建置汽車引擎故障診斷知識本體

Protege 3.4.4 (http://protege.stanford.edu/) :這是由美國史丹 福大學所開發出來的知識本體建構工具，是屬於免費下載使用的軟體程式，

綢站上目前提供最新版本為 4.1 beta 版。為了考量系統開發的穩定度與 使用便利性，本系統設計因此採用相對已穩定之 3.4.4 版，而本系統採用 此軟體程式開發知識本體，乃是基於其對於 Jena 的支援及視窗化的操作 介面。Joseki 它是一個 Jena 的 SPARQL 伺服器程式，擔任 RDF 查詢伺服器；

Visual Web Developer 2008 Express 是 Visual Studio 2008 的免費版本，

它提供了代碼格式化、及視覺化方式設計來開發 Web 應用系統，即使沒更 安裝 IIS（Internet Information Services）也能夠運行 ASP.NET 應用程 序，本系統以其來開發設計所需之網頁表單查詢介面。

要建構一個知識本體，包括四個重要的步驟

1.定義知識本體中的類別。

2.定義類別中的階層關係。

3. 定義類別中的屬性。

4.註解說明屬性的限制。

在開啟 Protege 3.4.4 時，我們先以開啟新專案（New Project）啟用，

如圖 3-3 所示；

圖 3-3 開啟 Protege 3.4.4 新專案

我們選擇使用 OWL/RDF 檔案後開始進入 Protege 3.4.4 的工作視窗，如圖 3-4 所示。

圖 3-4 選擇使用 OWL/RDF files

在 Protege 3.4.4 預設的工作視窗中，包括了 Metadata、OWL Classes、

Properties、Individuals 及 Forms 等五個工作區，整個視窗介面如圖 3-5 所示。

圖 3-5 Protege 3.4.4 預設工作視窗介面 一、建立類別（Owl Classes）

依照本章所述之知識本體概念，利用 Protege 3.4.4 開始建立汽車引 擎故障診斷知識本體，點選「Owl Classes」標籤進入類別工作視窗，在 其中先新增類別，建立「引擎故障」、「故障原因」、「相關說明」三個類別，

並在「引擎故障」下建立「故障現象」次類別，建置結果如圖 3-6 所示。

圖 3-6 使用 Protege 3.4.4 建立類別與次類別

二、建立屬性（Properties）

點選 Properties 標籤，進入屬性工作區，在左方屬性瀏覽器

（Properties Browser）內繼續選擇物件（Object）標籤，以建立兩個物 件的屬性（Object Properties）：items、references 如圖 3-7 所示。而 這兩項屬性的使用領域（Domain）及使用範圍（Range）、我們將依序列示 於表 3-6 來分別說明。

圖 3-7 使用 Protege 3.4.4 建立物件屬性 表 3-6 物件屬性的使用領域（Domain）及範圍（Range）

物件屬性（Properties） 領域（Domain） 範圍（Range）

items 引擎故障 故障原因

reference 故障原因 相關說明 三、建立實例（Individuals）

點選 Individuals 標籤進入工作區，在此工作區共分為三個區塊，從 右至左依序為類別瀏覽器（Class Browser）、例子瀏覽器（Instance Browser）及實例瀏覽器（Individual Browser）；操作方式依序為：在類 別瀏覽器中選取要加入實例的類別，之後在例子瀏覽器中（For Individual）

空白欄中建立例子（Create Instance），最後在實例編輯器中選擇例子的 屬性，整個操作介面如圖 3-8 所示。

圖 3-8

使 用

Protege 3.4.4 建立例子及屬性關係

我們分別為「故障現象」、「故障原因」、「相關說明」建立各項例子，

並且為「引擎故障」、「故障原因」下的各項例子加上 items 屬性，並為「相 關說明」下的例子加上 methods 屬性。

四、建置查詢服務

本研究將以 joseki 網站（http://www.joseki.org/）所提供的 joseki 套件來建置查詢服務，下載 joseki 3.30 版，其中已包含了 Jena 及 ARQ

兩個套件所需要的運作元件，將已下載的 joseki 3.30 解壓縮安裝至 C:\joseki，接下來使用命令提示字元視窗設定環境變數，進入 joseki 目 錄，定義 JOSEKIROOT: JOSEKIROOT＝c:\joseki 使其開機就可自動執行，

如圖 3-9、3-10 所示。

圖 3-9 設定環境變數

圖 3-10 設置電腦系統中的 joseki 環境變數

執行環境設定，運行 server:bin\rdfserver，如圖 3-11 所示；運形成功 後可以看到如圖 3-12 所示之畫面。

圖 3-11 使用命令提示字元視窗進行 joseki 設定

圖 3-12 joseki 設定完成 server 運行成功畫面

我們實際由瀏覽器確認查詢伺服器是否運作無誤，輸入網址 http://127.0.0.0.2020/可看查詢畫面如圖 3-13 所示。

圖 3-13 以瀏覽器檢視伺服器運行成功畫面

將建置完成之知識本體輸出，以供系統查詢服務使用，為配合 joseki 設 定檔，我們將知識本體以 N3 格式匯出，如圖 3-14 所示。並將檔案輸出為 joseki 預設值之 book.n3，存放至 c:joseki\data 中如圖 3-15 所示，執 行運行伺服器的動作：bin\rdfserver，讓系統載入知識本體 book.n3。

圖 3-14 使用 Protege 3.4.4 匯出 N3 檔案

圖 3-15 將匯出之 N3 檔案儲存至 Data 目錄

以 SPARQL 的 QUERY 介面進行簡單的查詢運行，確認是否系統可行，在查 詢介面輸入查詢指令，如圖 3-16 所示，經由查詢所得到的結果，顯示於

圖 3-17 所示。

圖 3-16 以 SPARQL 進行指令查詢

圖 3-17 以 SPARQL QUERY 查詢之結果 五、網頁表單查詢介面建置

使用 Visual Web Developer 2008 Express 來進行網頁表單查詢介面 之建置與開發作業，圖 3-18、3-19 顯示使用 VWD 建置網頁表單介面時的 操作畫面及建置完成的網頁查詢表單介面。

圖 3-18 以 VWD 建置網頁查詢表單之畫面

圖 3-19 建置完成之網頁查詢表單介面