安全本体论文范文

安全本体论文范文（精选8篇）

安全本体论文 第1篇

输电线路是关系国计民生的“生命线”。全球气候变化引起的极端自然灾害, 经济社会高速发展带来的人为外力破坏等非传统因素更是进一步加剧了输电线路安全运行所面临的挑战与风险[1]。长期运行资料表明, 输电线路本体安全事故大多由其结构受力破坏造成[2]。线路规划设计中, 虽已基于部件理论强度值, 按特定工况条件计算允许应力并设置安全系数, 在一定程度上保证了线路的安全运行, 但实际运行工况复杂且时变, 无法完全由设计规程所预计, 部件实际运行应力可能超出设计安全阈值, 同时, 线路本体长期受自然及外力侵袭发生老化劣化, 部件实际强度相对理论值亦会发生下降。因此, 输电线路虽已严格按规程设计、施工和运行, 但断线、倒塔等安全事故仍时有发生[1,2,3]。

针对2008年特大冰雪灾害等重大安全事故, 业界和学术界专家普遍认为:电网缺少科学有效的防灾减灾事故预警预控综合体系是大停电事故发生的重要原因。而输电线路本体结构安全评价正是建立该体系的关键基础之一[1,2]。当前这方面研究主要集中在通过在线或准在线状态监测装置, 给出运行安全状态评价[4,5]。然而, 基于监测的安全评价系统, 也存在以下问题, 制约了其进一步推广应

用: (1) 力学测量无法预测未来应力值, 难以实现预警预控; (2) 因无法给出部件实际强度, 评价结果的准确性值得商榷; (3) 硬件成本高, 不可复用, 且自身在极端自然灾害、人为外力破坏环境下亦很脆弱。

为科学有效地解决输电线路本体结构安全评价这一困扰电网安全生产的实际紧迫问题, 本文提出通过研究复杂运行工况下的输电线路部件运行应力与部件长期运行条件下的实际强度, 进行线路安全评价, 并将理论方法由软件实现, 开发零附加硬件成本、无环境制约、可同时应用于所有运行线路的结构安全评价系统。

1 研究思路与技术路线

线路本体结构安全是典型的串联系统问题, 本体安全问题等价于导地线、杆塔、绝缘子金具等部件安全。部件安全可由运行应力与实际强度2个特征量表征, 通过特征量的校核, 即可准确分析评价输电线路本体结构安全。

这一研究受限于两大关键问题:复杂运行工况条件下的输电线路部件运行应力无法完全由已知力学模型求解;输电线路长期野外运行, 部件实际强度求解是典型不确定性问题。本文研究集中解决这两大问题。

1) 复杂工况条件下的部件应力计算。诸多公开报道的本体结构计算的技术路线均从单制约因素 (单工况) 求解应力, 以最大值为控制条件, 通过设置较大安全系数来规避组合制约因素影响, 且较少考虑附加荷载及缺陷故障工况[6]。本文应用还原论和反演论思想, 将多种工况进行组合以拟合实际运行条件下的复杂运行工况, 以此为计算起点, 并构建多模态线路本体结构力学模型 (包括断线断串等主体结构变化) , 推导相应代数方程和求解公式, 计算结果可准确反映输电线路部件受力 (实时运行数据、事故反演数据以及预报预测数据均可作为系统输入的评估工况) 。

2) 长期运行部件实际强度计算。输电线路运行究其本质是不确定性系统的状态演化过程。区别于其他以理想强度值为判据[5,7]的研究, 本文首次提出线路结构安全评价的关键是求解部件的实际强度, 演化过程中影响部件强度因素的效度不清晰, 评判的专家知识又具有不完备性, 这是一典型不确定性问题, 应用模糊综合评价法对部件实际强度状态进行评价, 并根据建立的评价等级集及理论强度值, 将状态值转化为实际强度值。

由此得到本文研究技术路线架构如图1所示。

2 关键研究问题

2.1 复杂工况条件下的部件应力计算

输电线路暴露在自然界中运行, 除承受自身荷载外, 还承受气温、风、冰等气象变化的影响, 主要引起架空线荷载和悬挂曲线长度变化, 使架空线的应力随之改变, 进而影响到杆塔所受荷载大小变化。此类统称气象工况。

线路运行期间, 经常定期或不定期地进行检修 (抢修) 作业, 检修人员携器械常需登塔 (线) , 增加塔、线荷载, 尤其是检修作业时常使线路本体发生故障或严重缺陷, 这就进一步加剧了线路运行安全危害。此外, 线路发生严重故障时, 例如发生绝缘子串或线夹断裂、导线断线等情况时, 线路本体结构发生变化, 产生严重的不平衡张力, 进而可能引起其他部件的安全状态进一步恶化, 进一步扩大事故范围, 增加了抢修难度。

因此, 检修工况、故障工况也是影响线路运行安全的重要工况条件, 然而多种工况组合条件下并无通用计算方法, 需要建立相应力学模型, 并推导计算公式。

本文以“覆冰检修”和“两档变一档”两类特殊复杂工况为例, 介绍系统部件应力计算方法。

2.1.1 覆冰检修 (有附加点荷载) 导线悬挂点应力

在导地线覆冰达到一定程度后, 必须对覆冰进行清除。虽然近年来已开发了一些先进的自动融冰装置, 但对于绝大多数地区的输电线路, 仍需要检修人员登塔 (线) 进行人工清理。此时除自重及冰荷载外, 导线上会出现附加荷载。

将架空导线近似为柔软悬索, 建立斜抛物线方程, 并对其求导, 求得悬挂点A和B的斜率, 根据柔软悬索性质, 其抗弯刚度可以忽略, 索内不受弯矩和剪力, 只受轴向拉力作用, A和B两点弯矩为0。由此建立方程, 可求出在有附加点荷载情况下悬挂点应力 (悬挂点处为该跨导线应力最大点) 。

附加荷载下导线受力情况如图2所示, 覆冰检修工况包含导线自重均布荷载q、覆冰均布荷载q′和外力荷载p, l为该档档距。图中:h为悬挂点A和B之间的高差;x为附加荷载距A点距离;α和β为悬挂点处导线切线角;NA和NB为A和B点应力。

由悬挂点A和B处弯矩为0, 即∑MB=0, ∑MA=0可推得两点处应力计算表达式, 应用悬挂曲线方程[8,9]建立曲线斜率关系式, 公式联立可推导出A和B点应力方程为:

式中:σ0为导线最低点处应力 (线路运行的已知参数) ;δ=arctan (h/l) 为高差角;γ为导线综合比载;公式详细推导过程见附录A。

式 (1) 和式 (2) 即为覆冰检修时, 有附加荷载时悬挂点A和B处的应力计算公式。

2.1.2 两档变为一档情况下导线悬挂点应力

导线两档变一档示意图如图3所示。杆塔连续分布, AB段档距为l1, 线长为L1;BC段档距为l2, 线长为L2。当B点出现线夹或绝缘子断裂时, 则出现两档变为一档的情况, 由自身弹性伸长导致的导线伸长量相比于总线长小很多, 故忽略不计, 则近似认为两档变为一档后总档距l变为 (l1+l2) , 总线长变为 (L1+L2) 。

由线长公式[8,9]可推得原两档线长计算公式, 当x=l/2时, 可求出档距中央最大弧垂fm。

由于弹性伸长量相对于总线长小很多, 故忽略不计, 则L≈L1+L2。可得新的高差角δ表达式。

综上整理可得悬挂点的应力计算公式为:

式中:h=h1+h2;N为公式简洁表述的中间变量, 表达形式见附录A。

本节详细推导过程见附录A。

2.2 长期运行线路部件实际强度计算

输电线路长期野外运行, 承受自然侵袭、放电及人为外力破坏, 部件实际机械强度相对理论值会下降。考虑强度影响因素及评判知识的模糊性, 基于模糊集数学方法对线路部件实际强度进行评价和计算。

模糊综合评价利用模糊转换原理, 通过隶属度理论把定性评价转化为定量评价, 依据不同权重分层次对各因素进行综合评价, 从而对受到多种因素制约的事物或对象做出一个相对客观符合实际的评价。它具有结果清晰、系统性强的特点, 能较好地解决模糊、难以量化的问题, 适合解决多种非确定性问题[10,11], 模糊综合评价的基本过程如图4所示。

本文建立了强度模糊综合评价模型, 包括因素集、权重、评价集和隶属度函数的建立。模型求解方法与其他领域研究相似[10,11], 不再赘述。下文以导地线为例, 给出其实际强度计算方法。

2.2.1 因素集指标体系建立

基于输电线路长期运行的数据资料, 通过与合作研发的供电企业专家的共同研究分析, 给出了影响线路部件强度的各种因素及其评价指标, 建立了线路评价基本指标体系。基本指标体系主要由气象区条件、亚强度损伤、导线舞动及微风振动三大类因素构成。

