Назначение прототипа экспертной системы (ЭС): – это консультирование по определению вида экспозиции при оценке экологического риска (риски здоровью, риск смерти, риск заболевания). Сфера применения прототипа ЭС: – это различные муниципальные органы по оценке экологического риска. Класс задач: – это анализ возможных видов экспозиции. Цель прототипа ЭС: – это определение вида экспозиции при оценке экологического риска. The appointment of a prototype expert system (ES): is consulting on the definition of the type of exposure when assessing environmental risk, health risks, risk of death, risk of disease). Scope of the prototype ES: various municipal bodies for the assessment of environmental risk. Class objectives: – an analysis of the potential exposure. The purpose of the prototype ES: – definition of the type of exposure when assessing environmental risk.

1. Разработка онтологииРазработка онтологии
предметной областипредметной области
““Определение экспозиции приОпределение экспозиции при
оценке экологического рискаоценке экологического риска””

2. СодержаниеСодержание
1. Теоретические сведения1. Теоретические сведения
2. Описание предметной области2. Описание предметной области
3. Построение дерева целей3. Построение дерева целей
4. Построение логических моделей4. Построение логических моделей
определения параметров экспозицииопределения параметров экспозиции
5. Построение логической схемы5. Построение логической схемы
определения вида экспозицииопределения вида экспозиции
6. Разработка онтологии в6. Разработка онтологии в ProtégéProtégé 4.04.0

3. 1. Теоретические сведения1. Теоретические сведения
Онтология или концептуальная модельОнтология или концептуальная модель
предметной области, состоит из иерархии понятийпредметной области, состоит из иерархии понятий
предметной области, связей между ними и законов,предметной области, связей между ними и законов,
которые действуют в рамках этой модели.которые действуют в рамках этой модели.
Выделяют следующие классификационные признакиВыделяют следующие классификационные признаки
онтологий:онтологий:
- по цели разработки;- по цели разработки;
- по форме представления;- по форме представления;
- по владельцу или пользователю;- по владельцу или пользователю;
- по языку описания;- по языку описания;
- по типу отношений;- по типу отношений;
- по области применения.- по области применения.
На рис.1 приведена классификация онтологийНа рис.1 приведена классификация онтологий
согласно вышеприведенных признаков.согласно вышеприведенных признаков.

4. Рис.1. Основные принципы возможныхРис.1. Основные принципы возможных
классификаций онтологий (Гаврилова, 2004г.)классификаций онтологий (Гаврилова, 2004г.)

5. Рис.2. Структура онтологического инжинирингаРис.2. Структура онтологического инжиниринга

6. Редакторы онтологийРедакторы онтологий

7. Методология формирования онтологий вМетодология формирования онтологий в
системесистеме ProtégéProtégé
ProtégéProtégé - это одна из наиболее популярных систем
работы с онтологиями, созданная в Стэнфордском
университете (США). По версии разработчиков
системы Protégé все понятия предметной области
делятся на классы, подклассы, экземпляры.
Экземпляры могут быть как у класса, так и подкласса и
описываются они фреймом [Минский, 1979].
Разработка онтологий для Protégé состоит из 5
шагов [Noy, 2001]:
1) выделение области (масштаба) онтологии, иначе
определение границ онтологии;
2) определение классов;
3) организация иерархии классов;
4) формирование фреймов для описания классов,
подклассов, экземпляров, через определение слотов,
т.е. свойств;
5) определение значений.

8. Стратегия проектирования онтологии вСтратегия проектирования онтологии в
ProtégéProtégé
Protégé предлагает нисходящую стратегию проектирования
онтологий (сверху вниз). Существуют и восходящие стратегии.
Возможно комбинирование стратегий.
Узлы-братья в онтологии должны находиться на одном
уровне. Братьев должно быть не меньше двух и не больше
двенадцати, иначе по мнению разработчиков Protégé, можно
выделить еще один подкласс.
Слот следует относить к самому высокому классу в
иерархии.
Слоты делятся на:
1) внутренние (определяются внутренним свойством объекта);
2) внешние (определяются внешним свойством объекта);
3) части (содержание, составляющие объекта);
4) другие.
Разработчики Protégé считают, что нет правильного способа
создания онтологии, так как онтология - это взгляд аналитика,
т.е. всегда субъективна.

9. 2. Описание предметной области2. Описание предметной области
Анализ риска (Risk Analysis) определяется какАнализ риска (Risk Analysis) определяется как
систематическое использование имеющейся информации длясистематическое использование имеющейся информации для
выявления опасностей и оценки риска для отдельных лиц иливыявления опасностей и оценки риска для отдельных лиц или
групп населения, имущества или окружающей среды.групп населения, имущества или окружающей среды.
Анализ риска заключается в выявлении (идентификации)Анализ риска заключается в выявлении (идентификации)
опасностей и оценке риска. Риск или степень риска - этоопасностей и оценке риска. Риск или степень риска - это
сочетание частоты или вероятности и последствийсочетание частоты или вероятности и последствий
определенного опасного события. То есть понятие риска всегдаопределенного опасного события. То есть понятие риска всегда
включает два элемента: частоту, с которой происходит опасноевключает два элемента: частоту, с которой происходит опасное
событие, и последствия опасного события.событие, и последствия опасного события.
Оценка риска - это использование доступной информации иОценка риска - это использование доступной информации и
научно-обоснованных прогнозов для оценки опасностинаучно-обоснованных прогнозов для оценки опасности
воздействия вредных факторов окружающей среды и условийвоздействия вредных факторов окружающей среды и условий
на здоровье человека.на здоровье человека.
Оценка риска включает в себя анализ частоты, анализОценка риска включает в себя анализ частоты, анализ
последствий ипоследствий и их сочетание.их сочетание.

