英语原文共 17 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
适用于可持续建筑施工环节基于认识论下的内容自适应语义模型
Lu Zhang1 and Nora M. El-Gohary, A.M.ASCE2
摘要：使得可持续建设能够进行的重要因素之一是提高到可持续建设施工(spcs)的知识的获取，信息检索是获取知识的核心。在正确的背景下检索到有关可持续施工实践行为的有效信息并不是一个简单的任务。有关可持续施工实践行为的信息是复杂背景下，跨学科，下上文自适应的多面信息。为了提高信息检索的效率，最近大家很推崇一种信息系统认识理论（一种了解知识的理论）去帮助更好的利用这种更庞大且具体的信息系统。为了满足这种需求，这篇论文提出了在已知背景下用e认识论语义模型去解释和说明可持续建设环节实践行为这种理论还有这种信息获取的过程。在多层次概念，内部概念和理论支持的背景支持下提出了这种可持续施工实践行为的模型，这种模型意在提高有关特定领域且背景明确的可持续建设施工实践行为的信息。这个模型通过反馈能力问题，同步自动化，多环节检查，专家讨论，面向应用的的评论进行评估。这个模型在信息系统的应用已经证实可以极大提高了检索结果。 这项研究有助于要点检索，提供了一种基于多维度，更相关和更具体的信息检索的基于认识论的语义模型。在信息检索系统中这个模型以及他的应用会使施工专家和利益相关者和信息用户检索更多的可持续建筑施工行为的相关信息，当然，这同时也将增强决策支持的依据。DOI: 10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0001055. copy; 2015美国土木工程协会
关键词：信息检索 上下文意识 可持续建设 认识论 信息技术
引言：在施工阶段的施工实践行为可能会很大程度上积极或消极地影响社会，经济和环境(Son et al. 2011).例如，建设做法可能会消耗大量的水，能源和自然资源，并可能导致显著的负面影响，例如废物的产生，空气和水的污染，噪声，健康和安全问题和社会破坏。为了减轻这种影响并鼓励积极影响，建设者在建设阶段被要求去实施一个可持续建设（cii2009）。如今，对于在建设阶段实施可持续建设施工实践行为的重要性的理解和意识已经越来越强(Son et al. 2011)。
同时在建设产业中，人们也越来越意识到在可持续许建设过程中非常需要一个完善的知识模型去促进它的成功实施(Khalfan et al. 2002);只有科学的管理建设施工信息，可持续的目标才能被达成（比如实施什么类型的可持续施工实践行为，什么时候实施和如何实施）。“检索是信息获取的核心(Shams and Elsayed 2008)。“息检索是信息管理系统的重要组成部分(KMSs)。” 因此需要让建设专家在合适的时间为正确的项目类型，项目大小，项目地点检索有关可持续建设施工行为的正确信息。同时在建设期间达到关于可持续建设施工更好的选择和实施。可持续建设施工的相关信息将提供指导并回答用哪个可持续建设施工时间行为实现等一系列问题，如何实现它们。
然而在一个项目中检索有关的合适信息并不是一个简单的任务，因为可持续建设施工行为高度敏感。同理，对于选择什么类型的可持续建设施工行为去实施和建设项目整体背景是非常相关的。它是对可持续建设施工知识的背景（例如，项目类型、 项目规模、 项目的地理位置、 施工场地特点、 适用的法规要求），管理者 （例如，管理者角色，管理者的任务的背景，管理文件），了解背景的进程（例如了解位置，认知环境，了解设备）很敏感。此，上下文自适应检索通过采用不同的背景有助于获取相关性信息和适应各种信息。尽管这个研究主体的存在和软件发展应用对上下文自适应信息检索做出了巨大贡献，但是这个系统在提供合适的信息方面仍稍显不足。“像谷歌一样的主流搜索引擎不断的引入新的手段去提高用户体验，包括个人信息和背景信息，例如社交网和位置，通过用户的搜索历史使搜索结果特定化(Fernandaz et al. 2011)。然而问题描述和信息检索的问题处理技术仍更多的基于用关键词搜索而不是特定的模型。因此在在用户的描述和对内容的处理后系统只提供了有限资源供用户去满足需求和利用(Fernandaz et al. 2011)。”
