(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211331513.1 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 熊济凡　李国强　 (74)专利代理 机构 上海交达专利事务所 31201 专利代理师 王毓理　王锡麟 (51)Int.Cl. G06N 5/02(2006.01) G06N 5/04(2006.01) G06F 16/36(2019.01) G06F 16/903(2019.01) (54)发明名称 基于多源知识的专 家系统的实现方法 (57)摘要 一种基于多源知识的专家系统的实现方法， 通过构建知识库并对不同来源的知识分别进行 解析并转换为知识库所能识别的格式， 然后采集 问题输入并对输入问题进行领域判定， 并使用领 域方法解决问题； 再对输入的问题进行推理观 察， 并根据相似匹配， 查询匹配的规则或函数， 根 据相似匹配得到的规则和函数， 进一步地进行完 整匹配、 生成推理结果、 并将推理结果加入知识 库中， 通过推理收缩删除冗余的、 大概率无用的 候选推理结果并输出推理机推理的最终结果。 本 发明使得知识库的通用性大大增强； 使得知 识来 源大大拓宽； 使得知识推理能力大 大增强。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115526319 A 2022.12.27 CN 115526319 A 1.一种基于多源知识的专家系统的实现方法， 其特征在于， 通过构建知识库并对不同 来源的知识分别进行解析并转换为知识库所能识别的格式， 然后采集问题输入并对输入问 题进行领域判定， 并使用领域方法解决问题； 再对输入的问题进 行推理观察， 并根据相似匹 配， 查询匹配的规则或函数， 根据相似匹配得到的规则和函数， 进一步地进行完整匹配、 生 成推理结果、 并将 推理结果加入知识库中， 通过推理收缩删除冗余的、 大概率无用的候选推 理结果并输出推理机推理的最终结果。 2.根据权利要求1所述的基于多源知识的专家系统的实现方法， 其特征是， 所述的知识 库包括： 主知识图谱、 规则库、 函数库， 其中： 主知识图谱是一个由节点和关系构成的图， 用 于描述大量的三元组关系(A,Relation,B)； 规则库由大量规则构成， 每条规则均为一个命 题， 其中： A和B各是一个逻辑与项， 每个逻辑与项由至少一个小知识图谱和零或若干个逻辑 或项组成， 每个逻辑或项由至少一个逻辑与项组成； 函数库由大量函数构成； 每个函数由输 入参数、 局部变量和一串指 令构成， 每个指 令为控制指 令、 基本指或为对其他函数的一个调 用； 函数的默认执行方式是无限循环执行函数体， 由retur n指令跳出函数体的执行； 每个函 数、 每条指令都允许设置起始 性质和终止性质， 均为一个逻辑与项， 用以说明对应函数或指 令的起始状态和终止状态。 3.根据权利要求1或2所述的基于多源知识 的专家系统的实现方法， 其特征是， 具体包 括： 步骤1)构建知识库： 步骤2)对来自知识图谱、 图数据库、 关系型数据库的知识进行解析并转换为知识库所 能识别的格式， 具体包括： 2.1)对知识图谱和图数据库的数据， 直接进行数据解析， 读取出其中所有的三元组关 系(A,Relati on,B)， 再将这些三元组关系加入知识库的知识图谱中； 2.2)对关系型数据库的数据， 先进行数据解析， 读取出其中所有的关系记录Ri(e1, e2,…,eN)， 具体为： a)对于R(A)的记录， 将其 转换为(A,R,nul l)的三元组关系； b)对于R(A,B)的记录， 将其 转换为(A,R,B)的三元组关系； c)对于更长的记录R(e1,e2, …,eN)， 将其转换为一组(e1,R,e2)、 (e1,R,e3)、 ……、 (e1,R,eN)的三元组关系； 再将所有以上转换成的三元组关系加入知识库的知识图谱中； 步骤3)对来自XML、 JSON的知识进行解析并转换为知识库所能识别的格式， 具体包括： i)对XML格式， 首先使用DOM技术将XML文件解析为DOM树， 然后识别DOM树的节点： 将DOM 树中的知识图谱节 