【摘要】為了解決中醫(yī)診療專家系統(tǒng)中知識(shí)獲取瓶頸和推理技術(shù)應(yīng)用等問(wèn)題，把基于案例推理技術(shù)用于中醫(yī)診療專家系統(tǒng)的知識(shí)表示和推理。提出系統(tǒng)模型，介紹了案例推理的基本結(jié)構(gòu)：案例提取網(wǎng)（caseretrievalnets）以及案例提取算法，對(duì)系統(tǒng)中案例的學(xué)習(xí)和修正機(jī)制進(jìn)行了說(shuō)明，并提出用基于案例的解釋來(lái)生成診斷結(jié)果的解釋性說(shuō)明以及輔助構(gòu)建基于案例的中醫(yī)診療輔助教學(xué)系統(tǒng)。這種基于案例推理的中醫(yī)診療專家系統(tǒng)可以適應(yīng)不確定、不完全的知識(shí)表示，病案案例獲取方便，充分體現(xiàn)中醫(yī)經(jīng)驗(yàn)在診療過(guò)程中的重要作用，是建立中醫(yī)診療專家系統(tǒng)的一種新方法。

【關(guān)鍵詞】人工智能；專家系統(tǒng)；中醫(yī)；基于案例的推理；案例提取網(wǎng)

Abstract：InordertosolveknowledgeacquisitionandreasoningtechnologyissuesinthetraditionalChinesemedicineexpertsystem，thispaperintegratestheCBRtechniqueintotheKnowledge''''srepresentationandreasoningofit.Weputforwardthesystem''''smodelandintroducethebasicframeworkofcasereasoning:caseretrievalnets,andcaseextractionalgorithm.ThispaperalsoexplainsthemechanismofcasestudyandreviseandputsforwardamethodtoexplainthediagnosisresultandtobuildaassistanttutoringsystemofChinesetraditionalmedicinebyusingcase-baseexplanation.Atlast,thispapermakesasummaryoftheadvantagesofthesystem,andputforwardthefurtherresearchanddevelopmentdirections.Itcanadapttouncertainty,incompleteknowledge,convenientaccesstomedicalrecordscase,fullyembodytheimportantroleoftheChinesemedicineexperienceintheclinicprocess.OurmethodisanovelmethodtoestablishatraditionalChinesemedicineexpertsystem.

Keywords：AI；Expertsystem；TraditionalChinesemedicine；Case-basedreasoning；Caseretrievalnets

中醫(yī)藥現(xiàn)代化是國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃中具有戰(zhàn)略意義的研究課題。為了適應(yīng)信息時(shí)展要求，促進(jìn)祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的傳承和發(fā)展，使中醫(yī)中藥在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中更具優(yōu)勢(shì)和特色，利用現(xiàn)代先進(jìn)的智能的信息技術(shù)來(lái)解決中醫(yī)診斷信息化過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題，無(wú)疑是一項(xiàng)迫在眉睫的基礎(chǔ)性工作。然而，我國(guó)在這方面的整體研究水平還較低，多數(shù)中醫(yī)診療專家系統(tǒng)缺乏足夠的智能性，離臨床使用要求還有很大距離。歸結(jié)其原因主要有：沒有從中醫(yī)的整體性、系統(tǒng)性來(lái)分析和解決問(wèn)題，僅針對(duì)具體病癥分散開發(fā)一些小系統(tǒng)［1］；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)固定，多采用基于規(guī)則的推理，準(zhǔn)確性依賴于初始化時(shí)專家知識(shí)庫(kù)的建立，難以適應(yīng)多變的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境；沒有很好實(shí)現(xiàn)中醫(yī)專家知識(shí)的自動(dòng)獲取和學(xué)習(xí)，對(duì)于半結(jié)構(gòu)化和非難以適應(yīng)結(jié)構(gòu)化診療知識(shí)無(wú)法很好地表示，存在知識(shí)獲取瓶頸；直覺性經(jīng)驗(yàn)知識(shí)是專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的重要組成部分［2］，現(xiàn)有系統(tǒng)的知識(shí)獲取和表示形式難以適應(yīng)中醫(yī)知識(shí)的這種經(jīng)驗(yàn)性。