为了优化信息检索，有提出用研究“信息典范转移主导信息系统”，即“信息系统认识论”（知识与认知理论）(Hirschheim 2014)。理论学家认为信息系统原本就是一个认识论因为信息系统影响着我们的认知(Braman 2014)。这个提高把语义模型-一种概念和理论的认识论的模型-为基础的认识论给表达成一种细节足够详细且电脑可以明白的格式的一种需求。如果没有足够详细的表达，我们就不能把这个理论应用于实践；没用足够电脑高度敏感性的格式，模型就不能支持这种想信息检索一样的计算模型。但是，没有任何一种语义模型可以应用到所有领域。认识论是由特定的自然域发展而成，因为他是通过处理来自不同领域语义模型的类型，类容和知识结构。因此我们需要一个基于特定领域的认识论语义模型来支持优化信息检索。为了满足这种需求，这篇论文提出了可持续建设实践行为这样一个理论认识模型。这个提出的模型是基于认识理论，他被拟定为一个正式的语义模型来表达和解释有关可持续建设施工的知识并处理内容相关的知识。他是由研究理论层次，理论内在联系和公理组成。论文的剩下的部分提供一个实践差别的理论分析，通过最先进的分析鉴别理论差别，强化模型方法和研究方法，找出提出的模型和在信息检索系统中的应用，通过验证效验模型总结特点。
背景
实践差距
人们需要大量的资源来制定有效的决策，然而，尽管可以获得的信息很丰富，但我们有效而又可靠地为一个项目在正确的时间找到合适的信息的能力却大不相同(NCHRP2009)。所以，建设领域专家不断的提出有效地找到相关信息的难处(NCHRP 2009, 2013)。例如，一下场景说明了这些难处，一个建设项目的工程师（项目角色）为加利福利亚（项目地点）为一个项目工作。他/她要做一个关于泥沙控制实践（领域知识）恰当决策在站点准备阶段（建设顺序）。因此，他/她要去获取泥沙控制实践的安装方法信息去获取泥沙（1）从一个斜坡（地形）滑下（2）在雨水（气候）天气下造成。尽管，工程师可以获取有关最好的泥沙控制实践大量信息，当工程师用一个像谷歌一样的常规搜索引擎，然而人们要话费更多的时间和精力去找到那些对他在特定背景下的决策（例如，项目角色，项目地点，地形，天气，施工顺序）有利的相关信息，缺少获得合适信息的途径更可能会导致无效决策，重复的尝试和更大的成本(Harder and Tucker 2003)。因此，专家需要相关可靠的信息去支持制定决策。
在最先进知识上的差距
上述提及的实践差距主要归咎于两方面的知识差距：
·缺少知识认识理论的信息检索方法：如谷歌这样的搜索引擎在提供合适信息的方面稍显不足，他们提供给用户有限的信息(Fernandaz et al. 2011)。为了加强这种搜索引擎的能力，需要一个搜索引擎的研究范式的转变-转变到基于认识论信息搜索和检索。专注于建设领域特定的信息研究成果。最近一部分研究成果如大量的能源建筑的法规和工程，建筑和施工成果信息已经被应用到检索技术中去检索来自互联网的相关文件。这些成果提供的重要信息有利建设信息的有效管理。然而，和其他领域的搜索引擎相似，在建设领域，同样存在缺少基于认识理论的信息检索去更好的达成契合度高的有效检索
·由于缺少特定领域的语义模型在建设领域提供信息检索，在存在的信息资源中获取特定信息，语义信息内容依旧十分有限（比如在获取语义web内容的限制）。在应用异构源信息处理并且无法处理基于特定领域的信息，这会引起不完整的知识(Fernandez et al. 2011)。举一个更特定化的例子，在建设领域，由于缺少可持续建设施工的语义模型去支持信息检索。现存的建筑信息模型[比如工业基础类（IFC）一种着重于模拟建筑实体（比如墙，门，窗和他们其他的属性）]和建设本体[比如高速公路建设(El-Diraby and Kashif 2005)，建设安全管理(Wang and Boukamp 2011),成本评估(Niknam and Karshenas 2013)]基本没有提供或者报道相关的可持续建设施工的知识，因此需要有关在 可持续建设施工中更加细化的模型去在建设领域支持基于意义和语义适应的信息检索。
认识论
认识论是自然哲学的一个分支和小范围的知识(Muis 2004)。认识论这个词条是起源于希腊文字epistēmē意为“科技和科学”和logos意为“xx学科”(Honderich 1995).这被用来解释下列问题：这是什么类型的知识?这种知识的结构什么样的？这种知识如何获取？(Steup 2011)