影响因素集为U={U1, U2, U3}, 其中:U1={u11, u12, u13}, U2={u21, u22, u23, u24, u25}, U3={u31, u32, u33, u34}。

由于各因素的取值不同且较为复杂, 为便于后续评估计算, 在此对基本指标进行数据标准化。根据评价因素对导线强度的影响程度不同分为5个等级, 分别为Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ。等级Ⅰ表示对导线实际强度影响很小, 等级Ⅱ表示对导线实际强度影响较小, 等级Ⅲ表示对导线实际强度影响中等, 等级Ⅳ表示对导线实际强度影响较大, 等级Ⅴ表示对导线实际强度影响很大。表1列出了影响导地线强度的因素集及其相应的分级标准。

注:A, B, C表示粗糙等级, A>B>C。

2.2.2 权重确定

在模糊综合评价中, 因素集 (分级指标) 权重的合理与否对评价结果有着至关重要的作用。层次分析法 (analytic hierarchy process, AHP) 是重要性无法直接定量情况下权重确定的经典方法。其关键是建立判断矩阵。构造判断矩阵是将专家知识的比较判断量化的过程, 因此也受到一定的主观因素影响。经典层次分析法采用1-9整数标度[10], 由于其标度值跨度较大, 不能准确反映强度影响因素间的重要性关系。本文提出了新的分数标度 (12/12-20/4) 方法, 对比验证表明, 该方法更适合本文研究对象, 精度更高, 可有效降低传统权值确定过程中的主观性。

判断矩阵P确定方法:pi, pj (i, j=1, 2, , n) 表示同一层次评价指标;对2个指标进行比较时, pij表示pi对pj的相对重要性数值, pij的取值规则如表2所示。

由此, 计算判断矩阵的最大特征值λmax及其对应的特征向量w, w归一化即为该层次因素的权重。最后进行一致性校验, 由于本文采用新的标度方法, 所以相较于经典的1-9标度方法, 随机一致性指标需要进行一定的调整, 即重新统计得出新的随机一致性指标。通过计算一致性指标, 判别判断矩阵的一致性是否可接受, 否则应对其修正。

2.2.3 隶属函数确定

在强度的评估计算中, 隶属度函数对评价结果至关重要。通过隶属度函数可以得到某种因素对导线强度的影响程度, 将不确定性的因素清晰化。通过对运行中导地线特点的分析研究, 尤其是考虑系统计算的速度, 隶属度函数采用经典的取线性函数方法, 抽象出在一般的导线强度评价中的隶属度函数模型, 隶属度函数如下:

式中:rij表示第i种因素对第j级评价等级的隶属度;si表示第i种因素实际发生值;dij表示第i种因素在第j级评价标准中的标准值;i=1, 2, , m;j=2, 3, , n-1。

2.2.4 确定评价等级集

评价等级集通常用Y={y1, y2, , yn}表示, 其中yi (i=1, 2, , n) 表示可能的n′种不同等级。对应因素集分级标准, 本文n′取5, 即将导地线实际强度状态分为很好、良好、中等、差、很差5级, 经系统反复试算历史数据, 确定取对应值为{95%, 85%, 75%, 65%, 55%}。以评价结果良好为例, 实际强度值为理想强度值的85%。

3 系统功能架构与实现

本文系统主要包含线路信息管理、基础参数数据管理、运行应力计算、实际强度计算、安全分析评价、支撑平台等六大功能模块。运行应力计算与实际强度计算这2个模块是系统的核心模块, 体现了上述研究思路与技术路线的关键内容。线路信息管理与基础参数数据管理这2个模块为核心模块提供了待评价线路基础数据。

基于上述功能要求, 考虑到系统数据量大, 对执行效率和精度要求较高, 且电力行业应用对知识产权保护的要求, 服务器端基于Linux, Mysql免费系统平台, 开发语言选择具备较好跨平台特性的Java, 保证系统的可重用性。系统采用三层客户机/服务器 (C/S) 架构 (程序稍加修改可转换为浏览器/服务器 (B/S) 架构) , 全部功能逻辑上分成表示层、业务逻辑层和数据访问层3个部分, 三层明确分割、相互独立, 接口简洁明确。

系统架构模型如图5所示。系统基于J2EE的SSH框架开发, 即Swing, Spring, Hibernate开源框架[12]。其中, 客户端基于Swing, 以抽象窗口工具包为基础使跨平台应用程序可以使用任何可插拔的外观风格。业务逻辑层采用Spring框架, 负责服务器端后台核心功能。数据访问层采用Hibernate完成数据库操作, 采用JDBC执行SQL语句, Hibernate实现了对象与关系间的平滑映射。

具体功能模块的原理与功能如下。

1) 线路信息管理, 即对运行线路信息进行项目化管理。包括项目的新建、打开、保存、导入等功能。线路项目信息包括:基本台账信息、历史运行信息、导 (地) 线信息、杆塔信息、绝缘子 (金具) 信息、设计 (施工) 气象条件信息等。信息组织可通过手工输入、也可批量导入并预留接口, 实现与其他软件系统的信息数据共享。考虑到安全性要求, 针对不同用户级别设置了查询、修改、添加等权限。

2) 基础参数数据管理。导 (地) 线、杆塔、绝缘子和金具等4类线路主要部件具有大量不同的型号规格, 需建立对应的数据库。出现新型号 (规格) 部件或者需要改变某型号基本参数, 通过客户端用户界面添加或编辑修改, 服务器端数据库对应条目即可自动调整。

3) 运行应力计算。输电线路运行工况条件包括气象工况、检修工况和缺陷 (故障) 工况等三类工况条件, 每类又细分若干条件, 通过细分条件的组合及条件设定, 系统前台接收组合工况条件的输入 (可以是实时运行数据、事故反演数据以及预报预测数据) , 系统后台利用前述方法计算各部件的运行应力, 保存并显示在客户端用户界面。

4) 实际强度计算。输电线路长期运行影响部件强度的因素信息已保存于线路信息管理模块中的历史运行信息库中, 模块基于前述算法, 计算部件实际机械强度, 保存并显示在前台用户界面。

5) 安全分析评价。基于应力计算模块和实际强度计算模块的结果, 安全分析模块通过对两者计算结果的校核, 给出安全评价正常、注意、紧急、危险4个等级。前台用户界面配有相应语音提示预警。评价具体信息保存于数据库, 并预留短信 (彩信) 接口, 可按系统设置, 将安全评价结果发送相关管理人员手机。

6) 支撑平台。包括数据接口、数据字典、系统设置、数据库访问、权限管理、日志服务和告警服务等系统公共服务支撑。

4 应用实例

本系统在多家电力公司进行了测试及试用, 以某地为例, 针对其装有在线应力监测系统的某220kV输电线路, 进行了一个月应力数据对比, 如图6所示。

该系统因蓄电池等原因, 其中3d没有采集数据, 另有少量应力数据明显偏高或偏低 (厂方怀疑是风雨雪造成传感器失敏) , 其他数据与本系统计算数据高度吻合, 误差均在5%以内, 证明了本系统应力计算模块的计算精确性。

针对同样线路, 调取了近3年发生故障时的详细气象数据, 及线路投运来的详细运行数据, 经本系统重新反演模拟, 系统安全评价均为故障危险状态。另外, 对于其他一些严重缺陷情况, 以实际发生断股为例, 系统部分 (<10%) 给出了断线的故障危险状态, 系统安全评价略显保守。本文系统运行界面截图见附录A图A1至图A4。

5 结论

1) 本文提出通过研究复杂运行工况条件下的输电线路部件应力与部件实际强度进行线路安全评价, 这是对输电线路本体结构安全研究与应用的全新尝试。相对在线监测系统, 本文系统可靠性高、评价准确、无硬件可零附加成本应用于所有在运线路。基于历史数据工况, 评价结果可为状态评价提供辅助决策;基于预测预报数据的工况, 评价结果可为电网安全措施及预控调度提供科学依据。

2) 本文核心算法经某地供电公司与在线监测系统对比测试, 测试结果表明计算结果准确, 能更真实地反映系统安全状态。测试中也反映出系统对缺陷状态的评价略偏保守。

3) 本文系统运行于免费环境, 3层C/S架构的可维护性和数据安全性强, 客户端界面具有良好的人机交互性。预留的数据共享接口和短信报警接口进一步拓展了系统功能。

4) 下一步研究将考虑在模糊综合评价法的基础上, 引入其他不确定性数学方法, 进一步提高部件实际强度评价与计算的准确性。在系统实现方面, 考虑电网运行维护人员工作的移动性, 拟在现有C/S架构基础上, 开发基于IOS, Android平台的原生APP客户端。

附录见本刊网络版 (http://aeps.sgepri.sgcc.com.cn/aeps/ch/index.aspx) 。

参考文献

[1]王昊昊, 罗建裕, 徐泰山, 等.中国电网自然灾害防御技术现状调查与分析[J].电力系统自动化, 2010, 34 (23) :5-10.WANG Haohao, LUO Jianyu, XU Taishan, et al.Questionnaire survey and analysis of natural disaster defensetechniques of power grids in China[J].Automation of ElectricPower Systems, 2010, 34 (23) :5-10.