10. Количественные показатели рискаКоличественные показатели риска
Согласно РД 08-120-96 при проведении декларированияСогласно РД 08-120-96 при проведении декларирования
опасных производственных объектов следуетопасных производственных объектов следует
рассматривать следующие количественные показателирассматривать следующие количественные показатели
риска:риска:
- индивидуальный риск – частота поражения отдельного- индивидуальный риск – частота поражения отдельного
индивидуума в результате воздействия исследуемыхиндивидуума в результате воздействия исследуемых
факторов опасности;факторов опасности;
- коллективный риск – ожидаемое количество смертельно- коллективный риск – ожидаемое количество смертельно
травмированных в результате возможных аварий затравмированных в результате возможных аварий за
определенный период времени;определенный период времени;
- социальный риск – зависимость частоты событий, в- социальный риск – зависимость частоты событий, в
которых пострадало на том или ином уровне число людей,которых пострадало на том или ином уровне число людей,
больше определенного, от этого определенного числабольше определенного, от этого определенного числа
людей;людей;
- потенциальный территориальный риск – пространственное- потенциальный территориальный риск – пространственное
распределение частоты реализации негативного воздействияраспределение частоты реализации негативного воздействия
определенного уровня.определенного уровня.

11. Рис.3. Схема проведения процедуры оценкиРис.3. Схема проведения процедуры оценки
рискариска

12. Оценка воздействующих доз (экспозиции)Оценка воздействующих доз (экспозиции)
Экспозиция (воздействие) − контакт организмаЭкспозиция (воздействие) − контакт организма
(рецептора) с химическим, физическим или(рецептора) с химическим, физическим или
биологическим агентом.биологическим агентом.
Оценка экспозиции − достаточно сложное измерениеОценка экспозиции − достаточно сложное измерение
или определение частоты, продолжительности и путейили определение частоты, продолжительности и путей
воздействия химических соединений, находящихся ввоздействия химических соединений, находящихся в
окружающей среде, сопряженное с описанием такжеокружающей среде, сопряженное с описанием также
природы воздействия, размера и характераприроды воздействия, размера и характера
экспонируемых популяций.экспонируемых популяций.
Полный сценарий экспозиции, отражающийПолный сценарий экспозиции, отражающий
воздействие на население в реальных условиях,воздействие на население в реальных условиях,
включает оценку поступления химических веществ ввключает оценку поступления химических веществ в
организм человека одновременно из разных средорганизм человека одновременно из разных сред
(атмосферный воздух, питьевая вода, вода(атмосферный воздух, питьевая вода, вода
поверхностного водоема, почва, продукты питания)поверхностного водоема, почва, продукты питания)
различными путями (пероральный, ингаляционный,различными путями (пероральный, ингаляционный,
накожный). Такой тип экспозиции характеризуется какнакожный). Такой тип экспозиции характеризуется как
многосредовое и комплексное воздействие.многосредовое и комплексное воздействие.

13. Определение экспозицииОпределение экспозиции
Оценка экспозиции является этапом оценкиОценка экспозиции является этапом оценки
риска, в процессе которого устанавливаетсяриска, в процессе которого устанавливается
количественное поступление агента (химического,количественное поступление агента (химического,
физического, биологического) в организм разнымифизического, биологического) в организм разными
путями в результате контакта с различнымипутями в результате контакта с различными
объектами окружающей среды (воздух, вода, почва,объектами окружающей среды (воздух, вода, почва,
продукты питания).продукты питания).
Оценка экспозиции заключается в измерении илиОценка экспозиции заключается в измерении или
определении (качественном и количественном)определении (качественном и количественном)
выраженности, частоты, продолжительности и путейвыраженности, частоты, продолжительности и путей
воздействия химических соединений, находящихся ввоздействия химических соединений, находящихся в
окружающей среде. Оценка экспозиции описываетокружающей среде. Оценка экспозиции описывает
также природу воздействия, размеры и характертакже природу воздействия, размеры и характер
экспонируемых популяций.экспонируемых популяций.