认识论变成了一个热门的研究课题(Muiset al. 2006)。最近这些年，认识论已经被应用到各个知识领域，例如数学，社会科学，教育领域。“研究人员同时强调认识论理解和建模有效的信息管理的必要；了解可以有效地利用计算化知识管理系统的广泛认识论谱是必要的(Jayatilaka and Lee 2003)。”更加具体的例子，在信息系统和信息检索子网域的理论学家和研究人员强调了信息系统和信息系统检索过程的认识论本质。这个信息系统是认识论，不是延伸人类的能力而是提供一个获取知识的新方法(Braman 2014)。古典的搜索模型表明了信息检索过程包括了：鉴别需求，搜索有效需求，通过需求评估结果。这个过程和认识论理论模型很相似(Knight et al.2013)-有关需求，资源和有效知识的理论(Knight et al. 2013)。最近，对于认识论理解和在支持建设信息研究中建模的需求同样被强调(El-Diraby 2012)。尽管对于由认识论支持的信息检索和基于认识论的模型有明显需求，但是并没有基于认识论模型去支持信息检索。
认识论模型方法
为了满足上述提到的差距和需求，作者提出了一个上下文自适应，基于特定领域的信息检索的新方法去支持可持续建设施工的应用-一个基于方法的认识论。在所提出来的方法的基石是认识论的概念化及其语义建模（计算机理解）格式，以方便上下文自适应过程。这篇论文主要是讲解这个提出的对于可持续建设施工基于认识论的语义模型，对于对于这个模型提出的方法有下面三个方面：
- 利用认识论作为模型的理论基础（认识论方法）：这个提出的建模方法是建立在认识论上的（知识和获取知识的原理）。为了建立一个为支持相关信息检索的计算机化模型，理解能够展示有效领域知识和检索相关知识的过程去支持获得这些知识的过程的认识论是很重要的。因此，这种模型的发展应该被根植并由对自然知识的理解和获取知识的进程引导-对于这是什么类型的的知识，这种知识资源是什么，和如何获得这种资源的理解。正是通过这种认识论基础的技术化模型，信息检索的设计可以获得增强，以支持更多相关的信息检索同时获得更多的知识途径。
- 注重语境意识并且提出更广泛，多角度对语境的概念建模（上下文感应方法）;在建设领域，语境的概念通常被认为是一个相对限制的概念-主要考虑实际内容的方面（比如位置，计算配置）。而最近，在建设领域的研究学者更多的考虑在描述内容的宽度。比如，Aziz et al. (2009)提出对于内容更宽的定义，包括用户静态环境，动态环境，网络连接和环境语境。这篇论文主要讲认识论内容，比如因他涉及到知者，知识和认识知识的过程之间的相互作用的上下文。在建模概念的背景下，通过这三个旨在提供更宽更多面的建模维度去丰富内容建模，因此达到更高层次的适应性。
- 采用正式语义建模表示可持续建设施工的知识和获取知识的过程（语义方法）：在三种用途中，语义建模是提出建模方法的一个关键因素。首先，语义建模是一种形式化和语义丰富（计算机理解和意义丰富）的认识论方式，从而支持基于认识论的信息检索。其次，语义模型是通过提供一种正式模型的上下文概念的方式去促进上下文意识的关键，他的子概念与其他概念的相互关系（比如获取的过程），再者，语义模型可以提供一个领域特定，还不含糊，和可持续建设施工的形式化表示知识与其认识过程关联的语境
认识论模型的方法
作者检验了由El-Gohary and El-Diraby (2010)本质的发展方法论，因为所有提出来的认识论基础的语义模型和本质都是一些分享相似特征（概念，联系和公理）语义模型的的类型。可持续建设施工发展的方法论可以总结为以下的几个主要步骤：
- 领域，目的，预期用户和范围定义：领域，目的，潜在用户，可持续建设施工认识论范围被显性定义如表1
- 能力问题发展：一套能力问题是被发展和应用开发的（即主要概念的界定，属性，方法，关系和公理）和评价可持续建设施工认识论（见可持续建设施工评估部分）。能力问题有一系列的要求，尽管有表达的问题，语义模型应该具备回答的能力(Gruuml;ninger and Fox 1995)。
- 概念层次结构：两个用于构建层次结构的主要迭代步骤（1）提取领域中的主要概念和（2）将这些概念组成一个概念层次，提取该领域中的概念并定义一个综合的文献综述。
表1： 领域，目的，预期用户和可持续建设施工认识论的范围
|
基于可持续建设行为认识论的属性 |
描述 |
|
领域 |
在建设阶段执行的可持续建设行为 |
|
目的 |
展现一个领域特定，清晰且正式的可持续建设施工知识和和全过程敏感的相关信息<!-- 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料 资料编号：[147324]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word |
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