[2]王梅义.大电网事故分析与技术应用[M].北京:中国电力出版社, 2008.

[3]李成榕, 吕玉珍, 崔翔, 等.冰雪灾害条件下我国电网安全运行面临的问题[J].电网技术, 2008, 32 (4) :14-22.LI Chengrong, LYuzhen, CUI Xiang, et al.Research issuesfor safe operation of power grid in China under ice-snowdisasters[J].Power System Technology, 2008, 32 (4) :14-22.

[4]邢毅, 曾奕, 盛戈皞, 等.基于力学测量的架空输电线路覆冰检测系统[J].电力系统自动化, 2008, 32 (23) :81-85.XING Yi, ZENG Yi, SHENG Gehao, et al.On-line monitoringsystem of overhead transmission line icing based on mechanicalmeasurement[J].Automation of Electric Power Systems, 2008, 32 (23) :81-85.

[5]阳林, 郝艳捧, 李立浧, 等.架空输电线路覆冰状态评估模糊专家系统[J].高电压技术, 2011, 37 (12) :3028-3035.YANG Lin, HAO Yanpeng, LI Licheng, et al.Fuzzy expertsystem for condition assessment of overhead transmission lineicing[J].High Voltage Engineering, 2011, 37 (12) :3028-3035.

[6]宋辉梅, 刘新创, 马银戊.基于VC++.net的高压架空输电线路的电线力学计算[J].电力科学与工程, 2006, 22 (3) :53-55.SONG Huimei, LIU Xinchuang, MA Yinxu.Mechanicscalculation of HV overhead transmission lines based onVC++.net[J].Electric Power Science and Engineering, 2006, 22 (3) :53-55.

[7]何炜斌, 郝艳捧.用于重冰区架空输电线路的钢芯铝合金绞线机械特性分析[J].高电压技术, 2012, 38 (5) :1253-1259.HE Weibin, HAO Yanpeng.Mechanical characteristic analysisof aluminium-alloy conductor steel-reinforced applying intransmission line in heavy icing area[J].High VoltageEngineering, 2012, 38 (5) :1253-1259.

[8]东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国水利水电出版社, 2008.

[9]邵天晓.架空送电线路的电线力学计算[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[10]杨卫红, 何永秀, 李德智, 等.模糊区间评价与层次分析相结合的电网改造项目综合后评估方法[J].电网技术, 2009, 33 (5) :33-37.YANG Weihong, HE Yongxiu, LI Dezhi, et al.Comprehensive post-evaluation method of power networkrenovation project based on fuzzy interval evaluation andanalytic hierarchy process[J].Power System Technology, 2009, 33 (5) :33-37.

[11]张镱议, 廖瑞金, 杨丽君.基于云理论的电力变压器绝缘状态评估方法[J].电工技术学报, 2012, 27 (5) :13-20.ZHANG Yiyi, LIAO Ruijin, YANG Lijun.An assessmentmethod for insulation condition of power transformer basedupon cloud model[J].Transactions of China ElectrotechnicalSociety, 2012, 27 (5) :13-20.

安全本体论文 第2篇

观念错了,方向错了,南辕北辙,是不能达到目的的。上海师范大学吴忠豪教授明确指出:转变语文教学观念,需要从三个方面同时着力,一是从“教课文”到“教语文”;二是从“非本体”到“本体”;三是从“教过”到“学会”。

1)“怎么教”“怎么教好”没有解决。教与学的因果关联不需要赘述,但大量的事实显示人们并没有处理好教与学的辩证关系。要么“教什么”出现问题,要么“怎么教”“怎么教好”出现问题。

平时在教学中,很多地方都没有做到位。我们都是围绕课文设计教学过程,在制定教学目标时,主要放在理解课文内容,体会作者情感上;而课堂教学时间也主要用在理解课文内容,突破文章重难点上,大家都只是在教课文,不是在用课文教语文。在教学中,一篇课文只是一个例子,我们要能抓住课文的知识点和切入点,把文本作为载体,来教学生学语文,在课堂中注重引导学生多读书、多积累,使学生初步学会运用祖国语言文字进行交流沟通。比如,如何指导学生写批注。要先指导学生如何做批注,怎样将自己在静心阅读中体会最深的道理写出来,老师可以用展台展示自己做的批注,使学生在老师的示范中去学习领悟的方法、做批注的方法,在认知中运用,在运用中得到迁移。

语文教学的关键,在于能让学生学好。哪怕教得再好,学生没有学好,这样的课依旧是低效的课。从“教课文”到“教语文”、从“教过”到“学会”等观念的转变,实质是解决“怎么教”“怎么教好”的问题,传统课堂无不朝向这两个方面在努力,新课程改革也是如此的做,只不过事倍功半罢了。回归教育原点的轴心时代,往往能矫枉过正。当“怎么教”“怎么教好”等策略性知识不能解决问题时,重新对“教什么”加以全面反思,无不是新的有价值的回归教育原点的正确取向。

2)“教什么”引发的偏差。语文教学从“非本体”到“本体”观念的转变,实质在于解决“教什么”的问题。近年,虽有人不时发现“教什么”出现偏差,知其然,但却不知其所以然。倡导从“非本体”到“本体”观念的转变,提及“非本体”教学内容引发的偏差,实属吴忠豪教授针对语文教育教学弊端的重大突破与超越。他为此给予“非本体”和“本体”教学内容内涵和外延的界定,指出“本体”教学内容,主要是语文课程独有的,反映课程本质特征的教学内容,包括语文知识、语文方法和语文技能;“非本体”教学内容,主要是非语文课程本质特征的各科共同承担的教学内容,包括情感态度价值观、审美教育、多元文化。看得出,从“非本体”到“本体”不只是观念的转变,更是一个实践性的方向的抉择,观观之变会同时带动一系列的实践之变。

2 给予专业素养提升的建议

一是加强语文教学操作层面的更改。纵观无数的语文课堂,在操作层面上并非缺乏教育技术、信息技术和教学技艺,更多的是缺乏科学的预设。在教学内容设置上,建议课前预设时,适量增强“本体”内容学习的系统性,能对照传统的教学设计,在“本体”内容设计增设上有突破,在学生习得新知、能力与方法上有所增强;在时间的安排上,能适量的增加“本体”学习内容的时间,适量压缩“非本体”内容教学时间。在课堂生成中,正如崔峦教师所说的“语文课要与内容分析说再见”,能重点围绕学生的学习,不再是碎片化的呈现教学目标,而是有序的逐级引领学生积累、迁移与应用,把课堂变成教师引领学生参与实践的舞台,由“教课文”变成用课文学语言,以提升阅读理解能力、运用语言能力以及学习能力,能让学生在一课一得,一个单元有一突破,一个学期有一超越,真正实现语文教学的“华丽转身”。

二是加强语文课程理论层面的更新。涉及课程理论层面的更新主要体现在两个方面:首先是课程价值观的转变。传统课程设置中,虽然重知识、方法和技能习得,但中心却是思想情感和非本体教学内容。当前,实现“非本体”到“本体”观念的转变,关键在于能将语言文字运用和“本体教学内容”纳入教学中心“第一岛链”位置,将情感、态度和价值观等“非本体”内容纳入“第二岛链”位置,在语文课程内容处理时,能让学生真正投入语文实践中。其次是加强语文课型重构。正如吴教授所指,当前的“教课文”变成“教语文”,重构的课型至少需要在三个点上有改进或演化:读书课(指导),每周能安排1~2课时;阅读表达课,每周能安排3课时;写话习作课(方法指导课),每周能安排1~2课时。

三是进行语文教育哲学层面的研习。语文教学出现高耗低效多年,一个主要的原因在于语文教师缺乏对语文教育系统性的思考,整体批判与创新精神缺乏,大量的教师并不缺少对教育新技术、新理念掌握,缺乏的是对教育教学的基本思考,以至于出现方向性的迷茫。任何一种基于某一时段的变革,就只能是在原有问题上的推陈出新,如果不能与时俱进,其新知、理念、方法和策略都会过时,当解决不了新问题时甚至会成为绊脚石。其实,语文教育也是如此。“非本体”与“本体”观念之间存在着辩证关系,两种观念都会在今后一个时期内长期存在,甚至在一个相对较长的时间里难以相互的转化。古代几千年的语文教育主要凸显的是“本体”观念,而近代、现代近百年的语文教育便朝向“非本体”观念转化。当下的语文教育已经是“非本体”观念呈泛滥趋势,如若缺乏语文教育哲学层面的思考,忽略对课程方法论的研习,是很难真正认识到当前语文教育弊端的。若对语文教育哲学层面加以研习,定能找到“非本体”与“本体”观念之见的支点,从而真正的让语文教育处于健康的平衡状态。

参考文献

[1]吴忠豪.从教课文到教语文[M].高等教育出版社,2012.

