实现步骤如下：
　　
　　1、铁路工程施工成本控制知识获取
　　
　　对铁路工程施工成本控制知识的范围与特征进行了归纳分析，通过手动方式及计算机自动获取方式完成铁路工程施工成本控制的知识获取；

        2、铁路工程施工成本控制的知识表示过程
　　
　　将以获取的知识信息，通过本体表示方法，以通识的表示方式，对知识进行分析解释，按照类、属性及其关系完成本体定义，将铁路工程施工成本控制过程中所涉及的知识，全部以本体的形式进行表示。由于铁路工程施工成本控制过程所涉及的的知识范围较广，所以要不断地进行扩充完善。铁路工程施工成本控制本体库相当于铁路工程施工成本控制领域的“字典”,且是有统一表示方法的规范性的字典，可以在铁路工程施工成本控制领域得到共识性的认知。接着，需要调用 JDBC 驱动程序将 protégé软件和数据库进行连接。完成知识本体库的集成的最后一步工作，还需要将 OWL 文本存储在数据库Mysql 中。
　　
　　经过上述步骤，知识本体文件被成功存储在数据库 Mysql 中，完成了铁路工程施工成本控制知识本体库的集成。
　　
　　3、铁路工程施工成本控制知识推理的过程
　　
　　本文中的知识推理过程分为规则推理与案例推理。对于规则推理，采用 Jena 通过已建立的铁路工程施工成本控制本体库，进行铁路工程施工成本控制本体实例构建；并通过 Jena 推理机完成简单的规则推理。
　　
　　知识本体库建立完成后，可以根据用户提出的检索条件进行语义查询。Jena进行语义推理的流程一般分为四步：（1）用户提交查询内容；（2）创建知识表示模型 owlModel;（3）创建知识本体推理模型 OntModel;（4）获取查询结果。基于 Jena 推理机的语义推理不仅能够实现关键字的直接搜索，也可以按照知识本体库中定义的规则、公理或者实例的信息进行语义推理，得出相关联的信息，挖掘出概念语义背后的联系，使推理过程显现出智能化。
　　
　　采用案例推理技术，实现铁路工程施工成本控制的措施推理。通过相似度匹配实现案例检索，得到类似于表 5.1 的控制措施方案，并结合项目本身特征，完善项目的最终控制措施。
　　
　　5.3 本章小结
　　
　　本章主要介绍了基于本体的铁路工程施工成本控制知识管理的应用，给出了知识管理的系统框架表示；接着对系统实现的环境进行了介绍；最后阐述了铁路工程施工成本控制知识管理系统的具体实现步骤。