基于案例的推理（case-basedreasoning，CBR）是將以前解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)以案例形式存儲(chǔ)，作為以后的問(wèn)題解決參考的一種機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法［3］。它在非結(jié)構(gòu)化知識(shí)表示上很有優(yōu)勢(shì)，并且在知識(shí)獲取上，優(yōu)于基于規(guī)則的表示。在基于案例推理的醫(yī)學(xué)診療專家系統(tǒng)中，知識(shí)的主體是病案案例，在知識(shí)獲取和學(xué)習(xí)上有大量現(xiàn)成的來(lái)源。本文將基于案例的推理技術(shù)引入中醫(yī)診療專家系統(tǒng)的建模中，使用案例表示中醫(yī)專家的診療經(jīng)驗(yàn)，用案例提取網(wǎng)（caseretrievalnets，CRN）作為案例提取結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)案例的提取、學(xué)習(xí)。系統(tǒng)根據(jù)幾千年來(lái)眾多中醫(yī)名家的診療經(jīng)驗(yàn)建立案例庫(kù)，以案例推理方法為基礎(chǔ)，模擬中醫(yī)專家看病推理過(guò)程，針對(duì)病人的“望、聞、問(wèn)、切”四診癥狀，推斷出病人幾種癥候的可能性，并由此提出建議處方，實(shí)現(xiàn)智能化的中醫(yī)專家診斷過(guò)程。

3．2系統(tǒng)功能集成化。農(nóng)作物生產(chǎn)是一個(gè)多方面的綜合體，影響因素繁多，時(shí)空差異和變異性大，生產(chǎn)穩(wěn)定性和可控性差，隨時(shí)可能遭受氣候、氣象、病蟲害的侵襲，因此需要不同的相關(guān)的多個(gè)領(lǐng)域?qū)＜蚁到y(tǒng)共同合作。將系統(tǒng)模擬、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)等技術(shù)相結(jié)合，這些集成技術(shù)可以更有效地研究氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響、土地評(píng)價(jià)以及農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題。

3．3系統(tǒng)技術(shù)綜合化。現(xiàn)有的專家系統(tǒng)在建模中多利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)回歸模型，這種模型一般只考慮部分因素，而作物生產(chǎn)過(guò)程中需要解決的問(wèn)題往往是多個(gè)因素的共同作用，因此建模時(shí)應(yīng)考慮多因素的影響。目前，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)、隨機(jī)模擬等多種技術(shù)的研究日趨成熟，將這些技術(shù)用于專家系統(tǒng)必然會(huì)增加其處理功能。尤其是在解決一些復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，人類專家有時(shí)很難準(zhǔn)確表達(dá)自己的想法，或者很難找出其規(guī)律，利用這些技術(shù)可以幫助知識(shí)工程師解決問(wèn)題。

3．4系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化。進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的智能化和本土化程度，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送走向田間將成為一種趨勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無(wú)疑可以彌補(bǔ)我國(guó)農(nóng)業(yè)的分散與閉塞弱勢(shì)。光纖化和寬帶化的國(guó)家網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，為農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化提供了良好的硬件條件。因此，未來(lái)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段首先要考慮網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)共享問(wèn)題。能夠成功地在網(wǎng)上運(yùn)行的系統(tǒng)才真正具有強(qiáng)大的生命力和實(shí)用性，符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理的要求[12,13]。

3．5系統(tǒng)面向多層次設(shè)計(jì)。專家系統(tǒng)服務(wù)的對(duì)象并不都在同一個(gè)層次上，文化程度存在較大的差異，不同對(duì)象要求獲取信息的復(fù)雜程度不同，所操作的專家系統(tǒng)和輸出的內(nèi)容復(fù)雜程度也不相同，因此開發(fā)不同層次的專家系統(tǒng)(如面向灌溉管理專業(yè)人員、農(nóng)村技術(shù)人員、農(nóng)戶的灌溉專家系統(tǒng))也是需要考慮的一個(gè)問(wèn)題[14]。

3．6系統(tǒng)開發(fā)市場(chǎng)化。我國(guó)已經(jīng)成功加入WTO，因此農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的建造不應(yīng)忽視國(guó)際市場(chǎng)的需求，開發(fā)既能滿足我國(guó)需求也能適宜國(guó)際需求的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是必要的[12,13]。