点(<kg>)按步骤2.1中知识图谱的解析方法解析成三元 组关系并加入知 识库的知识图谱中， 将DOM树中的规则节点(<rule>)按其子节点的标记解析成知识库中的 规则， 将DOM树中的函数节点(<func>)按其子节点的标记解析成知识库中的函数； ii)对JSON格式， 首先使用有限状态机对JS ON文件进行词法解析， 然后对词法解析得到 的结果进行自顶向下的语法分析得到JSON对象树； 之后识别对象树的节点： 将对象树中的 知识图谱对象({kg: …})按步骤2.1中知识图谱的解析方法解析成三元组关系并加入知识 库的知识图谱中， 将对象树中的规则对象({rule: …})按其子对象的键值对解析成知识库 中的规则， 将对象树中的函数对象({func: …})按其子对象的键值对解析成知识库中的函权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115526319 A 2数； 步骤4)对来自Lisp、 Prolog的知识进行解析并转换为知识库所能识别的格式， 具体包 括： α )对Lisp格式， 首先使用有限状态机对Lisp文件进行词法解析， 然后对词法解析得到 的结果进行自顶向下的语法分析得到Lisp抽象语法树； 然后对Lisp抽象语法树进行解析， 将Lisp函数转换成本发明的知识库的函数库中的函数； β )对Prolog格式， 首先使用有限状态机对Prolog文件进行词法解析， 然后对词法解析 得到的结果进行自顶向下的语 法分析得到Pr olog抽象语法树； 然后对Pr olog抽象语 法树进 行解析， 将Pro log规则转换成本发明的知识库的规则库中的规则； 步骤5)采集问题输入； 步骤6)对输入问题进行领域判定： 根据用户输入的问题， 遍历知识库中的规则库和函 数库， 判定该问题是否是领域特定方法可解的； 判定方法是根据规则的条件从句或函数 的 起始性质， 对输入的问题进行完全匹配， 即用已有实体替换逻辑与项中的参数实体， 然后计 算参数逻辑与项是否包含于已有逻辑与项中； 当匹配成功， 说明知识库中已有某规则或某 函数是问题的解法， 即直接使用对应规则进行推导， 或直接运行对应函数即可得出问题的 解， 当找不出任何匹配， 则进入推理机的循环推理流 程； 步骤7)使用领域方法解决问题： 根据步骤2判定的结果， 将用户输入的问题交由相应匹 配的领域特定方法来 解决， 即使用对应规则进行推导， 或运行对应函数； 步骤8)对输入的问题进行推理观察， 并根据相似匹配， 查询匹配的规则或函数； 步骤9)根据步骤4相似匹配得到的规则和函数， 进一步地进行完整匹配、 生成推理结 果、 并将推理结果加入知识库中； 步骤10)通过推理收缩删除冗余推理结果， 包括： 10.1)对生成的实体和关系进行相似匹配， 当若干实体所拥有 的关系及其关系对象是 相似的， 则只保留其中一个； 10.2)对于生成的规则， 则两两对其IF从句和THEN从句进行完全匹配， 当某一规则完全 是另一规则的子集， 则 删除较弱的规则； 10.3)对于生成的函数， 则两两对其起始性质和终止性质进行完全匹配， 当某一函数的 性质完全被另一 函数覆盖， 则 删除较弱的函数； 步骤11)输出推理机推理的最终结果， 即输出步骤3使用规则或调用函数运算出的结 果、 步骤4观察 发现问题已被解决从而输出的结果或步骤4观察 发现系统 时间资源或空间资 源已被耗尽且无法再通过推理收缩腾出系统资源， 从而输出的错 误信息。 4.根据权利要求1 ‑3中任一所述的基于多源知识的专家系统 的实现方法， 其特征是， 所 述的专家系统， 包括： 知识 解析器、 知识库、 推理引擎、 用户界面和输出生成器， 其中： 知识解 析器根据输入的不同种类的知识， 分别进行相应的解析处理， 并将解析结果转化进入知识 库中； 知识库利用具有通用型知识表达能力的知识模型存储知识； 推理引擎根据用户输入 的问题进 行推理， 得到推理结果； 用户界面用于通过命令行与用户交互； 输出生成器根据用 户输入的指令， 将用户指定的对象输出成用户指定的格式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115526319 A 3