本体性知识 第3篇

首先，必须要成系统。比如，1、在小学阶段哪种图形的认识是最完备的？（三角形）完备的知识体系有哪些元素？（内涵、外延、要素、要素与要素之间的关系）什么图形是最基本的图形？（三角形）为什么？（因为任何图形都可以分割成三角形）

2、数学概念有几种不同的学习形式？（描述性定义；发生式定义；属差式定义）

3、什么是连方？三连方有几个？四连方有几个？五连方有几个？六连方呢？（2、5、12、35）

其次，必须敢于质疑。比如，1、对教材中平行线的质疑：方向完全相同的两条线就是平行线。

2、对教材中四边形分类的质疑：四边形——梯形（有一组对边平行的四边形）——平行四边形（有两组对边平行的四边形）——长方形（有直角的平行四边形）——正方形（四边相等的长方形）。

二、条件性知识：教师所具的教育学与心理学知识，在课堂教学中如何传递出教育学和心理学方面的知识？

要有意识地运用协同理论。比如，1、为什么多媒体课件要设计成每动一下就变化一下？（考虑学生的学习心理）

2、语文中的作文教学：现在的孩子写作文基本是视觉作文。要打开学生的听觉、嗅觉、味觉、触觉，写出这五种感觉，再加上想象。

经验只能成就偶然，意识才能成就必然。理论能让我们的教学有意识。我为什么要这样设计？我这样设计的依据是什么？

三、实践性知识：教师在面临实现有目的教学行为中所具有的课堂情境知识，也就是教学实践经验、实践智慧。

1、教学目标的设定。我们要花80%的时间去琢磨与界定。对目标的解读要成为我们的重要环节。目标要在课堂中进行内化，我们的课堂教学要围绕目标的达成而展开。

2、我们要研究学生学习的起点、难点和差异点。起点让我们明白教学从什么地方切入。难点能让我们的教学更有针对性和有效性。差异点可用于制造课堂的气氛，也就是生成课堂的高潮。

了解学生的学习起点。学生在哪里？能让学生动手的，尽量让学生动手全部参与。数学老师上课要带着统计的观念上数学课。公开课上可以以一大组为样本，学生会呈现哪些信息？数学老师应经常思考：真正的教学是什么？除了教给孩子什么是对的？还要教给孩子什么是不对的？为什么是错的？

3、材料的选择。一方面是尊重教材，但更要做到科学合理。（1）难度要符合儿童的认知水平；（2）最好是儿童所喜闻乐见的；（3）要符合自己的教学风格；（4）一定要有这堂课的数学结构。（5）例题：非本质属性越少越好，要求

是一般的、普遍的、经典的；习题：多变式，非本质属性的。（6）好的数学材

料：从含蓄到直白，可多次进行创造。

4、课前谈话。尤其是公开课借班情况的课前谈话，能缓解课堂气氛、接近

师生关系，也是给听课老师的第一印象。

比如说，（1）想办法让学生了解你：解读你的名字，了解你的家乡；（2）

了解学生：让学生介绍自己的名字，介绍自己的爱好。也可以学孩子的家乡话；

（3）课前展示一下自己的的才华，适时训练一下思维力。

优秀数学教师应具备的专业素养

作者： 李继军日期：2008-02-27 10:44:33 在新课程下优秀数学教师应具备什么样的专业素养？结合我的教学实践谈一下：

一、应具有过硬的政治思想素质和职业道德素质

数学教师肩负着教书育人的重任，既要教书，更要育人，教师的师德言行、敬业精神，必将潜移默化地影响到学生。教师人格的感召力在教学中体现得更为明显，无论从知识的掌握和能力的培养上来说，还是态度的形成和兴趣的培养上来说，都起着极为重要的作用。具体而言，数学教师要有过硬的政治思想素质和高尚的职业道德。

二、需要具备精湛的专业素养

数学是一门逻辑性很强、专业性突出的学科，数学教师需要具有深厚的专业知识和广博的知识背景。只有具有深厚的专业知识，数学教师才能在特殊的数学领域带领学生进行深入浅出、触类旁通的学习；只有具有深厚的专业知识，才能缜密地运用数字、符号、图形等解决数学问题；只有具有深厚的专业知识，才能带领学生创造性地开展探究性学习，才能培养出具有创新精神和实践能力的合格人才。同时，在新课程改革中，由于课堂教学变得更加开放、自由，教学过程充满了变数或不确定性，为此教师必须具有驾驭动态的课堂教学的能力和智慧，从而使课堂真正成为“适合学生学”而不是“适合教师教”的场所。因此，教师在教学实践中形成新的教育观念，建立起专业自信，坚定适应新课改的教育信念无疑是十分重要的。

三、数学教师应成为学习者、研究者和反思实践者

在“知识爆炸”的背景里，知识随时间呈“几何级数”增长的现象，已经使得“百科全书”式的教师成为历史；而信息时代的到来，则摧毁了“教师是知识垄断者”的基石。这样，教师作为一种职业得以维持的基础，就从“已有的知识经验”转化为“持续的学习”，新课程的改革内容促使数学教师必须是一个学习者。数学教师首先是研究者，这是因为在新课程观下，数学教师要研究在实践中学生的学习特点，在沟通中研究学生的思考模式，同时，要研究当代数学的潮流，研究新的数学课题，要研究如何使由执行课程计划和依据教学大纲(新课程改革中称课程标准)讲授教材的被动执行者转变为主动参与的课程研制者；说数学教师更是反思实践者是因为这里的反思不仅仅是一般地回想教学情况，而是深究处于课程设置、教学的决策和技术以及伦理等层面的教学主体、教学目的、教学工具等方面存在的问题。在新课程改革的实践中进行自我反思，从教学前、教学中、教学后等环节获得体验，为新课程改革提供有益的经验。

原）读书摘记 数学教师应具备的素养

推荐

摘自《中小学数学》2008.5作者：李文华

一、坚实的数学专业知识

义务教育的性质和认知水平决定了小学数学课程是学生今后生活学习所必须的基本知识，因此它不仅有知识的逻辑系统性，还有很强的概括性和巨大的包容性，小学数学其包含了代数、函数、集合、统计学、数据分析、数论等各方面的内容。教师自身一定要比较全面、系统的掌握这些知识，熟悉知识之间的内在联系。

仅仅拥有坚实的数学专业知识还不够，我们还要潜心研究小学数学在整个数学体系中的地位，探索如何有效的沟通小学数学与数学体系的关系，思考如何将数学思想方法在教学中充分体现。

二、良好的数学思维能力

数学教学不仅是让学生学习基础知识，更要在学习的过程中掌握思想方法、形成解决问题的能力。只有教师自身具备良好的数学思维能力，才能在教学中即重视引导学生探索知识，有不忘挖掘和提炼教学内容中的思想方法，并在教学中有意识的渗透。

三、先进的数学思想方法

数学思想是数学的灵魂，在小学数学教学内容中主要蕴含一下典型的数学思想方法：分类的思想、对应的思想、不完全归纳思想、极限思想、数形结合思想、模型思想、优化思想、函数思想、化归思想等等。只有在头脑中建立一定的数学思想才能把各种数学知识融汇贯通，在课堂教学中游刃有余，真正把学生教活。

四、深厚的文化底蕴

数学是一棵富有生命力的智慧树，它随着人类社会文明的兴衰而枯荣。数学教师要具备深厚的数学文化底蕴，要了解数学发展的历史、明晰数学对人类文明发展做出的贡献；要有一些理解与欣赏数学美的修养，能感受到数学的美妙和神奇，体验到数学的精神，从更高的层次上认识数学的价值，从而更深刻的地理解数学并从内心真正热爱数学。只有教师对数学形成正确的认识，树立科学的数学观，才能让学生更好的认识数学，体会人类对数学的不屑谈需哦和孜孜以求，受到数学发展史的熏陶。看来做一位数学教师不简单啊，我要努力再努力！

