基于癥狀分析的動物輔助診療專家系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)-創(chuàng)新互聯(lián)
一、背景
摘要：針對傳統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)存在的問題，結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，利用自身優(yōu)勢，分析形成動物疫病癥狀及病理變化的數(shù)據(jù)模型，建立動物疫病知識庫，實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的有效管理，并初步實現(xiàn)基于癥狀及病理變化的多因子輔助診斷分析結(jié)果，為動物疫病臨床診斷提供依據(jù)和參考。采用正─反向結(jié)合的混合推理策略以及深度優(yōu)選搜索算法，使用先進的.Net技術(shù)，實現(xiàn)基于Web的動物病疫輔助診療專家系統(tǒng)，為常見的畜禽養(yǎng)殖人員和人類專家提供方便。 背景：近年來，動物食品安全問題日趨嚴重，為方便養(yǎng)殖戶進行病疫診斷和治療，畜禽病疫專家診斷系統(tǒng)的研究開始受到重視。使用專家系統(tǒng)，可以模擬人類專家診斷病疫的思維過程，甚至提供人類專家無法完成的的功能。目前，大部分專家系統(tǒng)存在一定不足，如大部分采用單機版，不適應(yīng)當今的網(wǎng)絡(luò)時代；系統(tǒng)知識庫不全、推理簡單、考慮不全面、無法提供診治結(jié)合等等。 關(guān)于專家系統(tǒng)：專家系統(tǒng)是一個基于知識的系統(tǒng)，它利用人類專家提供的專門知識，模擬人類專家的思維過程，解決對人類專家都相當困難的問題。本文設(shè)計的“基于癥狀分析的動物輔助診療專家系統(tǒng)Web版”具有以下特點和優(yōu)勢： (1)啟發(fā)性。不僅能使用邏輯知識，也能能使用啟發(fā)性知識，它運用規(guī)范的專門知識和直覺的評判知識進行判斷、推理和聯(lián)想，實現(xiàn)問題求解。 (2)透明性。它使用戶在對專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不了解的情況下，可以進行相互交往，并了解知識的內(nèi)容和推理思路，系統(tǒng)還能回答用戶的一些有關(guān)系統(tǒng)自身行為的問題。 (3)靈活性。專家系統(tǒng)的知識與推理機結(jié)構(gòu)的分離，使系統(tǒng)不斷接納新的知識，從而確保系統(tǒng)內(nèi)知識不斷增長以滿足商業(yè)和研究的需要。 (4)能夠高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進行工作。 (5)解決實際問題時不受周圍環(huán)境的影響，也不可能遺漏忘記。 (6)可以使專家的專長不受時間和空間的限制，以便推廣珍貴和稀缺的專家知識與經(jīng)驗。 (7)基于Web技術(shù)，采用B/S架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)化、分布式、開放性。 (8)只需要接入Internet，一款瀏覽器，無需用戶自己安裝、配置、維護,全面降低使用負擔、大擴散知識共享范圍。 (9)建立用戶診療病歷庫、免疫系統(tǒng)。 建立動物課堂、提供知識查詢模塊，提供“診斷、治療、預(yù)防、增優(yōu)”的“四點一線”的系統(tǒng)性套件。 |
二、系統(tǒng)設(shè)計
完整的專家系統(tǒng)一般包含診斷入口、推理機、規(guī)則庫、免疫系統(tǒng)、知識庫、知識獲取模塊以及解釋執(zhí)行機制等部分組成。為了提供更高效、更智能、更周到的專家系統(tǒng)，真正實現(xiàn)智能化，在提供最基本的診斷功能外，還增加了基于病疫和癥狀的查詢模塊、基于病疫的治療方案模塊、基于用戶個性化定制的動物檔案模塊。除此之外，本系統(tǒng)將模擬人類思維模式，具有不斷自我總結(jié)、修改、完善的智能化功能。這意味著，隨著系統(tǒng)的不斷完善，基于CF非精度性的確定性理論模型的精度將與100%更接近。如圖2-1所示： 1、診斷入口 診斷入口即推理機執(zhí)行推理過程所需要的基本參數(shù)的錄入模塊，這將是使得推理可以進行的前提步驟。不同的推理模式需要對應(yīng)不同的診斷入口，即提供不同的診斷數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)依據(jù)專家對動物病疫診斷的方法進行概括總結(jié)并劃分為三種診斷入口(三種推理模式)，分別是：基于主要癥狀診斷法、基于懷疑病診斷法、基于多癥狀組合診斷法。 2、推理機 推理機是專家系統(tǒng)最為重要的核心組件，用于控制、協(xié)調(diào)診斷流程的運作。它根據(jù)診斷入口、診斷數(shù)據(jù)、自身的推理策略、規(guī)則庫、知識庫權(quán)重從知識庫選取相關(guān)知識進行步驟化推理，直到得出最佳結(jié)論并把診斷結(jié)果保存在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。