没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于web的奶牛疾病诊断系统大学论文.doc
0 下载量 142 浏览量
2023-07-10
11:41:00
上传
评论
收藏 663KB DOC 举报
温馨提示
试读
30页
基于web的奶牛疾病诊断系统大学论文.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
1
河北农业大学现代科技学院
本科毕业论文
论文题目 基于 WEB 的奶牛疾病诊断系统
基于 WEB 的简易奶牛疾病诊断系统
摘要
奶牛养殖业是我过畜牧业的重要组成部分,然而疾病的多发和专家的相对
不足严重影响了我国奶牛养殖业的发展。本文对奶牛疾病诊断知识和专家系统进
行大量文献研究,在对奶牛养殖基地进行调研的基础上,总结了奶牛疾病诊断知
识内容、特点和领域专家的思维方式,采用了面向对象与规则相结合的知识表示
方法,设计并实现了基于 WEB 的面向对象专家系统。
本文重点做了以下三个方面的工作:
(1) 对奶牛疾病知识的内容、特点和诊断过程中领域专家的思维模式进行了
详细的分析,建立了基于面向对象和规则相结合的复合知识表示模型,此知识表
示方法解决了规则表示只能表示因果关系而不能表示机构关系的问题和框架表
示继承方式带来的框架任意调用的问题。
(2) 在构建奶牛疾病诊断对象的过程中,本文提供了规则库与推理机分离模
式,并给出了推理过程中规则与对推理机新结合的方法,规则与推理机分离解决
了规则修改时需要重新编译对象的问题,降低了知识维护的复杂性,新的规则与
推理机的结合方式采用文本映射的方式,在对象初始化或者对象属性更新时自动
检索规则库、更新可用规则,提高了诊断推理的效率。
(3) 对基于不确定推理进行了改进,设计了基于面向对象的表示,实现了知
识库维护的相对独立,简化了系统的计算量,提高了效率,基于 web 的奶牛疾
病诊断系统有利于系统的更新,方便了系统的推广,解决了奶牛疾病诊断专家需
求与供给的瓶颈问题。
关键词: 基于 web,诊断专家系统,面向对象,奶牛疾病,知识表示
2
1 绪论................................................................................................................................................4
1.1 问题的提出与研究的意义.................................................................................................4
1.2 专家系统的起源与发展......................................................................................................5
1.3 本文研究的目标.................................................................................................................7
1.4 解决的问题..........................................................................................................................7
2 知识的表示与分析........................................................................................................................8
2.1 知识表示..............................................................................................................................8
2.2 奶牛疾病诊断知识的分析..................................................................................................9
2.3 奶牛疾病诊断内容............................................................................................................10
2.4 奶牛疾病的症状................................................................................................................11
2.5 奶牛疾病病因....................................................................................................................11
2.6 疾病防治措施....................................................................................................................12
2.7 病理知识............................................................................................................................12
2.8 诊断方法............................................................................................................................12
2.9 奶牛疾病诊断的思维模式................................................................................................12
2.10 规则的表示方法..............................................................................................................14