新课程像清新的春风吹遍了大江南北，那崭新的理念犹如春风化雨，滋润了教师的心田。那

么具备什么样素养的教师才是一名适应21世纪的合格数学教师呢？本文将主要从以下几个

方面加以探讨。

一、人格素养

做为一名数学教师，必须忠诚党的教育事业。教师的言传身教对学生世界观和道德品质的形成和发展，具有极其重要的影响，况且，数学课堂教学也要求渗透德育教育。因此，一位优秀的数学教师不仅自己应有良好的品德素质，而且更应该适应当今学生思维灵活多变，接触新观念新思潮较多的实际，能在课堂教学中通过巧妙而及时地表达自己的价值观、人生观去影响学生的思想，帮助他们辨别各种思想和价值观的是非美丑，培养他们独立的思辨和审美能力，从而确立正确的世界观和价值观。这样，才能在课堂教学中真正地实施辨证唯物主义和爱国主义教育，达到德育教育的目的。

二、心理素养。

素质教育要求学生的个性得到完美的、独立的发展，首先要求教师要有自身的个性。教育实践向我们表明：爱好文体活动的教师所带的学生就比较活泼好动，富有朝气；教师板书规范，学生的笔记也就比较讲究，并能使班级中形成一批书法爱好者；教师具有治学严谨的个性，教出的学生也会一丝不苟。可见教师的个性对学生的影响之大之深。这就要求数学教师具有冷静的性格、宽广的胸怀、高尚的品行，饱满的情绪、昂扬的精神、生动而富有诱导性的语言，这样，在教师的影响下，学生才会表现出积极向上的心理情绪，达到师生间的心心相印、情感和谐，才能更好地提高教学效益。

三、知识素养

未来的数学教师不仅是知识的传递者，更是知识的构建者和创造者。新世纪的数学教师要努力构建一种新的知识结构，它主要由以下层面组成。

最基础的层面是掌握2-3门学科专业知识。首先，做为一名数学教师应该具备基本的数学专业知识，对本学科相当熟悉。其次，新世纪的数学教师还应掌握除数学之外的1-2门其它学科的知识。这些学科可以是与数学相近、相关的，也可以是与数学相去甚远的，主要由教师自己的特长与爱好而定。掌握这些学科知识，一方面可以作为数学教学有益的补充和拓展，另一方面也可以使数学教师自身的知识结构变得丰满有型。总之，新世纪的数学教师不再仅仅是数学方面的专家，更是一个具有广博学识和开阔眼界的学者。

第二个层面是“教育学科类”知识，它包括教育学、心理学、学习论、管理论等等。新世纪的数学教师既是一个教育者，又是一个研究者。掌握一定的教育学科类知识可以帮助数学教师展开科学的教学活动，来了解学生、研究学生，掌握学生在数学学习过程中的心理规律和特点，并按照这些规律和特点设计数学教学，选择教学方法，有效组织教学活动。

四、能力素养

未来社会对数学教师能力素养的要求变得更多、更高，它不仅仅包括一般能力，如敏锐的观察能力、熟练的语言表达能力、正确处理教材和组织教学活动的能力、合理的板书设计能力等，而且包括反映新世纪要求的特殊能力。

首先是对现代化教学手段的操作能力。各种现代化教育手段的广泛应用要求新世纪的数学教师应具备运用现代化教学手段（如多媒体、电脑操作等）的能力和正确选择、处理各种问题的能力，这是使数学教学走向现代化的必要条件。

其次，一名新世纪的数学教师还应具备开拓创造能力，这是整个能力素养的核心所在。创新教育是培养创新人才的根本保证，数学教学要走出目前的困境，非创新不可。“创新”就是解放思想，锐意改革。我们要不断创新，吸引学生，提高教学效率。只要我们开动脑筋，本着民主、平等、开放、创新的思想，我们的数学教学就会开拓出崭新的天地，就会结出丰硕的成果。

再次，新世纪的数学教师还应具有一定的教育科研能力和自我进修能力。其中包括运用教育科学理论发现和解决数学教学实践中具体问题的能力，搞调查研究，进行数学教学改革试验的能力，总结经验，撰写教育论文的能力等。为了不断提高自己的科研水平，数学教师还应该有相应的自我进修能力。自我进修能力是一种适应时代发展而不断认识自我、发展自我、完善自我和超越自我的本领，对其整体素养的提高具有巨大的推动作用。

此外，理解他人和与他人交往的能力、自我调控和应变能力、组织管理能力等，也是新世纪的数学教师应该具备的特殊能力。

本体框架的研究 第4篇

网络技术已深入人们的生活, 通过Web来获取和共享信息已经成为普通人可能天天干的事, 但是如果想在网络上实现服务发现、选择及组合, 却是只有编程人员才能胜任的工作, 如何提高Web服务的自动化, 并保证机器可读, 一个重要的手段就是在Web服务的描述中包含语义信息, 基于此, 研究人员提出了语义Web服务 (Semantic Web Services) 的概念[1], 要想实现一体环境下的应用, 语义互操作是目前应用的主要障碍, 采用本体[2]来实现服务自动化是解决Web服务语义互操作的有效手段, 但由于本体针对特定领域形成, 不同的用户从不同需求不同角度出发, 即使对相同领域也可能建立不同的本体, 这些本体之间往往存在语义层面上的异构。

在企业信息化过程中, 很多企业先后兴建了各种各样的应用系统, 但是各应用系统之间不能实现信息共享, 造成了彼此孤立的现象, 如果解决这种“信息孤岛”, 一个有效的手段就是采用企业应用集成 (Enterprise Application Integration, EAI) , 基于Web服务的企业应用集成是企业应用集成的一个主要发展方向, 随着企业的不断发展, 企业应用集成的范围正在跨越企业边界, 形成企业间的应用集成 (Inter-EAI) [3], 由于各企业所关注的领域并不完全一样, 因此其建立的本体也不完全一样, 如何跨领域实现不同本体的集成是新的课题。针对目前开放式计算机环境的多本体共存现象, 只有在多本体环境下实现本体之间的互操作, 才能开展后续其他服务。因此, 研究本体互操作是多本体环境下实现跨本体服务的基础。

1 本体概念

本体的定义首先来源于亚里士多德的哲学著作, 计算机领域的本体研究首先来源于人工智能研究和知识表示系统研究, 使用本体的知识表示方法具有较强的知识表示能力, 可以表达一些传统的XML等规范所不能表达的信息内容, 因此在基于Web的应用中可以用来表示一些更为复杂的、携带语义信息的知识和数据。

2 本体集成

本体能够为某一领域的用户提供一个共享的数据模型, 是解决领域内语义异构, 实现领域内系统之间语义互操作的有效手段[4], 也是提高服务发现的查准率查全率的高效工具。但是, 在开放的分布计算环境下, 应用已经不再仅仅局限于某个应用领域, 而是跨越多个不同、相交或者重叠的应用领域。在这种环境下, 多个异构本体的共存是一种必然, 在此环境下实现服务发现, 首先需要实现异构本体之间的互操作, 允许用户跨本体实施操作。本体集成利用系统集成的方法来解决本体之间的异构, 是解决多个本体之间语义异构的有效手段。

3 基于范畴论的本体集成框架

本体集成实现本体算法一般基于某一特定的语言, 基于特定的实体特征来表示, 这将使得本体集成难以统一描述, 并缺乏统一的数学和逻辑基础支持, 由于本体自身就是一个逻辑系统, 本体集成实际上就是逻辑系统的互操作。范畴论是一门通过结构来研究系统特征的学科。这一点对于本体的表示非常合适, 因此, 很多研究人员试图通过利用范畴论的思想来解决本体之间的集成问题。本文将借助范畴论中的概念和思想来为本体集成提供一个基本框架。

3.1 相关研究

基于范畴论研究本体集成是语义信息集成理论基础研究的一个重点。加州大学圣地亚哥分校的Goguen 等人提出了Institution理论来研究语义信息集成[5]。Institution是一个抽象的理论模型, 常用的一些逻辑系统都可以被看成是Institution, 如:一阶逻辑、框架逻辑、描述逻辑等等。因此, 基于Institution实现信息集成将屏蔽所有的逻辑语言、逻辑系统之间的差异。此外, IEEE SUO小组的Kent等人在提出SUMO的过程中, 给了IFF (Information-Flow Framework) 理论[6]。该框架将本体抽象为不同的层次, 包括上层本体、元本体以及领域本体等三个不同的层次, 并规范定义了本体之间实施扩展所需要满足的一定条件。这样使得基于该框架所获得本体可以构成一个本体格 (Lattice of Ontology) , 从而为本体之间的集成提供了一个更加明确的理论基础。然而, IFF并没有明确提出如何利用这个本体格来实现本体集成。南安普敦大学的Kalfoglou以及爱丁堡大学的Schorlemmer等人也基于信息流理论来实现本体系统之间的语义集成[7]。他们将本体看成是不同的分类系统这些系统是通过通道相连, 当要将这些系统进行集成时, 系统通过建立一个分布的通道系统来覆盖这个分布式的分类系统, 从而实现集成。该方法综合了信息流理论以及通道理论, 为分布式系统中的语义信息集成提供了良好的基础。