推理機模擬專家的推理過程，推理機的智能水平和效率基本決定專家系統(tǒng)的水平。本系統(tǒng)采用正向推理、反向推理以及正反混合推理法。 3、規(guī)則庫 規(guī)則庫是推理機診斷結(jié)果準確率的影響因子，它彌補了推理機自身策略以及知識庫模式化的不足(知識庫中保存的癥狀可信度稱為“一般可信度”或者“事實可信度”)。規(guī)則庫主要用以表示因果關(guān)系，用相對于結(jié)果的影響百分值來計算。規(guī)則庫以“ IFP THEN Q”的基本表達式表示，將規(guī)則作為知識的單位。同一癥狀、同一病疫、同一動物種類對于不同年齡、性別、品種、發(fā)病階段，診斷結(jié)果都是不同的，因此完善的、強大的規(guī)則庫是專家系統(tǒng)的智能化的重要體現(xiàn)之一。規(guī)則庫規(guī)則往往是專家的個人經(jīng)驗總結(jié)。 4、知識庫 知識庫是專家系統(tǒng)的核心成分之一，它主要系統(tǒng)化的以計算機數(shù)據(jù)的方式存儲人類搜集的相關(guān)知識，以供系統(tǒng)使用。知識庫存儲的知識和傳統(tǒng)知識有所不同，它包含相關(guān)領(lǐng)域的公開性知識，包裹記錄在網(wǎng)絡(luò)、書籍的知識；也包括專家在實踐過程中的總結(jié)的個人經(jīng)驗性知識。無論何種知識，只有經(jīng)過對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)進行以符合診斷機制的處理(包括檢索、分類、整合等)后的知識才有價值存儲到知識庫。知識庫存儲知識的質(zhì)量很大程度上決定推理機的診斷效率以及數(shù)據(jù)處理的難易程度。 5、知識獲取模塊 擁有知識是專家系統(tǒng)區(qū)別于其他計算機系統(tǒng)的重要標志，知識的容量和質(zhì)量又是決定專家系統(tǒng)的性能和水平的重要因素。知識獲取模塊協(xié)助專家完成把傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理后的知識轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)知識庫。使用知識獲取模塊的一般為動物病疫診斷領(lǐng)域的專家和工程師。本系統(tǒng)以我院長期積累的動物診斷經(jīng)驗知識作為專家系統(tǒng)知識的主要來源，并參考其他知識作為補充。專家收集、分析、整理傳統(tǒng)知識然后安裝規(guī)則錄入系統(tǒng)，模塊組織成計算機語言后并寫入知識庫，這包括對知識庫和規(guī)則庫的錄入、修改、刪除，保障了知識體系的完整性和一致性。 6、解釋模塊 擁有解釋功能的專家系統(tǒng)也是區(qū)別于其他計算機系統(tǒng)的重要標志，它負責對診斷過程以及診斷結(jié)果做出解釋。解釋模塊是推理機推理過程的可視化體現(xiàn)，它記錄、顯示用戶的診斷數(shù)據(jù)，展示推理機的診斷結(jié)果、引導用戶進一步提供診斷數(shù)據(jù)以及解釋推理機做出此步診斷的原因。解釋模塊直接影響用戶對于專家系統(tǒng)的感受和評價，同時良好的解釋機制也是用戶快速應(yīng)用專家系統(tǒng)的最好助手。 7、免疫系統(tǒng) 免疫系統(tǒng)的設(shè)計是專家系統(tǒng)智能化的體現(xiàn)之一。免疫系統(tǒng)具體表現(xiàn)在規(guī)則庫中，也是動物檔案庫的組成部分。每當推理機做出最后診斷后便應(yīng)用免疫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)則，如果已有此種病的免疫或者免疫已經(jīng)失效或者免疫效果已經(jīng)降低，則對診斷結(jié)果進行進一步處理。因為我們不得不考慮到免疫疫苗對于診斷結(jié)果的影響，否則診斷結(jié)果往往是沒有意義的。除此之外，免疫系統(tǒng)為動物提供免疫提醒，是系統(tǒng)設(shè)計人性化的又一體現(xiàn)。 創(chuàng)新互聯(lián)www.cdcxhl.cn，專業(yè)提供香港、美國云服務(wù)器，動態(tài)BGP最優(yōu)骨干路由自動選擇，持續(xù)穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)助力業(yè)務(wù)部署。公司持有工信部辦法的idc、isp許可證， 機房獨有T級流量清洗系統(tǒng)配攻擊溯源，準確進行流量調(diào)度，確保服務(wù)器高可用性。佳節(jié)活動現(xiàn)已開啟，新人活動云服務(wù)器買多久送多久。
本文名稱：基于癥狀分析的動物輔助診療專家系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)-創(chuàng)新互聯(lián)
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