Ontologies and their potential for knowledge representation layer for a CBR System in fire service

• Autorzy: Kreński K. , Krasuski A. , Łazowy S.

Warianty tytułu

PL

Ontologie i możliwości ich wykorzystania jako warstwy reprezentacji wiedzy w systemie CBR dla straży pożarnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The foundations for knowledge representation for intelligent systems in the State Fire Service of Poland (PSP) are presented in this paper. Part of the documentation collected by PSP, particularly that related to operational matters could be collected to form Knowledge Banks that could be utilised during fire and rescue actions, trainings, analyses, etc. Unfortunately, there is a problem resulting from the way this data is stored - the collected documentation is stored in PSP in a way that cannot be processed by computer systems. Namely, the binary data created by text processors doesn.t contain enough structure to be automatically processed. A mainstream approach currently is to create ontologies to model the knowledge for a given domain. The basics of what ontologies are and how knowledge can be expressed by them are then described. The authors searched for already created ontologies in other countries in order to reuse them. Only one ontology, named e-Response was found in University of Edinburgh, Scotland. However, this ontology is based on the military ontology and is not specific enough to cover the required entities, so the authors decided to create their own ontology rather than reusing the one that was found. It must be noted, that ontologies must always be designed to serve a special goal. The authors. research is centered around the Case Based Reasoning (CBR) system, which could assist the officers in charge by quickly finding the descriptions of similar actions from the past. A CBR system needs to find similar cases in the database and the ontology is supposed to enhance this process. The article concludes that ontologies sound as a most proper way to address the problem of data organisation in most of domains (including PSP), as they become more and more popular and are actively researched worldwide.

PL

Artykuł przedstawia podstawy reprezentacji wiedzy dla inteligentnych systemów w Państwowej Straży Pożarnej. Część dokumentacji gromadzonej przez PSP, zwłaszcza tej, związanej z działaniami operacyjnymi mogłaby służyć do tworzenia banków wiedzy wykorzystywanych następnie podczas akcji, szkoleń, analiz itp. Istnieje niestety problem wynikający ze sposobu przechowywania danych - dane są gromadzone w sposób uniemożliwiający ich przetwarzanie przez systemy komputerowe. Problemem wynika z braku odpowiedniej struktury w binarnych dokumentach tworzonych za pomocą procesorów tekstu. Najpopularniejszym obecnie podejściem do rozwiązania powyższego problemu jest tworzenie ontologii dla modelowanej dziedziny. W artykule opisano podstawy ontologii oraz możliwości wyrażania za jej pomocą wiedzy. Autorzy rozpoczęli badanie od przeglądu literatury światowej w poszukiwaniu ontologii w dziedzinie pożarnictwa. W ramach przeglądu znaleziono tylko jedną ontologię (nazwaną e-Response) na Uniwersytecie w Edynburgu w Szkocji. Okazało się jednak, że ta ontologia bazuje na specyfikacji wojskowej i nie zawiera wymaganych (w dziedzinie modelowania akcji ratowniczych) obiektów. W związku z tym podjęto decyzję o utworzeniu nowej ontologii. Należy zaznaczyć, że przy tworzeniu ontologii należy określić cel jakiemu ma ona służyć. Prace prowadzone przez autorów koncentrują się wokół wnioskowania na podstawie przypadków (CBR) celem wspomagania dowódców w czasie prowadzonych działań ratowniczych. System CBR opiera się na wyszukiwaniu podobnych przypadków w bazie danych i ontologia mogłaby ulepszyć ten proces. W podsumowaniu artykułu stwierdzono, że ontologie są właściwym mechanizmem organizacji danych w wielu dziedzinach (w tym w PSP) co znajduje potwierdzenie w ich rosnącej popularności oraz liczbie prowadzonych nad nimi badań.

Słowa kluczowe

EN

Case Based Reasoning system; e-Response ontology

PL

działania operacyjne; ontologia e-Response; system CBR

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 4
• Strony: 93--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz.,

Twórcy

autor

Kreński K.

autor

Krasuski A.

autor

Łazowy S.