三 推理机的分析与实现................................................................................................................17
3.1 推理机的发展....................................................................................................................17
3.2 奶牛疾病诊断系统数据的初始化....................................................................................18
3.3 推理机的推理流程...........................................................................................................19
3.4 诊断过程中冲突的消解....................................................................................................21
四 系统的体系结构及实现............................................................................................................22
4.1 系统体系结构的实现........................................................................................................22
4.2 系统功能模块的实现.......................................................................................................23
4.3 系统工作流程实现............................................................................................................23
4.4 知识库的实现....................................................................................................................25
4.5 系统界面实现....................................................................................................................26
五 结论与展望..............................................................................................................................30
5.1 结论...................................................................................................................................30
5.2 建议....................................................................................................................................30
3
1 绪论
1.1 问题的提出与研究的意义
发展畜牧业是我国农业结构调整的龙头从产值结构来说,现代农业国家,农
业中处于第一位的是奶牛,占总产值的 20%左右,随着人民生活水平的提高和农
村产业结构的调整特别是加入世贸组织以后,我国的畜牧业将迎来良好的发展机
遇。同时,由于激烈的市场竞争,也必然面临新的挑战,产品优质价低才能占领
市场,获得好的效益,而经济有效的防止奶牛疾病发生是降低生产成本和提高产
品产量,质量的关键措施。要进一步促进畜牧业的发展,就要解决奶牛疾病鉴别
难早期防治难的问题,竭力做到早防、早治、防病于未然,最大限度的提高经济
效益。
已开发的奶牛疾病诊断专家系统存在推理准确性和实用性不高的问题。为了
解决病害频繁发生与领域专家相对缺乏的矛盾,减少病害带来的经济损失,使奶
牛疾病得到及时诊断,适时防治的效果,国内外许多科研机构在对病害诊断与防
治的基础上,借助于先进的信息技术和人工智能方法,研制了一些奶牛疾病诊断
专家系统,利用这些专家系统模仿人类专家对奶牛疾病进行诊断和防治,使奶牛
疾病诊断从依靠经验防治向科学防治迈进了一步。
目前已经研制的奶牛疾病诊断系统,通过不同的方法对专家诊断机理进行
了模拟,先后开发了基于产生式规则,基于产生式规则,基于本体和基于案例等
方法的奶牛疾病诊断系统。可以说这些已经研制的奶牛疾病诊断专家系统进行了
有益的探索。但是由于相关知识工程技术的不成熟和开发人员对奶牛疾病诊断领
域认识的不全面,致使奶牛疾病诊断专家系统在应用中日益出现脆弱性,解决实
际问题的效率低下,无法在实际应用中发挥作用。
面向对象的方法应用于专家系统日益成熟,奶牛疾病诊断知识的积累日益完
善。医疗诊断推理的最大难点就是知识库问题。这主要是指知识的表示的问题和
知识的完备性问题。近年来大量关于专家系统的研究被报道,各种知识表示方法
不断被完善,其中面向对象的知识表示受到越来越多研究者的提倡,本文拟采用
基于面向对象知识的推理。以充分发挥各种,推理方法的优势,弥补各种不足之
处。随着大量奶牛疾病诊断及其专家系统的研究的开展,本实验通过查阅文献资
料,与相关领域的专家座谈,提取积累了丰富的奶牛疾病知识诊断案例、规则,
为本文的开展奠定了基础。
新的网络通讯技术的进步为疾病诊断专家系统提供了更广的空间。兽医学信
息是伴随着信息学和计算机技术的进步而发展起来的。以计算机网络技术,多媒
体技术和通信技术为支撑的疾病诊断专家系统不仅拥有高层次,多功能的专家知
识,并且能模仿人类推理的过程,以形象,直观的方式向使用者提供各种疾病问
