Question

我在本体论中表达以下情况时遇到了麻烦：

假设我有四个人投票和四个投票（因此投票和选民之间存在一对一的映射）。人们可以投票赞成或反对。如果我知道三人投票的结果，我应该能够推断出第四人的投票。

重申：约翰，鲍勃，玛丽和卡罗尔各自投票。由于有四个人有四票。投票结果是一个平局（2是，2没有）。后来推理者确定Bob和John投了反对票。然后推理者应该推断玛丽和卡罗尔投赞成票。

目前我正在使用Jena的java api构建我的本体，并使用Jena推理器进行推理，所以我宁愿使用Jena支持的规则/语义。

Answer 1

Antoine Zimmerman's answer是正确的，因为这种事情在OWL中是可以表达的，但它需要比你预期的更多的工作，因为你试图强制执行一种closed world reasoning和默认推理，而OWL使open world assumption如果你不知道什么，它不是假定为真或假，只是未知。一旦关闭公理到位，这不是一个难以写的场景。我认为值得一步一步地解决这个问题，看看为了做出推断而需要出现的所有公理，并在OWL DL中做到这一点。你没有提到Protégé，但它是一个非常方便的OWL编辑器，使得编写这些公理变得更加容易。我也将在最后展示最终的OWL（在RDF / XML和Turtle中）。

为了代表一个实例，我宣布一个选民，其中有Alice，Bill，Cindy和Dan作为成员，然后断言这些人是不同的：

voters class

distinct voters

现在，为了将每个选民与他们的投票联系起来，我们可以引入带有域名选民的hasVote属性和包含字符串的枚举范围，“是”和“否”。

hasVote

我们仍然需要与四个选民有关的某事，将他们联系在一起。从概念上讲，这是投票活动，其中唯一的参与者是Alice，Bill，Cindy和Dan，其中每个选民只有一票。让我们介绍一个类VotingEvent和一个对象属性hasVoter，它将VotingEvent与其参与者联系起来。现在，有一些投票活动，我们将为其介绍个人投票活动1。我们断言它的参与者是爱丽丝，比尔，辛迪和丹，只有那些人，而且这次活动的每个选民都只有一票。我们还添加了两个类型约束，即该事件恰好有2个“是”选民。这是足够的，因为只有四个列举的选民，他们是不同的，每个只有一票，每个投票是“是”或“否”，隐含的知识“是”的要求而“不”是不同的字符串，足以确保剩下的两张票必须是“否”票。

the voting event

现在，如果我们最终断言Alice和Bill投了“是”票，

yes voters

有足够的理由推断Cindy和Dan投了“否”票，正如我们在Protégé中运行DL查询所看到的那样：

no voters

Turtle和RDF / XML序列化都不是特别好看，但我最后都附加了它们，以便于复制和粘贴。现在，这是单个投票活动的合适表示，但请注意，我们引入了一个投票活动，以便我们添加了对四个选民的限制和他们的选票价值。然而，如果有多个投票事件，并且一些选民参加了多个事件，那么选民只有一票的简单限制是有问题的，因为选民可能在一个事件中投票“是”而在另一个事件中投票“否”。 “Voter x 在 z 事件中投票 y 是一个三级关系，如果有多个事件，真的需要表示为将要出席。 W3C工作组注释，Defining N-ary Relations on the Semantic Web描述了一些方法，但基本的想法是你定义一个类，其成员代表个人投票，并与投票事件，选民和投票有关。投。你仍然可以为这种推理编写适当的限制，虽然它们会有点复杂，可能涉及属性链或嵌套类表达式。

海龟序列化

@prefix :      <http://example.org/voters#> .
@prefix rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
@prefix owl:   <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .
@prefix xsd:   <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .
@prefix rdf:   <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
@prefix voters: <http://example.org/voters#> .

voters:Voter  a  owl:Class .

voters:VotingEvent  a  owl:Class .

voters:hasVote  a    owl:DatatypeProperty ;
        rdfs:domain  voters:Voter ;
        rdfs:range   [ a          rdfs:Datatype ;
                       owl:oneOf  [ a          rdf:List ;
                                    rdf:first  "no" ;
                                    rdf:rest   [ a          rdf:List ;
                                                 rdf:first  "yes" ;
                                                 rdf:rest   ()

                                               ]
                                  ]
                     ] .

voters:Dan  a   owl:NamedIndividual , voters:Voter .