• Szkoła Główna Służby Pożarniczej Zakład Informatyki i Łączności

Bibliografia

• 1. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 29 grudnia 1999 r. w sprawie szczegółowych zasad organizacji Krajowego Systemu Ratowniczo-Gaśniczego. Dz. U. z dnia 31 grudnia 1999.
• 2. Krasuski A., Maciak T., Rozproszenie bazy danych, możliwości ich wykorzystania w Państwowej Straży Pożarnej, Zeszyty Naukowe SGSP, 34:23-42, 2006.
• 3. Krasuski A., Maciak T., System wspomagania decyzji w Państwowej Straży Pożarnej. Wykorzystanie rozproszonych baz danych oraz metody wnioskowania na podstawie przypadków. Zeszyty Naukowe SGSP, 36:23-42, 2008.
• 4. Gruber T.R., The Role of Common Ontology in Achieving Sharable, Reusable Knowledge Bases. Principles of Knowledge Representation and Reasoning: Proceedings of the Second International Conference, Cambridge, MA, pages 601-602, 1991.
• 5. Gruber T.R., Ontology, [in] Liu L. and Özsu M. T. (Eds.): Encyclopedia of Database Systems. Springer-Verlag, 2008.
• 6. Gruber T.R., Toward principles for the design of ontologies used for knowledge sharing, International Journal of Human-Computer Studies, 43(5/6):907-925, 1995.
• 7. Guarino N., Formal ontology in information systems, IOS Press, 1998.
• 8. Duineveld AJ, Stoter R., Weiden MR, Kenepa B., Benjamins VR., WonderTools?: a comparative study of ontological engineering tools, International Journal of Human-Computer Studies, 52(6):1111-1133, 2000.
• 9. Corcho O., Gomez-Perez A., A Roadmap to Ontology Specification Languages, Proceedings of the 12th European Workshop on Knowledge Acquisition, Modeling and Management, pages 80-96, 2000.
• 10. van Rees R., Clarity in the usage of the terms ontology, taxonomy and classification, CIB REPORT, 284:432, 2003.
• 11. Feldman F., The Open Question Argument: What it Isn’t; and What it Is, Philosophical Issues, 15(1):22-43, 2005.
• 12. Armstrong D.M., Universals: An Opinionated Introduction, Westview Press, 1989.
• 13. Mascardi V., Cordi V., Rosso P., A Comparison of Upper Ontologies. 2007.
• 14. Guarino N., Giaretta P., Ontologies and knowledge bases: Towards a terminological clarification, Towards Very large Knowledge Bases, pages 25-32, 1995.
• 15. Colomb R.M., Use of Upper Ontologies for Interoperation of Information Systems: A Tutorial, Technical report, Technical Report 20/02 ISIB-CNR, Padova, Italy, November 2002.
• 16. Colomb R.M., Formal versus Material Ontologies for Information Systems Interoperation in the Semantic Web, The Computer Journal, 49(1):4-19, 2006.
• 17. Potter S., Personal communication: Re: e-response ontology, mail to: Karol Kreński, [e-mail], 25.04.2008.
• 18. Potter s., e-Response ontology, http://e-response.org/ontology/
• 19. Advanced Knowledge Technologies (AKT) projects. http://www.aktors.org/
• 20. Berners-Lee T., Hendler J., Lassila O., The Semantic Web, Scientific American, 284(5):28-37, 2001.
• 21. Gangemi A., Guarino N., Masolo C., Oltramari A., Schneider L., Sweetening Ontologies with DOLCE, Proceedings of the 13th International Conference on Knowledge Engineering and Knowledge Management. Ontologies and the Semantic web, pages 166-181, 2002.
• 22. Ferrario R., Who cares about axiomatization? Representation, invariance, and formal ontologies, Epistemologia, 29:323-342, 2006.
• 23. Noy N.F., McGuinness D.L., Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology. http://paginas.fe.up.pt/~eol/TNEAPONT/ontology-tutorial-noy-mcguinness.pdf
• 24. Chandrasekaran B., Josephson J.R., Benjamins V.R., What Are Ontologies, and Why Do We Need Them? IEEE Intelligent Systems, pages 20-26, 1999.
• 25. McGuinness D.L., van Harmelen F., [et al.] OWL Web Ontology Language Overview, W3C Recommendation, 10:2004-03, 2004.
• 26. Parsia B., Sirin E., Pellet: An OWL DL Reasoner.
• 27. Noy N.F., Crubezy M., Fergerson RW, Knublauch H., Tu SW, Vendetti J., Musen MA, Protege-2000: an open-source ontology-development and knowledge-acquisition environment, AMIA Annu Symp Proc, page 953, 2003.