3.2 逻辑系统和逻辑态射

从形式化的角度来看, 本体是一个逻辑系统。逻辑系统一般包括:逻辑语言、模型以及理论等不同要素。这些要素之间的关系如图1所示。

逻辑系统包括理论和模型两个部分, 理论部分从语法的角度刻画这个系统而模型则从语义的角度来刻画系统。理论和模型都以一定的逻辑语言为基础的。因此研究不同逻辑系统的语义集成问题首先需要考虑的是这些系统之间的模型之间的相互转换。而模型之间的转换需要以逻辑语言之间的相互转换为基础。

为了屏蔽不同的逻辑语言和逻辑理论为信息集成所带来的不利影响, 本文将逻辑系统抽象为范畴的对象, 而系统之间的映射则可以转换成为范畴间的态射问题。这样可以通过构建逻辑系统范畴来为不同本体之间的互操作提供相应的理论支撑。在此, 逻辑系统可以定义,

Log:=<Sign, Model, Theory, Sat>

其中, Sing:为符号 (signature) 集, 是逻辑系统的语言基础;Model:为逻辑系统的模型集;Theory:为逻辑系统的理论集, 由逻辑系统的公理集、公理集上的推理规则以及由推理规则所得到的定理组成;Sat:为理论和模型集之间的满足关系, 该关系描述逻辑系统的某些性质, 如:完备性、可靠性等。

因此, 两个逻辑系统之间的映射关系f可以表示为逻辑语言之间的映射fs、模型集之间的映射fm以及理论集之间映射ft的组合, 即f:=<fs, fm, ft>, 其中, fs:表示逻辑系统语言之间的映射, 是一对映射 (f^sfˇs) ;fm:表示逻辑系统模型之间的映射, 为一对映射 (f^mfˇm) ;ft:表示逻辑系统理论之间的映射, 为一对映射 (f^tfˇt) 。逻辑系统之间的态射如图2所示。

为了保证逻辑系统本身的可靠性以及完备性, fm以及ft需要满足一定的约束条件。任意给定两个逻辑系统Γ, ∏, f∶Γ↔∏为语义等价态射当且仅当以下条件成立:

∀s, m, s∈Theory (Γ) , m∈Mode (Γ) , m|=Γs⇒f ^m (m) |=∏f${}_t^{^}$ (s)

∀s, m, s∈Theory (∏) , m∈Mode (∏) , m|=

∏s⇒f${}_m^{^}$ (m) |=Γf${}_t^{^}$ (s)

大多数情况下, 逻辑系统之间的等价态射很难找到, 或者根本就不存在。根据应用需求, 等价条件可以稍微放松。当第一个公式成立时, 称该态射使得∏兼容Γ;当第二个公式成立时, 称Γ兼容∏。本文主要针对某一特定领域, 研究本体之间具有单向兼容性的本体互操作问题。

理论上说, 本体实际上就是一个逻辑系统。因此, 本体集成包括本体表示语言, 本体的逻辑模型的集成。本文研究的本体集成中, 本体采用统一的描述语言OWL-DL, 并以描述逻辑作为本体描述的基础。因此本体集成实际上就是描述逻辑环境下, 不同的模型之间的映射。本体集成就归结为本体模型的集成。

4 结束语

Web服务以XML和Web协议标准为基础, 通过网络为用户提供了语法层面上的互操作, 但如何真正实现“网络就是计算机”的概念, 实现一体化环境下的语义互操作是目前应用集成的主要障碍, 而本体是实现Web服务自动化, 实现应用系统之间无缝集成的有效工具, 如何在多个本体之间建立一个与表示语言和逻辑基础无关的本体集成框架是本体集成研究的一个重要问题, 本文就这一核心问题展开了讨论, 后续利用该方法开展了服务发现的研究, 证明了该方法的实用性。

参考文献

[1]Burstein M, Bussler C, Zaremba M, et al.A Semantic Web ServicesArchitecture[J].IEEE Internet Computing, 2005 (9) :52-61.

[2]Gruber TR.A translation approach to portable ontologies Specifica-tion[J].Knowledge Acquisition, 1993 (5) :199-220.

[3]孙晋文, 肖建国.企业应用集成和基于Web Services的构架应用[J].计算机工程与应用, 2003 (21) :205-208.

[4]Crubezy M, Musen M A.Ontologies in support of problem solving[C]//S.S.a.R.Studer.Handbook on Ontologies, 2003 (9) :321-342.

[5]Goguen J, Rosu G.Institution morphisms[J].Formal aspects ofcomputing, 2002, 13 (3-5) :274-307.

[6]Kent, Robert.The IFF Foundation for Ontological Knowledge Or-ganization[J].Cataloging&Classification Quarterly, 2003 (33) :187-203.

地理本体的研究 第5篇

关键词：地理本体,OWL,空间特征

1 概述

地理本体研究是一个崭新的研究领域,是地球空间信息科学和数字地球的重要研究内容之一。通过基于本体的地理空间信息语义表达和语义共享,把.单个团体的概念推向更广的范围,将这些概念连到全球的Web上,利用本体对服务进行语义描述,使服务能够自动发现、组合、执行和监督,这样的构架将人类的知识和工作开放给软件智能体进行有意义的分析,使网络地理信息系统体现出了更大的力址。

目前,国内外已有许多学者就本体决策问题进行一系列探索性研究。武汉大学崔巍提出使用本体思想来描述构造空间信息语义网格的分析过程,较好地解决了不同领域的地理信息系统之间在语义层集成和互操作的问题[1]。武汉大学金均强设计了空间数据本体应用模型,探讨如何建立空间数据本体[2]。中国科学院研究生院景东升提出了地理本体语义场概念,建立了本体查询的六种查询模式[3]。论文通过对真实地理世界的抽象和地理认知过程的分析,以本体作为地理概念及其关系的形式化表达方法,分析了地理本体的定义和内涵,将地理概念关系分为空间关系、时间关系和语义关系三种类型,本文详细介绍地理实体的空间特征,并举例详细介绍了案例的OWL语言表示。最后以一实际项目为应用背景,介绍地理本体对决策系统的影响。

2 地理本体的定义

地理本体是对地理空间领域应用本体方法分析、建模的结果,即把现实世界中的地理空间领域抽象为一组概念及概念之间的关系[4]。地理本体的独特性体现在它是人类对地理现实世界的认知,涉及空间和时间和语义问题。因此本文将地理概念关系分为空间关系、时间关系和语义关系。本文详细介绍其中的空间关系。

3 地理本体的空间特征

空间特征是地理本体区别一般本体的最大不同,空间特征又可分为几何特征和空间关系。空间特征是指物体的位置、形状和大小等几何特征,以及与相邻物体的空间关系[5]。因此构建地理本体必须考虑空间特征和复杂的位置关系、拓扑关系、量度关系以及部分-整体关系,而不像一般本体主要考虑子类-父类这种继承关系。文献[5]将两区域的空间关系分为8种,如图1所示。

图1中的8种空间关系我们可以用公理的形式通过一阶谓词形式化的表示如下:

其中part-of(x,y)表示x是y的一部份,O(x,y)表示x和y有重叠,即:埚z(part-of(z,x)∧part-of(z,y)),B(x,y)表示x是y边界,IP(x,y表示x是y的内部部份,即:part-of(x,y)∧坌z(B(z,y)驡O(x,z))。通过对这8种关系的形式化定义,我们可以将地理本地的空间关系以公理的形式添加到了OWL建模原语中,使地理本地的OWL表示具有空间特征的支持。比如,城市小区中水管与污水管之间存在着地理位置上的重叠关系(Overlap),电线和水管之间存在相离关系(Disjoint),那么具有空间关系的本体表示如下:

4 地理本体构建步骤

地理信息领域的广泛性、多样性决定了地理本体的复杂性,构建地理本体必然是一个循序渐进和不断反复的过程。具体构建步骤如下:

首先确定领域范围,划定本体框架层次。这一步中回答本体的用途有哪些,使用者有谁,应用的层次如何等问题。在本研究中,领域范围自然是城市地理实体以及实体之间关系等,要求利用本体能够对城市地理信息进行描述,普通用户可以通过本体进行地理信息的浏览与查询。

