使用c.DnS设计模式构建调查管理系统本体

### 使用c.DnS设计模式构建调查管理系统本体 在打击经济犯罪的调查管理系统中，构建一个相关的概念模型（本体）至关重要，它能为系统的智能提供支持。本文将介绍如何使用建设性描述和情境（c.DnS）设计模式来获取这样的本体。 #### 1. 研究背景与动机 在犯罪分析、检测、调查和预防领域，分析师会使用各种软件工具。例如，COPLINK采用工作流技术支持团队协作，为我们的系统设计提供了灵感；FFPoirot使用本体，但它采用自下而上的方法构建本体，先分析相关文档建立“词元”宇宙，再制定逻辑“承诺”处理更一般的语义实体，最终形成分层的本体结构。不过，这种方法存在缺点，很多词元可能无法在合适的应用中使用。 我们采用的是自上而下的策略构建本体。首先要选择顶层本体，它需能提供足够通用的事务状态视图，并以形式化语言进行设计。顶层本体确定后，再定义其专业化层次，逐步覆盖特定领域或基于任务的知识，直至最底层表示系统数据库中数据的语义。 #### 2. 系统概念模型的要求 系统的本体分为基于任务和基于领域两部分。 ##### 2.1 基于任务的部分 该部分有助于实现基于工作流的调查管理系统的功能，具体包括： - **数据获取**：系统的数据来自调查团队成员的在线通信和数据库。在线方法需要定义用户友好且灵活的通信语言，相关表达性强的本体可用于表示这种语言的语义。对于关系数据库中的数据，明确其语义后，可通过生成本体有趣部分的文本表示，再使用基于语法的工具识别真实文档中的数据模式，将其自动导入数据库。 - **数据提取**：当通过“语义查询”（使用本体概念和关系的查询）提取数据时，本体的语义能发挥重要作用。 - **数据交换**：不同来源的数据格式不同，基于数据模式的语义可发现它们之间的映射，进而使用语义驱动的翻译进行数据格式转换。 - **工作流中流程动态的表示**：系统使用工作流技术管理调查团队的工作，概念模型有助于结构化流程管理（工作流概念化的静态部分）和对流程进行时间推理（动态部分），这与COBRA方法有相似之处。 ##### 2.2 基于领域的部分 目前，该部分主要涉及基础层的两个主要专业化方向： - 处理三种相互关联的事务状态类型：贸易/商业情况（作为犯罪活动的工具）、调查情况（警方进行的调查）和询问情况（检察官在警方协助下进行的询问）。因为犯罪的揭露和分析应与调查行动交织进行，所以这三种情况需并行考虑。 - 涉及法律的核心概念化和对（可疑）贸易/商业情况的法律定性。这一方向需要进一步细化，可借助现有的法律本体，如CLO、LKIF - Core、FOLaw等。 选择满足上述要求的基础本体具有挑战性，但建设性描述和情境（c.DnS）本体是一个可行的解决方案。它具有以下优点： 1. 表达能力强，可轻松投影到不同子领域。 2. 适合建模包含许多非物理实体的领域。 3. 能向本体添加上下文或认知知识。 4. 简化版本以OWL语言设计，可免费获取。 使用c.DnS范式建模时，需定义关系： ```plaintext c.DnS = < S, E, A, D, C, K, I >. ``` 各元素含义如下： |元素|含义| |----|----| |S|情境概念，一种示意性实体，对真实事务状态进行本体化具体化| |E|来自基本本体的基础实体，构成情境S| |A|社会代理，从某个视角描述情境S| |D|代理A创建的情境S的描述，需被情境S满足| |C|用于对实体E进行分类的概念| |K|集体，其成员共享或假设情境S的描述D| |I|表达描述D的信息对象| 我们的核心本体中有三个主要概念嵌入基础层，分别代表支持检察官询问和警方调查的系统中的三个主要过程：犯罪过程、询问过程和调查过程。我们假设这些过程是面向目标的情境，是特殊描述（计划）的执行，由不同的真实实体构成，由代理进行检查并形成描述。 #### 3. 犯罪过程和调查程序的本体 在本体视角下，考虑四个主要过程：犯罪、询问、调查和工作流过程。每个过程通过c.DnS关系的专门版本进行形式化： - c.DnSForACriminalProcess - c.DnSForAnInquiryProcess - c.DnSForAnInvestigationProcess - c.DnSForAWorkflowProcess 这四个过程结构之间的关系如下： ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(AgentiveInquiryPRole/AgentiveInvestigationRole):::process -->|classifies| B(PerceivingSocialA ```