3．7創(chuàng)造良好的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用的外部環(huán)境。目前，我國(guó)農(nóng)村計(jì)算機(jī)的普及(包括上網(wǎng))雖然初顯端倪，但由于資金、條件和培訓(xùn)對(duì)象文化程度等諸多因素的限制，推廣和普及計(jì)算機(jī)依然存在著許多實(shí)際困難，與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的要求相差甚遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于其他行業(yè)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比更顯不足，從而也影響了農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的更進(jìn)一步推廣應(yīng)用。為此，必須從計(jì)算機(jī)技術(shù)培訓(xùn)人手，傳播和普及計(jì)算機(jī)技術(shù)，并進(jìn)一步在現(xiàn)有的有線通信技術(shù)體系中，減少農(nóng)村缺乏網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的服務(wù)及農(nóng)民文化素質(zhì)低等重大障礙，改善農(nóng)民的上網(wǎng)條件。另外，農(nóng)業(yè)企業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主力軍之一，只有農(nóng)業(yè)企業(yè)積極使用農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，大力推進(jìn)電子商務(wù)，才能提供全球服務(wù)、提升企業(yè)形象、開拓潛在市場(chǎng)、增加企業(yè)利潤(rùn)，才能使企業(yè)信息化走向?qū)崉?wù)。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有生產(chǎn)周期長(zhǎng)、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、收益低等特點(diǎn)，我國(guó)大部分企業(yè)分散經(jīng)營(yíng)，環(huán)境閉塞，信息不靈，傳遞不便，難以形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。而在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展和我國(guó)加入WTO進(jìn)程的加快，企業(yè)信息化能使人力、物力、財(cái)力以及內(nèi)外部信息資源得以充分開發(fā)和利用，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中找到自己生存與發(fā)展的空間，并最終使農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)更好地為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民服務(wù)創(chuàng)造一個(gè)良好的外部環(huán)境[15]。 4結(jié)束語(yǔ)

隨著商品競(jìng)爭(zhēng)程度不斷加強(qiáng)，這就要求企業(yè)不但要提高產(chǎn)品性能，而且要盡可能縮短產(chǎn)品供應(yīng)周期。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法將設(shè)計(jì)對(duì)象分解為許多獨(dú)立部件分別進(jìn)行研究，孤立靜止的分析問(wèn)題，因此使得設(shè)計(jì)結(jié)論帶有片面性和局限性，難以滿足需要。隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法不斷完善，特別是基于知識(shí)的專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的產(chǎn)生和發(fā)展，使利用計(jì)算機(jī)求解工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中大量數(shù)值和非數(shù)值性問(wèn)題成為可能。通過(guò)引入專家系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行控制，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，減少了設(shè)計(jì)過(guò)程中的盲目性，節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間。然而考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程存在著大量的非理性的因素，可定位該專家系統(tǒng)為一個(gè)輔助工具，為充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的能力，可將系統(tǒng)意見作為設(shè)計(jì)參考，而把最后的決策權(quán)交給設(shè)計(jì)者。

1專家系統(tǒng)與工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1.1專家系統(tǒng)及其發(fā)展?fàn)顩r

專家系統(tǒng)是人工智能的一個(gè)重要研究分支。它是一種具有大量知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)程序。專家系統(tǒng)從領(lǐng)域?qū)＜夷抢铽@得知識(shí)，用一定的方法進(jìn)行表達(dá)、存儲(chǔ)、管理和維護(hù)，通過(guò)對(duì)專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的綜合運(yùn)用，進(jìn)行推理和判斷，從而解決現(xiàn)實(shí)世界中的復(fù)雜問(wèn)題。[1]目前已有多種類型的專家系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，包括解釋型、診斷型、設(shè)計(jì)型等多種不同的類型。雖然它們的功能不同，但是它們具有下列共同的特點(diǎn)：

1)以足夠復(fù)雜的問(wèn)題為對(duì)象；

2)從某個(gè)問(wèn)題領(lǐng)域的專家處獲取專業(yè)知識(shí)；

農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是新的農(nóng)業(yè)科技革命的先導(dǎo),是21世紀(jì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志之一,而智能化農(nóng)業(yè)信息處理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的基本手段之一。農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”亦稱電腦農(nóng)業(yè)專家,是一種智能化的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng),是一種擁有高層次、多方面農(nóng)業(yè)專家知識(shí),并能模仿人類推理過(guò)程,向用戶提供形象、直觀的各種農(nóng)業(yè)問(wèn)題的決策咨詢。與人類專家相比,擁有綜合性的知識(shí)和高速處理知識(shí)的本領(lǐng),且不受時(shí)間、空間的限制和人類情感的影響。農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”不僅可以保存、傳播各類農(nóng)業(yè)信息和農(nóng)業(yè)知識(shí),而且能把分散的、局部的單項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)綜合集成起來(lái),經(jīng)過(guò)智能化信息處理,針對(duì)不同的生產(chǎn)條件(自然條件、經(jīng)濟(jì)條件、科技水平),給出系統(tǒng)性和應(yīng)變性很強(qiáng)的各類問(wèn)題的解決方案,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程或某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供專家水平的服務(wù),從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展;促進(jìn)農(nóng)業(yè)實(shí)用技術(shù)的全面普及和推廣,促進(jìn)農(nóng)民文化素質(zhì)的提高和科技意識(shí)的增強(qiáng),促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技化和產(chǎn)業(yè)化的不斷提高,保證宏觀決策的合理化、經(jīng)營(yíng)管理的現(xiàn)代化和生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)化,從而加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。