接着建立概念和关系。借助专家对地理信息的分类等领域知识,建立地理信息概念树和关系网,可以参考各类标准、图式等。

再者形式化。利用本体构建工具,对发现的概念、关系以及已有的实例、规则等进行形式化编码,便于计算机理解和使用。

最后维护、进化本体。本体可以而且应该重用和不断扩展,应该不断细化领域知识,在实践中检验和维护本体。

5 地理本体的描述

OWL是表示本体的标准语言,对于一般领域来说,OWL提供了丰富的建模原语,因此为了支持地理案例的语义化和自动推理功能,选择OWL作为地理案例的本体描述语言。

图2描述的是一起发生在某小区管道破裂引起的油气泄露与物料损失案例的OWL表示例子。其中省略了天气、人员状况、维修人员、维修设备、指挥人员信息等描述。

上述表示的预案中,灾害地点加入了空间描述,将实例Place_1与实例Place_2的Touch关系加入到关系约束中。

6 评价

本节以该项目为实验平台来验证地理本体在决策支持系统中的应用效果,系统中以地理本体表示城市小区各相关知识;同时以公理的形式将地理本体的空间拓扑关系添加到了OWL建模原语中。系统在用户选择相应的应急预案、类型、起因、受损材料、危害级别后,能生成应急候选方案,给出要采取的合适措施。表1是系统运行后的统计信息。

表1的前5列是用户输入信息,后3列是系统给出的应急措施。由表1可知,对于消防和医疗应急,系统给出了一个应急范围的参考;因为油气火灾和油气泄漏具扩散性,将其灾害发生地一定范围内的事物列为应急对象也是合理的。事实上,市第四中学与包含坐标(2.0,2.5)的物理对象具有空间上的相邻关系、铁路小区与包含坐标(3.2,1.5)的物理对象具有空间上的包含关系,而系统在最开始构建小区地理本体时,就已将各物理对象的空间关系加入到了地理本体中,从而也使系统在生成应急决策时,能根据其空间描述,自动生成具有指导性的决策意见。实际决策中,决策者还会根据天气状况,比如风力的大小,风力的方向来确定应急的范围,而依据前面第3节给出的8种空间关系还不能达到这种目的,这就需要对空间关系进一步细分,比如将物理空间的相对方向也考虑进去,这也是作者下一步将要做的工作。

7 结束语

本文分析了地理本体的内涵、空间特征、建立步骤,将空间拓扑关系的定义以公理的形式添加到OWL建模原语中,并以某小区的一起油气泄露与物料损失案例为例,详细介绍了案例的OWL语言表示。最后以一实际项目为应用背景,对该方法进行效果分析,结果证明该方法能准确快速的提供应急方案,为小区工作人员提供了便捷的决策支持,有效避免了决策的盲目性。

参考文献

[1]崔巍.用本体实现地理信息系统语义集成和互操作[D].武汉:武汉大学测绘学院,2004.

[2]金均强.基于本体的空间数据建模[D].武汉:武汉大学测绘学院,2005.

[3]景东升.基于本体的地理空间信息语义表达和服务研究[D].北京:中国科学院遥感应用研究所,2005

[4]孙敏,陈秀.地理信息本体论[J].地理与地理信息科学,2004,20(3):6-11.

领域本体构建研究 第6篇

本体来源于希腊单词“to be”[1,2], 最初只是哲学的一个分支, 近十几年来随着本体研究的深入, 本体已经扩展到人工智能、计算机语言、数据库等领域并得到了广泛应用。在计算机范畴, 本体是一种共享知识库的方法, 通过框架系统的描述客观存在的概念以及概念间的相互关系, 定义了某个领域的公共词汇表, 供该领域的研究人员进行共享。到目前为止对于本体还没有统一的定义, 美国斯坦福大学的Gruber对本体的定义得到了广泛的认可[3]:“本体是用来帮助程序和人共享知识的相关概念的规范描述”。领域本体是用于描述特定领域知识的一种专用本体[4,5], 构建领域本体的目的是捕获该领域的相关知识, 确定领域中共同认可的词汇, 提供对领域知识的共同理解, 并以不同的形式化模式给出词汇之间相互关系的定义[6]。

在车间业务活动领域目前并没有形成行业认可的本体模型, 在进行车间业务活动建模时不同的建模人员之间由于表达习惯不同在对同一个概念进行定义与描述时存在语义上的差异, 导致知识很难进行共享并且不容易被计算机理解[7,8]。为了消除车间业务活动领域中的术语以及概念在语义上的歧义, 便于领域知识的获取、存储与共享, 本文建立了车间业务活动领域本体, 主要用于车间业务活动建模。

1 车间业务活动领域知识模型

车间在进行业务活动时涉及到一系列与业务活动相关的数据、状态、处理过程等信息, 这些信息是对业务活动客观事实的反映与描述, 对其进行分析与组织后可转换为业务活动领域知识。本文采用概念、特征和规则的三层结构对车间业务活动领域知识进行划分。概念层面的知识描述了车间业务活动领域中的术语、活动的属性、操作等;特征层面的知识描述了业务活动的状态、活动执行过程、活动的输入/输出等;规则层面的知识是对业务活动执行过程中的执行顺序、业务规则等的定义与描述。综上所述, 车间业务活动领域知识包括以下几个方面: (1) 车间业务活动领域的相关概念和术语。 (2) 业务活动的属性、操作、执行过程、输入/输出等特征。 (3) 业务活动执行顺序、业务规则等规则性知识。 (4) 业务活动的概念、术语、特征等之间的相互关系。

按照上面几个要素对车间业务活动领域知识进行分析得到图1中的元模型。

在图1元模型基础上对车间业务活动领域进行综合分析后可对其进行如图2中的划分:产品定义知识、计划管理知识、生产派工知识、动态调度知识、质量管理知识、现场管理知识、制造资源管理知识、生产监控知识与统计知识。

(1) 产品定义知识包括产品数据与技术要求等。产品定义是车间安排产品生产的基础和依据, 包括产品型号、名称、材料牌号、图号、尺寸要求、公差、表面粗糙度等。

(2) 计划管理知识包括任务接收、月计划管理、批次计划管理、详细作业计划管理等。计划管理是连接企业生产计划与车间计划的桥梁, 负责接收企业生产计划并进行分解, 生成可指导生产的车间月计划、批次计划与详细作业计划, 同时为绩效考核、节点控制等提供依据。

(3) 生产派工知识包括派工单生成与下发与派工修改。生产派工在车间计划生成后将计划下发到车间现场进行生产, 派工方式包括派工到设备、派工到人员等, 同时当计划发生变化后, 负责对派工结果进行修改。

(4) 动态调度知识包括外协管理、批次拆分与合并、任务挂起与终止等。动态调度对生产现场异常情况的处理, 保证生产顺利进行, 包括异常处理规则、任务临时更改规则、设备更换规则等。

(5) 质量管理知识包括检验信息管理、不合格品处理等。质量管理负责采集产品生产过程中的质量信息, 包括首检、三检、终检等, 还包括对不合格品判定标准与处理方式, 包括让步接收、返修、报废等。

(6) 现场管理知识包括现场数据采集、中转区管理。现场管理是对生产过程中的领活、完工等数据进行采集, 并对产品临时中转区进行管理, 是工时统计、绩效考核、生产监控等的重要数据来源。

(7) 制造资源管理知识包括工艺管理、图纸管理、设备管理、人员管理、工装管理等。制造资源管理对制造过程中需要用到的资源进行管理, 包括这些资源的数量、状态、位置等, 保证资源的可用性以确保生产过程顺利进行。

(8) 生产监控知识包括任务监控、设备监控、人员监控等。生产监控是车间管理层获得现场生产情况的重要手段, 在对现场管理中采集到的生产数据进行分析与汇总后以图表等形式展现给管理人员。

(9) 统计知识是对车间生产情况、成本、质量信息等的汇总, 包括年度、季度、月度生产统计、质量信息统计、成本统计、能耗统计等以及在统计过程中用到的规则与算法等。

2 车间业务活动领域本体元模型

车间业务活动领域本体是对车间业务活动领域知识的建模与描述, 可以作为业务领域知识的获取与存储工具。本文以活动为粒度对车间业务活动本体进行划分, 对车间生产及管理过程中涉及的活动以及活动进行的过程进行分析后从概念类、属性、关系、属性约束四个方面建立了图3中的本体元模型, 在元模型中:

(1) 概念类是对车间业务活动领域中类的定义, 定义了领域中的术语概念。概念类包括活动、事件、资源、规则。活动是领域本体的基本粒度, 是对车间为了完成某个特定目标而进行的业务活动的定义;在业务活动实现过程中需要进行一系列操作, 事件提供对这些操作的定义;资源是对活动与事件完成过程中涉及到的实体的定义, 例如零件、图纸、工艺等;在完成活动与事件的过程中需要遵守相应的业务规则与约束, 规则提供对这些业务规则与约束的定义。

(2) 属性表示车间业务活动领域中概念类的属性集合, 是对概念属性与特征的定义与描述。属性主要包括以下几个方面: (1) 概念的固有属性或内在属性; (2) 概念的外部属性如名称、描述等; (3) 概念的组成部分。