题的咨询服务与决策方案,是用于解决奶牛疾病诊断中存在的专家队伍缺乏问题
的有效途径。
在我国,到 2005 年 6 月,互联网用户人数已经升到了 1.03 亿人,5 年来平
均增近 2000 万户,专家预测,2008 年中国已经超过美国,成为世界第一大互联
4
网用户国。我国大力发展的通信和信息联网的基础设施建设,成为 WEB 的奶牛
专家诊断系统创造了条件。
综上所述,开发奶牛疾病诊断专家系统有着迫切的社会需求,牛场养殖业的
发展和专家系统的理论与技术的日益成熟为系统开发提供了有力的技术支持,我
国互联网的基础设施建设为系统的推广应用创造了条件,因此开发此系统是可行
的。
1.2 专家系统的起源与发展
专家系统是人工智能中最重要的也是最活跃的一个应用领域,它实现了人工
智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突
破。专家系统是早期人工智能的一个重要分支,它可以看作是一类具有专门知识
和经验的计算机智能程序系统,一般采用人工智能中的知识表示和知识推理技术
来模拟通常由领域专家才能解决的复杂问题。
20 世纪 60 年代初,出现了运用逻辑学和模拟心理活动的一些通用问题求解
程序,它们可以证明定理和进行逻辑推理。但是这些通用方法无法解决大的实际
问题,很难把实际问题改造成适合于计算机解决的形式,并且对于解题所需的巨
大的搜索空间也难于处理。1968 年,f.a.费根鲍姆等人在总结通用问题求解系统
的成功与失败经验的基础上,结合化学领域的专门知识,研制了世界上第一个专
家系统 dendral,可以推断化学分子结构。20 多年来,知识工程的研究,专家系
统的理论和技术不断发展,应用渗透到几乎各个领域,包括化学、数学、物理、
生物、医学、农业、气象、地质勘探、军事、工程技术、法律、商业、空间技术、
自动控制、计算机设计和制造等众多领域,开发了几千个的专家系统,其中不少
在功能上已达到,甚至超过同领域中人类专家的水平,并在实际应用中产生了巨
大的经济效益。
专家系统的发展已经历了 3 个阶段,正向第四代过渡和发展。第一代专家系
统(dendral、macsyma 等)以高度专业化、求解专门问题的能力强为特点。但在
体系结构的完整性、可移植性、系统的透明性和灵活性等方面存在缺陷,求解问
题的能力弱。第二代专家系统(mycin、casnet、prospector、hearsay 等)属单学
科专业型、应用型系统,其体系结构较完整,移植性方面也有所改善,而且在系
统的人机接口、解释机制、知识获取技术、不确定推理技术、增强专家系统的知
识表示和推理方法的启发性、通用性等方面都有所改进。第三代专家系统属多学
科综合型系统,采用多种人工智能语言,综合采用各种知识表示方法和多种推理
机制及控制策略,并开始运用各种知识工程语言、骨架系统及专家系统开发工具
和环境来研制大型综合专家系统。在总结前三代专家系统的设计方法和实现技术
的基础上,已开始采用大型多专家协作系统、多种知识表示、综合知识库、自组
织解题机制、多学科协同解题与并行推理、专家系统工具与环境、人工神经网络
知识获取及学习机制等最新人工智能技术来实现具有多知识库、多主体的第四代
专家系统。
专家系统通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知
识获取等 6 个部分构成。其中尤以知识库与推理机相互分离而别具特色。专家系
统的体系结构随专家系统的类型、功能和规模的不同,而有所差异。
5
为了使计算机能运用专家的领域知识,必须要采用一定的方式表示知识。目
前常用的知识表示方式有产生式规则、语义网络、框架、状态空间、逻辑模式、
脚本、过程、面向对象等。基于规则的产生式系统是目前实现知识运用最基本的
方法。产生式系统由综合数据库、知识库和推理机 3 个主要部分组成,综合数据
库包含求解问题的世界范围内的事实和断言。知识库包含所有用“如果:〈前提〉,
于是:〈结果〉形式表达的知识规则。推理机(又称规则解释器)的任务是运用
控制策略找到可以应用的规则。
知识库用来存放专家提供的知识。专家系统的问题求解过程是通过知识库中
的知识来模拟专家的思维方式的,因此,知识库是专家系统质量是否优越的关键
所在,即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。一般来说,专
家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的,用户可以通过改变、完善知识
库中的知识内容来提高专家系统的性能。
人工智能中的知识表示形式有产生式、框架、语义网络等,而在专家系统中
运用得较为普遍的知识是产生式规则。产生式规则以 IF…THEN…的形式出现,
就像 BASIC 等编程语言里的条件语句一样,IF 后面跟的是条件(前件),THEN
后面的是结论(后件),条件与结论均可以通过逻辑运算 AND、OR、NOT 进行
复合。在这里,产生式规则的理解非常简单:如果前提条件得到满足,就产生相
应的动作或结论。
推理机针对当前问题的条件或已知信息,反复匹配知识库中的规则,获得新
的结论,以得到问题求解结果。在这里,推理方式可以有正向和反向推理两种。
正向链的策略是寻找出前提可以同数据库中的事实或断言相匹配的那些规
则,并运用冲突的消除策略,从这些都可满足的规则中挑选出一个执行,从而改
变原来数据库的内容。这样反复地进行寻找,直到数据库的事实与目标一致即找
到解答,或者到没有规则可以与之匹配时才停止。
逆向链的策略是从选定的目标出发,寻找执行后果可以达到目标的规则;如
果这条规则的前提与数据库中的事实相匹配,问题就得到解决;否则把这条规则
的前提作为新的子目标,并对新的子目标寻找可以运用的规则,执行逆向序列的
前提,直到最后运用的规则的前提可以与数据库中的事实相匹配,或者直到没有
规则再可以应用时,系统便以对话形式请求用户回答并输入必需的事实。
由此可见,推理机就如同专家解决问题的思维方式,知识库就是通过推理机
来实现其价值的。
人机界面是系统与用户进行交流时的界面。通过该界面、用户输入基本信息、
回答系统提出的相关问题,并输出推理结果及相关的解释等。
综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论,
往往是作为暂时的存储区。解释器能够根据用户的提问,对结论、求解过程做出
说明,因而使专家系统更具有人情味。
知识获取是专家系统知识库是否优越的关键,也是专家系统设计的“瓶颈”问
题,通过知识获取,可以扩充和修改知识库中的内容,也可以实现自动学习功能。
剩余29页未读,继续阅读
资源评论
Mmnnnbb123
- 粉丝: 702
- 资源: 8万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功