1提高農(nóng)民的科技文化素質(zhì),促進(jìn)農(nóng)民增收我國(guó)農(nóng)村廣大農(nóng)民文化水平較低,科學(xué)種田的基礎(chǔ)較差。農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”能夠根據(jù)當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的實(shí)際情況,給予十分直觀、淺顯和比較準(zhǔn)確的意見,指導(dǎo)農(nóng)民按照先進(jìn)技術(shù)科學(xué)施肥、防治病蟲害、進(jìn)行田間管理,以及科學(xué)飼養(yǎng)和養(yǎng)殖等。配有多媒體的“專家系統(tǒng)”,聲、圖、文并茂,更能生動(dòng)形象地普及先進(jìn)科學(xué)知識(shí),為農(nóng)民解答農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種難題,促進(jìn)農(nóng)民增收。我國(guó)智能化農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用示范工程項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái),已經(jīng)讓700多萬(wàn)農(nóng)戶受益,累計(jì)增收節(jié)支總額達(dá)28億元。

2有效地解決農(nóng)業(yè)科技推廣人員短缺的問(wèn)題我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),基本上以家庭為經(jīng)營(yíng)單位,進(jìn)入市場(chǎng)的廣大農(nóng)民由于缺乏科學(xué)的決策指導(dǎo)而經(jīng)常遭遇高投入、低效益、銷售難的誤區(qū),他們更急需產(chǎn)前、產(chǎn)中及產(chǎn)后的科學(xué)決策指導(dǎo)。現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)科技人員的數(shù)量、質(zhì)量,都不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需求。高層次的農(nóng)業(yè)專家更是缺乏,農(nóng)民的科技文化素質(zhì)相對(duì)較差。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策帶有較大的主觀性和盲目性,基本處于憑經(jīng)驗(yàn)決策狀態(tài),缺乏大量信息和科學(xué)決策指導(dǎo)。我國(guó)農(nóng)業(yè)專家嚴(yán)重缺乏,很難入戶指導(dǎo)。農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”可以代替專家,尤其可以匯集專家群體的智慧,長(zhǎng)期“蹲點(diǎn)”在農(nóng)村,“陪伴”在農(nóng)民身旁,計(jì)算準(zhǔn)確,反映速度快,“記憶力”強(qiáng),并且有聲有色,能起到專家難以起到的作用。國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)專家創(chuàng)造了無(wú)數(shù)高水平和有實(shí)效的科研成果,但是很多研究成果,尤其是各種具體技術(shù)措施沒有能為那些文化素質(zhì)偏低的農(nóng)民所掌握。例如,生產(chǎn)者能買到好的品種的種子,但如沒有配套栽培措施,也不能高產(chǎn);施肥、噴藥不合理,不僅產(chǎn)量上不去,反而會(huì)造成污染。農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”正是把農(nóng)民難以買到的農(nóng)業(yè)專家頭腦中的農(nóng)業(yè)先進(jìn)技術(shù),有效地傳播給廣大農(nóng)民的十分理想的工具。

3促進(jìn)土地資源的可持續(xù)利用隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)的耕地面積在不斷地減少,這已成為不可逆轉(zhuǎn)的事實(shí)。就山東省的情況而言,不可能走外延或是擴(kuò)大耕地面積之路,而只能走內(nèi)涵式節(jié)約和保護(hù)耕地資源,提高其利用率和生產(chǎn)率的道路,農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”集成了專家群體的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),可以根據(jù)用戶的生產(chǎn)條件(氣候因子、土壤肥力、水利設(shè)施、投入水平等)進(jìn)行科學(xué)決策,向用戶提供種植作物的類型、種植模式、合理的指標(biāo)(產(chǎn)量、質(zhì)量、效益)以及具體的栽培措施,從而提高耕地的利用率和產(chǎn)出率,使有限的耕地資源得到最大限度的利用。

4充分提高肥料資源的利用率“專家系統(tǒng)”集成了農(nóng)業(yè)專家群體的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),可以根據(jù)不同的自然條件、經(jīng)濟(jì)因素,進(jìn)行綜合推理,因地制宜、因時(shí)制宜地向用戶提供最適宜的肥料種類、最佳的施肥時(shí)間,最合理的施肥量以及先進(jìn)的施肥方式,并同時(shí)提供防止肥料揮發(fā)、淋溶或者固定的技術(shù)措施,使施肥有了科學(xué)的依據(jù),克服盲目性,從而提高肥料的利用率,降低施肥成本。

