煤矿本体建模及应用

　　近年来，煤矿安全生产技术得到快速发展，我国煤矿安全生产状况有明显改善。但由于煤矿生产环境的复杂性，煤矿事故仍时有发生，危害严重且影响社会稳定。《煤矿本体建模及应用》以提高煤矿安全生产监管技术水平为目的，在分析本体相关理论及煤矿领域知识的基础上，结合人工智能理论与方法，构建了煤矿领域本体模型，并将之应用于煤矿安全生产管理系统。主要阐述了基于Jena的本体模型推理本体半自动化构建、更新及不确定性推理等方法与技术，并分别介绍了煤矿本体在煤矿安全监测、事故逃生应急疏散及井下安全生产时空信息管理方面的应用案例。对本体理论在煤矿领域中的应用具有一定的理论与实践意义。《煤矿本体建模及应用》可作为高等院校煤矿安全、计算机应用等专业领域高年级本科生和研究生学习参考，亦可供煤矿安全相关从业人员及从事本体研究工作的专业人员参考。

　　潘理虎，理学博士，太原科技大学计算机科学与技术学院副院长。中国计算机学会高级会员，中国计算机学会软件工程专委会通讯委员。主要从事煤矿安全领域软件工程理论与应用、复杂地理系统模拟、人工智能等方面的教学与科研工作。先后承担和参与国家自然科学基金、山西省科技重大专项项目、山西省一中国科学院科技合作重大项目、其他省部级科研课题与横向项目10余项。在国内外重要刊物及国际学术会议发表学术论文50余篇；获得专利授权3项，软件著作权6项，出版专著、教材4部。

第1章 绪论
1．1 背景与意义
1．2 本体理论研究
1．3 本体应用研究
第2章 本体理论基础
2．1 本体定义
2．2 本体组成
2．3 本体分类
2．4 本体功能
2．5 本体评价
2．6 本体描述语言
2．6．1 基于人工智能的本体描述语言
2．6．2 基于Web的本体描述语言
2．7 本体构建
2．7．1 本体建模工具
2．7．2 本体构建原则
2．7．3 本体建模方法
2．8 本体推理
2．8．1 推理方法及其分类
2．8．2 常见推理机介绍
2．8．3 Jena推理机
2．8．4 基于本体的推理技术
2．9 本章小结
第3章 煤矿领域本体构建和更新
3．1 本体构建方法及工具选择
3．2 煤矿领域本体构建步骤
3．3 煤矿领域本体实现
3．3．1 煤矿瓦斯监控系统本体模型
3．3．2 煤矿采煤工作面本体模型
3．3．3 煤矿掘进工作面本体模型
3．3．4 煤矿通风与运输系统本体模型
3．4 基于FCA的本体半自动化构建
3．4．1 FCA相关理论
3．4．2 概念格构造算法
3．4．3 FCA在领域本体构建中的应用
3．4．4 基于FCA的动态本体构建方法
3．4．5 煤矿动态本体构建的实现
3．5 基于语义相似度的本体概念更新
3．5．1 WordNet简介
3．5．2 传统的相似度算法
3．5．3 基于WordNet的改进相似度计算
3．5．4 基于改进相似度算法的本体更新方法
3．5．5 实验及结果分析
3．6 本章小结
第4章 基于Jena的本体模型推理研究
4．1 基于Jena推理规则的创建
4．1．1 Jena推理规则的定义
4．1．2 煤矿领域本体推理规则的创建
4．2 基于证据理论的本体不确定性推理
4．2．1 基于本体推理的煤矿安全监测
4．2．2 改进的D．S证据理论
4．2．3 面向井下环境评估的本体不确定性推理应用
4．2．4 实验及结果分析
4．3 本章小结
第5章 基于本体推理的煤矿安全监测系统
5．1 系统分析
5．1．1 可行性分析
5．1．2 需求分析
5．1．3 角色分析
5．2 系统设计
5．2．1 系统模块概述
5．2．2 详细设计
5．3 系统实现
5．3．1 注册登录界面
5．3．2 系统主界面
5．4 本章小结
第6章 基于本体的煤矿安全知识图谱研究
6．1 知识图谱
6．1．1 知识图谱的定义
6．1．2 知识图谱的应用
6．2 知识图谱的构建与设计
6．2．1 整体架构设计
6．2．2 知识抽取流程设计
6．2．3 本体设计
6．3 基于Jena的知识抽取
6．3．1 本体存储
6．3．2 RDF生成
6．4 基于Ne04j的知识存储
6．4．1 Ne04i介绍
6．4．2 知识图谱存储
6．5 知识图谱绘制的方法、步骤和工具
6．5．1 文献计量方法
6．5．2 统计分析方法
6．5．3 数据挖掘方法
6．5．4 知识图谱的绘制步骤
6．5．5 知识图谱的绘制工具
6．6 煤矿预警知识图谱
6．7 本章小结
第7章 基于本体的煤矿事故逃生应急疏散仿真系统
7．1 研究背景
7．2 建模技术简介
7．3 突发火灾的群体活动分析
7．3．1 群体逃生行为产生的主要动力性因素
7．3．2 火灾逃生中的主体分类
7．3．3 内部模型结构设计
7．3．4 逃生行为生成机制
7．3．5 判断功能与逃生模型
7．3．6 学习功能
7．3．7 主体之间的影响与策略
7．4 系统设计
7．4．1 系统总体结构
7．4．2 系统设计流程
7．4．3 本体到类图的转换
7．4．4 时序模块
7．5 主体行为设计
7．5．1 MineAgent的逃生
7．5．2 ：MineAgentl的逃生
7．5．3 MineAgent2的逃生
7．5．4 MineAgent3的逃生
7．6 基于本体概念逃生的案例演示
7．6．1 仿真界面
7．6．2 基于火灾位置的逃生仿真
7．6．3 基于主体地理认知差异性的仿真
7．6．4 基于主体特征差异性的仿真
7．6．5 融合传感器数据的仿真
7．7 本章小结
第8章 基于本体的煤矿井下安全生产时空数据模型
8．1 研究背景及内容
8．2 基础理论及相关技术
8．2．1 时空本体与时空对象
8．2．2 时空数据模型基本理论
8．2．3 Web应用开发相关技术
8．3 煤矿井下安全生产时空数据模型
8．3．1 时空对象模型
8．3．2 面向对象的时空数据模型
8．4 煤矿井下安全生产时空信息系统
8．4．1 系统概述
8．4．2 系统架构设计
8．4．3 功能模块设计
8．4．4 数据库系统设计
8．4．5 系统实现及功能模块展示
8．4．6 实验与验证
8．5 本章小结
第9章 结束语
参考文献