<http://example.org/voters>
        a       owl:Ontology .

voters:Alice  a         owl:NamedIndividual , voters:Voter ;
        voters:hasVote  "yes" .

voters:Bill  a          owl:NamedIndividual , voters:Voter ;
        voters:hasVote  "yes" .

voters:Cindy  a  owl:NamedIndividual , voters:Voter .

voters:hasVoter  a   owl:ObjectProperty ;
        rdfs:domain  voters:VotingEvent ;
        rdfs:range   voters:Voter .

voters:votingEvent1  a   owl:NamedIndividual , voters:VotingEvent ;
        a                [ a                         owl:Restriction ;
                           owl:onClass               [ a               owl:Restriction ;
                                                       owl:hasValue    "yes" ;
                                                       owl:onProperty  voters:hasVote
                                                     ] ;
                           owl:onProperty            voters:hasVoter ;
                           owl:qualifiedCardinality  "2"^^xsd:nonNegativeInteger
                         ] ;
        a                [ a                  owl:Restriction ;
                           owl:allValuesFrom  [ a          owl:Class ;
                                                owl:oneOf  ( voters:Dan voters:Bill voters:Cindy voters:Alice )
                                              ] ;
                           owl:onProperty     voters:hasVoter
                         ] ;
        a                [ a                  owl:Restriction ;
                           owl:allValuesFrom  [ a                         owl:Restriction ;
                                                owl:onDataRange           xsd:string ;
                                                owl:onProperty            voters:hasVote ;
                                                owl:qualifiedCardinality  "1"^^xsd:nonNegativeInteger
                                              ] ;
                           owl:onProperty     voters:hasVoter
                         ] ;
        voters:hasVoter  voters:Alice , voters:Bill , voters:Cindy , voters:Dan .

[ a                    owl:AllDifferent ;
  owl:distinctMembers  ( voters:Alice voters:Bill voters:Cindy voters:Dan )
] .