5提高作物病蟲害的防治水平,減少農(nóng)藥污染,保護(hù)環(huán)境農(nóng)業(yè)“專家系統(tǒng)”一般都能幫助用戶識(shí)別危害作物的病、蟲的種類,使用戶認(rèn)識(shí)防治對(duì)象,并有針對(duì)性地提供綜合防治措施,從而克服作物病蟲害防治的盲目性和單一性,不僅提高防治效果,減少農(nóng)藥污染,還不斷地改善各類天敵恢復(fù)和發(fā)展的條件。

摘要：本文分析了進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)我國(guó)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)應(yīng)用狀況、存在的問(wèn)題，并對(duì)未來(lái)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：專家系統(tǒng)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用

Abstract：ThispaperanalyzedtheapplicationsandopenquestionsofagriculturalexpertsysteminthenewcenturyinChina，finally，hadallexpectationofthedevelopmentprospectforthefutureagriculturalexpertsystem．

Keywords：expertsystem；computerapplication

我國(guó)加入了WTO，傳統(tǒng)型農(nóng)業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，因而必須依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，向信息化、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)邁進(jìn)。而信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)支持。[4]農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，近二十年來(lái)在世界各國(guó)得以迅速發(fā)展。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，它是我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展的突破口，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。[5]

農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)也可叫農(nóng)業(yè)智能系統(tǒng)，是一個(gè)具有大量農(nóng)業(yè)專門知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)它應(yīng)用人工智能技術(shù)，依據(jù)一個(gè)或多個(gè)農(nóng)業(yè)專家提供的特殊領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬農(nóng)業(yè)專家就某一復(fù)雜農(nóng)業(yè)問(wèn)題進(jìn)行決策。目前國(guó)際上有近百個(gè)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)．廣泛應(yīng)用于作物生產(chǎn)管理、灌溉、施肥、品種選擇、病蟲害控制、溫室管理、畜禽飼料配方、水土保持、食品加工、財(cái)務(wù)分析、農(nóng)業(yè)機(jī)械選擇等方面，有些系統(tǒng)已成為商品進(jìn)入市場(chǎng)。[4]

摘要環(huán)境專家系統(tǒng)是繼環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)、環(huán)境管理信息系統(tǒng)之后出現(xiàn)的解決環(huán)境問(wèn)題的有用工具之一，目前已成為環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。廢物最少化處理的問(wèn)題是如何在企業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的生產(chǎn)全過(guò)程中減少?gòu)U物的數(shù)量、降低廢物的毒性。本文論述了廢物最少化專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，即實(shí)用性原則、系統(tǒng)性原則、領(lǐng)域?qū)＜遗c知識(shí)工程師相結(jié)合的原則、面向用戶原則、知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)相分離的原則、知識(shí)統(tǒng)一表示原則；提出的廢物最少化專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括5個(gè)部分：知識(shí)庫(kù)、推理機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)、解釋器及人機(jī)接口；討論了廢物最少化專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取方法及知識(shí)表示模式；以鍍鉻行業(yè)為例建立了知識(shí)庫(kù)，并以M．I．專家系統(tǒng)開發(fā)工具建立了鍍鉻行業(yè)廢物最少化專家系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞環(huán)境專家系統(tǒng)廢物最少化

專家系統(tǒng)(ES)是人工智能(AI)的一個(gè)分支，產(chǎn)生于60年代中期。專家系統(tǒng)是一個(gè)(或一組)能在某特定領(lǐng)域內(nèi)，以專家水平去解決領(lǐng)域中困難問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序(黃可鳴1988，陳世福等1988，Waterman1986)．國(guó)外環(huán)境專家系統(tǒng)的研究起步較晚，但發(fā)展較快。就美國(guó)環(huán)境專家系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r而言(白乃彬1993)，1985年前尚無(wú)環(huán)境專家系統(tǒng)，然而最近幾年發(fā)展很快，環(huán)境各個(gè)領(lǐng)域都出現(xiàn)了專家系統(tǒng)，實(shí)用性強(qiáng)是它們的共同特點(diǎn)。從應(yīng)用功能來(lái)分，有以下類型：評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、診斷、設(shè)計(jì)、管理、教育和生產(chǎn)控制等，其中大部分是環(huán)境評(píng)價(jià)專家系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)環(huán)境專家系統(tǒng)的研究從1987年開始，目前已有城市環(huán)境噪聲防治、城市污水處理、水資源保護(hù)、區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面的專家系統(tǒng)。本文首次報(bào)道廢物最少化專家系統(tǒng)的研究成果。