14. База знаний для определения видаБаза знаний для определения вида
экспозицииэкспозиции
Постановка задачи:Постановка задачи:
- разработать базу знаний по определению вида экспозиции- разработать базу знаний по определению вида экспозиции
при оценке экологического риска. В основепри оценке экологического риска. В основе
разрабатываемой БЗ лежит анализ данных по каждой изразрабатываемой БЗ лежит анализ данных по каждой из
видов экспозиции.видов экспозиции.
Назначение прототипа ЭС:Назначение прототипа ЭС:
- консультирование по определению вида экспозиции при- консультирование по определению вида экспозиции при
оценке экологического риска (риски здоровью: риск смерти,оценке экологического риска (риски здоровью: риск смерти,
риск заболевания и т.д.).риск заболевания и т.д.).
Сфера применения прототипа ЭС:Сфера применения прототипа ЭС:
- органы по оценке риска, аккредитованные в соответствии- органы по оценке риска, аккредитованные в соответствии
с Положением об аккредитации органов по оценке риска.с Положением об аккредитации органов по оценке риска.
Цель прототипа ЭС:Цель прототипа ЭС:
- определение вида экспозиции при оценке экологического- определение вида экспозиции при оценке экологического
риска.риска.

15. Исходные данные:Исходные данные:
- для анализа среды распространения ─ идентификация той- для анализа среды распространения ─ идентификация той
среды, которая переносит загрязняющее вещество;среды, которая переносит загрязняющее вещество;
- для определения способа поступления вещества в организм;- для определения способа поступления вещества в организм;
- информация об агрегатном состоянии веществ, пограничных- информация об агрегатном состоянии веществ, пограничных
органах человека;органах человека;
- для определения степени экспозиции ─ информация о- для определения степени экспозиции ─ информация о
частоте и продолжительности воздействия.частоте и продолжительности воздействия.
Ожидаемые результаты (список возможных значенийОжидаемые результаты (список возможных значений
цели консультации):цели консультации):
- наиболее правильное определение вида экспозиции при- наиболее правильное определение вида экспозиции при
оценке экологического риска.оценке экологического риска.
Идентификация предметной области.Идентификация предметной области.
- полный сценарий экспозиции, отражающий воздействие на- полный сценарий экспозиции, отражающий воздействие на
население в реальных условиях, включает оценкунаселение в реальных условиях, включает оценку
поступления химических веществ в организм человекапоступления химических веществ в организм человека
одновременно из разных сред (атмосферный воздух,одновременно из разных сред (атмосферный воздух,
питьевая вода, вода поверхностного водоема, почва,питьевая вода, вода поверхностного водоема, почва,
продукты питания) различными путями (пероральный,продукты питания) различными путями (пероральный,
ингаляционный, накожный).ингаляционный, накожный).

16. 3. Построение дерева принятия решений3. Построение дерева принятия решений
Для определения вида экспозиции былиДля определения вида экспозиции были
выбраны следующие критерии:выбраны следующие критерии:
- агрегатное состояние загрязняющего химического- агрегатное состояние загрязняющего химического
вещества;вещества;
- пограничные органы человека;- пограничные органы человека;
- частота воздействия;- частота воздействия;
- продолжительность воздействия;- продолжительность воздействия;
- среда распространения загрязняющего вещества.- среда распространения загрязняющего вещества.
Концептуальную модель предметной областиКонцептуальную модель предметной области
определения вида экспозиции при оценке рискаопределения вида экспозиции при оценке риска
можно представить в виде дерева целей (рис. 4). Наможно представить в виде дерева целей (рис. 4). На
нем пересекающей дугой помечена вершина типа ″Инем пересекающей дугой помечена вершина типа ″И
″, а отсутствие ее ─ ″ИЛИ″.″, а отсутствие ее ─ ″ИЛИ″.

17. Рис.4. Дерево принятия решений дляРис.4. Дерево принятия решений для
модели базы знаниймодели базы знаний ““Определение видаОпределение вида
экспозицииэкспозиции””

18. Рис.5. Логическая схема опросаРис.5. Логическая схема опроса
пользователя по определению агрегатногопользователя по определению агрегатного
состояния веществасостояния вещества

19. Рис.6. Логическая схема опросаРис.6. Логическая схема опроса
пользователя по определению пограничныхпользователя по определению пограничных
органов человекаорганов человека

20. Рис.7. Логическая схема опросаРис.7. Логическая схема опроса
пользователя по определению частотыпользователя по определению частоты
воздействиявоздействия

21. Рис.8. Логическая схема опросаРис.8. Логическая схема опроса
пользователя по определениюпользователя по определению
продолжительности воздействияпродолжительности воздействия

22. Рис.9. Логическая схема опросаРис.9. Логическая схема опроса
пользователя по определению средыпользователя по определению среды
распространения ЗВраспространения ЗВ

23. Рис.10. Логическая схема определения видаРис.10. Логическая схема определения вида
экспозицииэкспозиции

24. 6. Разработка онтологии в6. Разработка онтологии в ProtégéProtégé 4.04.0
Рис. 11. Создание нового класса вРис. 11. Создание нового класса в OWLOWL
ontologyontology

25. Рис. 1Рис. 122. Классы и объекты классов в. Классы и объекты классов в
OWL ontologyOWL ontology

26. Спасибо за внимание!Спасибо за внимание!