RDF / XML序列化

<rdf:RDF
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#"
    xmlns:voters="http://example.org/voters#"
    xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#"
    xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
  <owl:Ontology rdf:about="http://example.org/voters"/>
  <owl:Class rdf:about="http://example.org/voters#Voter"/>
  <owl:Class rdf:about="http://example.org/voters#VotingEvent"/>
  <owl:ObjectProperty rdf:about="http://example.org/voters#hasVoter">
    <rdfs:range rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
    <rdfs:domain rdf:resource="http://example.org/voters#VotingEvent"/>
  </owl:ObjectProperty>
  <owl:DatatypeProperty rdf:about="http://example.org/voters#hasVote">
    <rdfs:domain rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
    <rdfs:range>
      <rdfs:Datatype>
        <owl:oneOf>
          <rdf:List>
            <rdf:first>no</rdf:first>
            <rdf:rest>
              <rdf:List>
                <rdf:first>yes</rdf:first>
                <rdf:rest rdf:resource="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#nil"/>
              </rdf:List>
            </rdf:rest>
          </rdf:List>
        </owl:oneOf>
      </rdfs:Datatype>
    </rdfs:range>
  </owl:DatatypeProperty>
  <owl:AllDifferent>
    <owl:distinctMembers rdf:parseType="Collection">
      <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Alice">
        <rdf:type rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
        <voters:hasVote>yes</voters:hasVote>
      </owl:NamedIndividual>
      <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Bill">
        <rdf:type rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
        <voters:hasVote>yes</voters:hasVote>
      </owl:NamedIndividual>
      <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Cindy">
        <rdf:type rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
      </owl:NamedIndividual>
      <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Dan">
        <rdf:type rdf:resource="http://example.org/voters#Voter"/>
      </owl:NamedIndividual>
    </owl:distinctMembers>
  </owl:AllDifferent>
  <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#votingEvent1">
    <rdf:type rdf:resource="http://example.org/voters#VotingEvent"/>
    <rdf:type>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://example.org/voters#hasVoter"/>
        <owl:onClass>
          <owl:Restriction>
            <owl:onProperty rdf:resource="http://example.org/voters#hasVote"/>
            <owl:hasValue>yes</owl:hasValue>
          </owl:Restriction>
        </owl:onClass>
        <owl:qualifiedCardinality rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#nonNegativeInteger"
        >2</owl:qualifiedCardinality>
      </owl:Restriction>
    </rdf:type>
    <rdf:type>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://example.org/voters#hasVoter"/>
        <owl:allValuesFrom>
          <owl:Class>
            <owl:oneOf rdf:parseType="Collection">
              <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Dan"/>
              <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Bill"/>
              <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Cindy"/>
              <owl:NamedIndividual rdf:about="http://example.org/voters#Alice"/>
            </owl:oneOf>
          </owl:Class>
        </owl:allValuesFrom>
      </owl:Restriction>
    </rdf:type>
    <rdf:type>
      <owl:Restriction>
        <owl:onProperty rdf:resource="http://example.org/voters#hasVoter"/>
        <owl:allValuesFrom>
          <owl:Restriction>
            <owl:onProperty rdf:resource="http://example.org/voters#hasVote"/>
            <owl:qualifiedCardinality rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#nonNegativeInteger"
            >1</owl:qualifiedCardinality>
            <owl:onDataRange rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string"/>
          </owl:Restriction>
        </owl:allValuesFrom>
      </owl:Restriction>
    </rdf:type>
    <voters:hasVoter rdf:resource="http://example.org/voters#Alice"/>
    <voters:hasVoter rdf:resource="http://example.org/voters#Bill"/>
    <voters:hasVoter rdf:resource="http://example.org/voters#Cindy"/>
    <voters:hasVoter rdf:resource="http://example.org/voters#Dan"/>
  </owl:NamedIndividual>
</rdf:RDF>

Answer 2

你用OWL本体做到这一点，但它很复杂。首先，你必须模拟一个人只有一票的事实。其次，你必须知道约翰，鲍勃，玛丽和卡罗尔投票。你必须知道有2个“是”，2个“不”。你必须知道鲍勃和约翰投了“不”，他们是两个人，而不是一个化名。你必须知道玛丽和卡罗尔与约翰和鲍勃不同。所以，在Turtle：

:votes  a  owl:FunctionalProperty .
:John  :votes  "no" .
:Bob  :votes  "no";
    owl:differentFrom  :John .
:Mary  a  [
        owl:onProperty  :votes;
        owl:minCardinality  1
    ];
    owl:differentFrom  :Bob, :John .
:Carol  a  [
        owl:onProperty  :votes;
        owl:minCardinality  1
    ];
    owl:differentFrom  :Bob, :John .
_:someone  a  [ owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "no" ];
    owl:differentFrom  _:someoneelse .
_:someoneelse  a  [ owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "no" ] .
_:anotherone  a  [ owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "yes" ];
    owl:differentFrom  _:anotheroneelse .
_:anotheroneelse  a  [owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "yes" ] .
[ owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "no" ]
    owl:oneOf  ( _:someone _:someoneelse ) .
[ owl:onProperty  :votes; owl:hasValue  "yes" ]
    owl:oneOf  ( _:anotherone _:anotheroneelse ) .

这里真正的困难是表达有2个“是”和2个“否”。我已经把它变得紧凑，所以它不是在OWL 2 DL中，但应该可以使它成为OWL 2 DL本体。

请注意，这不允许对多个民意调查或选票进行建模。需要一个更复杂的解决方案（但仍然可行）。

与耶拿的OWL本体谓词逻辑

2 个答案:

海龟序列化

RDF / XML序列化