1問(wèn)題界定

廢物最少化最早由美國(guó)提出，并已在很多國(guó)家得到實(shí)施。美國(guó)國(guó)家環(huán)境局對(duì)廢物最少化的定義是：在可行的范圍內(nèi)，減少產(chǎn)生的或隨之貯存、處理、處置的有害廢物量。廢物最少化制度將環(huán)保部門通常使用的逆向反饋控制模式與生產(chǎn)部門通常采用的正向控制模式結(jié)合起來(lái)：它不僅能減少?gòu)U物的數(shù)量和毒性，進(jìn)而減少其處理與處置成本，而且希望能減少生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，增加企業(yè)收入。廢物最少化以系統(tǒng)眼光分析解決問(wèn)題，不僅僅著眼于生產(chǎn)過(guò)程或廢物的處理過(guò)程，而從產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后全過(guò)程入手。因此，廢物最少化所處理的問(wèn)題應(yīng)是如何在企業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的生產(chǎn)全過(guò)程中減少?gòu)U物的數(shù)量、降低廢物的毒性。

2廢物最少化專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

以計(jì)算機(jī)、多媒體、光纖和衛(wèi)星通信等技術(shù)為主要特征的信息技術(shù)，特別是基于Internet的應(yīng)用技術(shù)正向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域滲透，為世界農(nóng)業(yè)科技革命和農(nóng)業(yè)飛躍發(fā)展帶來(lái)了契機(jī)，使農(nóng)村信息化建設(shè)逐步提上日程，逐步改變農(nóng)民傳統(tǒng)的思維方式、生產(chǎn)方式和交流方式。專家系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、智能信息系統(tǒng)的開發(fā)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策帶來(lái)深刻變化。美國(guó)正通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)來(lái)加速農(nóng)業(yè)信息技術(shù)傳輸。日本依靠計(jì)算機(jī)為主的信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，增加農(nóng)村地區(qū)的活力，發(fā)展農(nóng)業(yè)、農(nóng)村信息化。我國(guó)從20世紀(jì)90年代就開始建設(shè)農(nóng)業(yè)信息相關(guān)的信息網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已經(jīng)覆蓋全國(guó)，浙江、吉林、福建“農(nóng)技110”、江蘇的“農(nóng)迅通（一線通）”也相繼開通，形成了中國(guó)農(nóng)村科技信息服務(wù)雛形。

1農(nóng)民熱線建設(shè)的必要性和意義

在傳統(tǒng)農(nóng)村科技服務(wù)實(shí)踐中，“科技大蓬車”雖為農(nóng)村帶去專家和技術(shù)，但成本高昂，相關(guān)技術(shù)資料不及時(shí)。雖然我國(guó)目前的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)已經(jīng)基本建設(shè)完成，但農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施條件差，計(jì)算機(jī)的成本逐步降低，農(nóng)村的購(gòu)買力有限，農(nóng)村廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者特別是農(nóng)民的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平較低、信息獲取能力差，使得目前高端的農(nóng)業(yè)信息技術(shù)沒有很好的推廣使用。農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和產(chǎn)品市場(chǎng)銷售之間相對(duì)滯后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)特別是在病蟲自然災(zāi)害方面信息不及時(shí)，還沒有形成科學(xué)有效的農(nóng)村信息化技術(shù)建設(shè)的“長(zhǎng)效機(jī)制”，農(nóng)村信息化建設(shè)“最后一公里”問(wèn)題依然存在。如何建立一個(gè)精確、快速、可靠的農(nóng)村信息化技術(shù)體系，滿足新農(nóng)村建設(shè)的需要，是當(dāng)前黨中央、國(guó)務(wù)院為切實(shí)解決“三農(nóng)”問(wèn)題、著力推進(jìn)農(nóng)村信息化建設(shè)、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出的重大決策，黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)把“建設(shè)農(nóng)村科技信息服務(wù)體系”作為新農(nóng)村建設(shè)的主要內(nèi)容。為貫徹落實(shí)黨的十七大精神和《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》總體部署，農(nóng)業(yè)部組織制定了《全國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村信息化建設(shè)總體框架（2007-2015）》，提出按照新農(nóng)村建設(shè)的總體要求，發(fā)揮信息技術(shù)在應(yīng)對(duì)金融危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的支撐作用。因此，如何利用農(nóng)村現(xiàn)有的如電話、傳真、手機(jī)、電視等通訊設(shè)備構(gòu)建能夠簡(jiǎn)單操作的統(tǒng)一服務(wù)信息平臺(tái)，是目前農(nóng)村科技信息化建設(shè)和研究的主要任務(wù)之一。目前，以“高校+政府+企業(yè)+農(nóng)民”的產(chǎn)學(xué)研合作與經(jīng)營(yíng)模式是解決我國(guó)“三農(nóng)”問(wèn)題有效途徑，也是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要模式。多年來(lái)的實(shí)踐表明，研究基于該模式現(xiàn)代農(nóng)村信息化技術(shù)，能夠促進(jìn)我國(guó)農(nóng)村實(shí)現(xiàn)擴(kuò)內(nèi)需、保增長(zhǎng)、促就業(yè)、重民生、上水平的目標(biāo)，有助于形成促進(jìn)農(nóng)村信息化建設(shè)的“長(zhǎng)效機(jī)制”，更加有效地突破農(nóng)村信息化建設(shè)“最后一公里”瓶頸，探索出一條科技引領(lǐng)和支持生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)主義新農(nóng)村信息化建設(shè)模式，因此以“高校+政府+企業(yè)+農(nóng)民”為模式的現(xiàn)代農(nóng)村信息化技術(shù)市場(chǎng)將十分廣闊。本研究依據(jù)中央近幾年提出的把農(nóng)村科技信息服務(wù)示范作為新農(nóng)村建設(shè)的核心內(nèi)容的精神和要求，并按照江蘇省農(nóng)村科技信息服務(wù)示范立項(xiàng)要求設(shè)計(jì)，以“高校+政府+企業(yè)+農(nóng)民”為模式，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和通訊手段建立農(nóng)民信息服務(wù)體系，幫助廣大農(nóng)民群眾快速、便捷地獲取農(nóng)業(yè)科技、生產(chǎn)、市場(chǎng)和黨的方針政策、國(guó)家法律法規(guī)，為農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者提供信息聲訊咨詢、專家在線解答、遠(yuǎn)程教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域農(nóng)業(yè)信息服務(wù)體系與農(nóng)技服務(wù)體系互聯(lián)，架起一道政府和廣大企業(yè)、農(nóng)民溝通互動(dòng)的信息通道，建立農(nóng)村科技部門管理窗口的延伸和對(duì)農(nóng)民進(jìn)行電子化服務(wù)的門戶。這是新時(shí)期創(chuàng)新農(nóng)業(yè)服務(wù)工作的一項(xiàng)緊迫而重要的工作，也大大增強(qiáng)示范區(qū)對(duì)成果的輻射功能，對(duì)農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效、全面建設(shè)小康社會(huì)具有十分重要的意義。本項(xiàng)目是開辟“新農(nóng)村”信息服務(wù)和促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新窗口和新渠道，將成為“星火計(jì)劃”工程的技術(shù)支撐因而平臺(tái)的建立對(duì)服務(wù)“三農(nóng)”具有深遠(yuǎn)重大的時(shí)代意義。

2研究方法

2.1“農(nóng)民熱線”建設(shè)的基本思路

本研究在技術(shù)構(gòu)架上利用工作流（Workflow）、WebService、中間件等技術(shù)，將電腦、電話、手機(jī)等統(tǒng)一集成到智能終端，能夠?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行組裝，以B/S模式建立相應(yīng)的應(yīng)用程序平臺(tái)。本項(xiàng)目按照“集中、統(tǒng)一、規(guī)范、效能”的信息體系建設(shè)方針，遵循決策支持技術(shù)體系（DSS）進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。總體方案分為五個(gè)層次：第一個(gè)層次是數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)服務(wù)（如Web服務(wù)）框架；第二個(gè)層次是決策支持系統(tǒng)框架；第三個(gè)層次是生產(chǎn)應(yīng)用層次；第四個(gè)層次是自動(dòng)控制和業(yè)務(wù)辦公框架；第五個(gè)層次是信息交換和框架。五個(gè)層次的技術(shù)根據(jù)需要應(yīng)用于與引種、栽培、田間管理、采摘、等相關(guān)業(yè)務(wù)，即農(nóng)產(chǎn)品交易服務(wù)平臺(tái)和服務(wù)手段，實(shí)現(xiàn)電腦、電話、傳真、手機(jī)等“多網(wǎng)合一”。“農(nóng)民熱線”信息服務(wù)體系建設(shè)基本思路見圖1。

【摘要】塔式起重機(jī)作為建筑施工的主要設(shè)備，在建筑等行業(yè)發(fā)揮著極其重要的作用，因而其安全問(wèn)題受到各國(guó)有關(guān)部門的高度重視，但塔式起重機(jī)的事故率近年來(lái)仍未見下降，其安全問(wèn)題仍然是建筑施工中的憂患之一。為此，筆者在建造了塔式起重機(jī)安全的依賴關(guān)系圖的基礎(chǔ)上，采用基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)的專家系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)，使用VISUALC++開發(fā)了塔式起重機(jī)安全評(píng)判專家系統(tǒng)TQES。該系統(tǒng)經(jīng)全部測(cè)試通過(guò)，可對(duì)一般的塔式起重機(jī)進(jìn)行安全評(píng)判。

【關(guān)鍵詞】塔式起重機(jī)專家系統(tǒng)安全評(píng)判 DevelopmentofExpertSystemforSafety

AssessmentofTowerCrane

HuangHongzhongYaoXinsheng

(SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity)

ChenXiaoanLiRunfangQinDatong

引言

隨著電力行業(yè)設(shè)備檢修體制改革的推進(jìn)，電力工業(yè)設(shè)備科學(xué)管理水平和整體經(jīng)濟(jì)效益的提高，我國(guó)各省電力公司從歷年的機(jī)組計(jì)劃?rùn)z修體制中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了在火電廠推行狀態(tài)檢修的設(shè)想。給水泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與故障診斷只是其中之一，為了保證給水泵穩(wěn)定地運(yùn)行，預(yù)防故障的發(fā)生，采用專家系統(tǒng)(ExpertSystem)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)異常狀態(tài)的預(yù)測(cè)和消除給出具有專家水準(zhǔn)的建議和方法。專家系統(tǒng)是近年來(lái)人工智能領(lǐng)域內(nèi)最為活躍的分支，是人工智能開始走向?qū)嵱没臉?biāo)志和里程碑,也是人工智能從一般思維規(guī)律走向?qū)ｉT知識(shí)利用的突破口。它將人類專家的特殊知識(shí)賦予機(jī)器，使機(jī)器對(duì)問(wèn)題的解決達(dá)到專家水平。它來(lái)源于人類專家的頭腦，而又高于人腦，是一個(gè)專家群體的智能機(jī)系統(tǒng)。將電廠給水泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有智能化和可靠性高的特點(diǎn)，不僅減少了人力的投入，而且能在最大程度上模擬專家，準(zhǔn)確地分析找到故障所在。可見，專家系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)和故障診斷中的應(yīng)用，能夠防范于未然，把故障發(fā)生的概率減少到最小，提高了經(jīng)濟(jì)效益，從而對(duì)于推進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)設(shè)備檢修改革起到重大的推動(dòng)作用。

2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，專家系統(tǒng)是一種智能的計(jì)算機(jī)程序，但與傳統(tǒng)程序有所區(qū)別:

*傳統(tǒng)程序:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序

*專家系統(tǒng):知識(shí)+推理=系統(tǒng)

1引言

隨著電力行業(yè)設(shè)備檢修體制改革的推進(jìn)，電力工業(yè)設(shè)備科學(xué)管理水平和整體經(jīng)濟(jì)效益的提高，我國(guó)各省電力公司從歷年的機(jī)組計(jì)劃?rùn)z修體制中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提出了在火電廠推行狀態(tài)檢修的設(shè)想。給水泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與故障診斷只是其中之一，為了保證給水泵穩(wěn)定地運(yùn)行，預(yù)防故障的發(fā)生，采用專家系統(tǒng)(ExpertSystem)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)異常狀態(tài)的預(yù)測(cè)和消除給出具有專家水準(zhǔn)的建議和方法。專家系統(tǒng)是近年來(lái)人工智能領(lǐng)域內(nèi)最為活躍的分支，是人工智能開始走向?qū)嵱没臉?biāo)志和里程碑,也是人工智能從一般思維規(guī)律走向?qū)ｉT知識(shí)利用的突破口。它將人類專家的特殊知識(shí)賦予機(jī)器，使機(jī)器對(duì)問(wèn)題的解決達(dá)到專家水平。它來(lái)源于人類專家的頭腦，而又高于人腦，是一個(gè)專家群體的智能機(jī)系統(tǒng)。將電廠給水泵的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷用專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)具有智能化和可靠性高的特點(diǎn)，不僅減少了人力的投入，而且能在最大程度上模擬專家，準(zhǔn)確地分析找到故障所在。可見，專家系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)和故障診斷中的應(yīng)用，能夠防范于未然，把故障發(fā)生的概率減少到最小，提高了經(jīng)濟(jì)效益，從而對(duì)于推進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)設(shè)備檢修改革起到重大的推動(dòng)作用。

2專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

簡(jiǎn)單地說(shuō)，專家系統(tǒng)是一種智能的計(jì)算機(jī)程序，但與傳統(tǒng)程序有所區(qū)別:

*傳統(tǒng)程序:數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序

*專家系統(tǒng):知識(shí)+推理=系統(tǒng)