(3) 关系表示概念类之间、概念类与属性之间的关系, 包括part-of, instance-of, attribute-of, kindof四种基本关系, part-of表示概念类之间整体与部分的关系, 例如活动由事件组成, 两者间的关系即为part-of;instance-of表示概念实例与概念类之间的关系;attribute-of表示一个概念是另外一个概念的属性, 例如活动名称、活动描述与活动之间的关系就是attribute-of;kind-of表示概念间的继承关系。在实际本体建模中可不局限于这四种关系, 根据实际情况可以定义新的关系以满足实际情况需要。

(4) 属性约束表示在车间业务活动领域中属性的约束条件, 例如属性的取值范围、取值类型、个数等。

3 车间业务活动领域本体构建

根据车间业务活动知识的分析与建立的业务活动领域本体元模型, 本文在采集到的车间业务活动领域知识基础上建立了车间业务活动领域本体。车间业务活动领域本体的建立过程如图4所示。

本体建立过程分为以下五个步骤:

(1) 获取领域知识。基于已有领域本体与领域知识, 在领域专家的参与下获取车间业务活动领域的知识, 对已有领域本体与知识的重用能够提高知识获取的效率, 减少知识获取工作量。

(2) 确定术语。在收集得到的领域知识基础上, 对领域中的概念进行列举, 并将概念的性质和属性定义为术语。术语的获取是车间业务活动领域本体构建的关键环节之一。

(3) 确定本体中的类以及类之间的关系。确定本体中的类的过程即为领域中的术语给出明确的定义的过程, 本体中类与类之间的关系即术语间的相互关系, 关系可分为概念类之间的关系与概念类与属性间的关系两种。

(4) 确定类的特征或属性。对类的属性进行定义, 从各方面对类的组成结构进行描述, 并确定属性的取值范围、取值类型以及个数等。

(5) 建立本体。采用Protégé作为工具建立车间业务活动领域本体。在Protégé的图形用户界面中可以可视化地进行属性和实例的创建、修改和维护等操作;同时Protégé还提供了可扩展的API接口, 外部应用程序可以方便地与本体知识库相连;可以使用包括RDF、OIL、DAML、DAML+OIL和OWL等语言构建本体, 并支持数据库存储。OWL为定义概念、表达概念的属性及其相互关系提供了统一的语言基础, 因此采用OWL进行本体描述。

4 结束语

在车间业务活动领域目前并没有形成行业认可的本体模型, 导致车间业务活动领域中的术语以及概念在语义上存在歧义。为解决此问题, 本文构建了车间业务活动领域本体, 主要用于车间业务活动建模。首先采用概念、特征和规则的三层结构对车间业务活动领域知识进行划分, 通过对车间业务活动领域知识进行分析得到车间业务活动领域知识元模型;在元模型基础上对车间业务活动领域进行综合分析后, 对车间业务活动领域知识进行划分;从概念类、属性、关系、属性约束四个方面建立了车间业务活动领域本体元模型;最后根据车间业务活动知识的分析与建立的业务活动领域本体元模型, 构建了车间业务活动领域本体, 论述了本体建立过程。

参考文献

[1]George F.Luger, 著.郭茂祖, 等译.人工智能-复杂问题求解的结构和策略[M].北京:机械工业出版社, 2010:55-56.

[2]廖秋慧, 赵中华, 徐新成.虚拟制造技术在模具设计与制造中的应用[J].锻压装备与制造技术, 2004, 39 (6) :100-102.

[3]TGruber.A Translation APProaeh to Portable Ontology SPeeifications[J].Knowledge Aequisition.1993, 5 (2) :199-220.

[4]肖岚, 黄毅, 肖建.基于领域本体的业务组件描述与组合匹配[J].计算机集成制造系统, 2009, 15 (9) :1836-1843.

[5]王慧, 王卫卫, 宋艳君.液压机本体柔性化建模的研究[J].锻压装备与制造技术, 2003, 38 (5) :75-77.

[6]Florian And Van Der Gottschalk.Configurable Workflow Models[J].International Journal of Cooperative Information Systems (IJCIS) .2008, 17 (2) :177-221.

[7]王琦峰, 刘飞.基于语义服务的网络化协同制造执行平台[J].计算机集成制造系统, 2011, 17 (5) :961-969.

古代本体论研究 第7篇

一、本原本体论

“什么是本原”, 亚里士多德对此作了解释。他指出, 本原就是这样一种东西, “一切存在物都由它构成, 最初都从其中产生, 最后又都复归于它”, [1] (P4) 就是说本原是构成世界万物的根源、始基。“什么是本原”这一命题是由泰勒斯提出来的, 这一问题的提出, 表明人类的思维方式由朴素的原始思维方式转向哲学的思维方式, 是古希腊哲学产生的标志, 由此泰勒斯也被称为古希腊的第一位哲学家。

原始思维是原始社会的人们在自己的实际生活过程当中所自觉或不自觉加以运用并遵循的思维方式。这种思维方式当然是十分具体的、感性的, 没有抽象的东西。而神话思维却前进了一步, 指原始社会的人们以一种拟人化的方式创造并传播各种神话传说时所自觉或不自觉加以运用并遵循的思维方式, 它是原始思维发展比较高的阶段。

神话思维的产生和形成有其内在的历史必然性, 它是原始人在同自然界进行斗争时使自己的思维能力得以进一步发展的结果。神话思维当中已经蕴含着哲学思维方式的胚胎, 只要具备一定的条件, 哲学思维就会产生。在《形而上学》中亚里士多德对哲学思维产生必须具备的条件, 即“惊异、闲暇和自由”, 作了详细具体的阐述。这三个条件在古希腊历史中的贵族身上已经具备, 所以出身于“高贵的家族”的泰勒斯提出“水是万物的本原”这一命题也是符合逻辑发展进程的。从此人们开始摆脱神话思维的束缚, 用一种新的方式去探寻万物的本原。泰勒斯认为世界的“本原”是水, 阿那克西米尼认为是气。另外, 爱菲斯的赫拉克利特认为万物的本原是火, 西西里的恩培多克勒则认为是火、水、土、气“四根”, 等等。这种种“本原”, 就是形成世界万物的原始物质。

“本原本体论”是最早的寻找世界“本原”的本体论, 因此, 也可以认为本原本体论是一种典型的本体论。它表明人类企求超越事物的外部表面现象而穷根究底地探索世界的深层底蕴的理性努力。但是, 泰勒斯等米利都学派从“水”“气”等感性的物质世界当中寻求万物的本原毕竟是太感性、太直观了。本原本体论从一开始就存在致命的缺陷。那就是用某种实物作为万事万物的“本原”, 难以解决“一”与“多”的矛盾。世界万物是“多”, 而任何具体的实物都是“一”, “一”如何变成“多”, “多”又怎样归于“一”?本原本体论无论如何解释都是不能令人满意的。因此, 古罗马的怀疑派兴起以后, 本原本体论就处于逐渐消亡的状态。

二、本质本体论

由于本原本体论存在的缺陷, 许多哲学家开始尝试着跳出为万物寻找本原的思路, 转而寻找万事万物中某种共同的东西。米利都学派的阿那克西曼德即认为“无限者”是万物的共同属性, 万事万物都是有生有灭、有始有终、有边有际的, 而这个“无限者”本身是不生不灭、无穷无尽、无边无际的。毕达哥拉斯学派的创立者毕达哥拉斯认为万物共同的属性是“数”, 数是万物的范型和模本, 数的原则统治着宇宙中的一切现象。亚里士多德在谈到毕达哥拉斯派的这种理论时说:“由于他们在数目中间见到了各种各类和谐的特性与比例, 而一切其它事物就其整个本性来说都是以数目为范型的, 数目本身则先于自然中的一切其它事物, 所以他们从这一切进行推论, 认为数目的元素就是万物的元素, 认为整个的天是一个和谐, 一个数目。”[2] (P19) 恩格斯说:毕达哥拉斯学派“曾经把数, 即量的规定性, 理解为事物的本质”。[3] (P233) 爱利亚派的代表人物巴门尼德认为“存在”是世界万物的本质。巴门尼德的“存在”是永恒的、不生不灭的、无始无终的, 它“不是产生出来的”, “也不能消灭”, “它既非过去存在, 亦非将来存在, 因为它整个在现在”。这种“存在”是唯一无二、不可分割的。[4] (P32) 古希腊本质本体论的最高成就是“原子论”, 留基伯和德谟克利特认为构成世界的本质是“原子”, “原子”是一种最后的不可分的物质微粒, 其根本属性是绝对的“充实性”。伊壁鸠鲁继承和发展了留基伯和德谟克利特的原子论, 认为原子不但有大小, 而且其运动的轨迹有偏离。卢克莱修对伊壁鸠鲁的原子论又作了修正和补充, 使其更趋完善。

本质本体论不再局限于从某种具体的实物之中寻找万物的“本原”, 而是探究事物的共同的属性或本质, 为古代哲学的发展找到了一个新的思路, 这一方向为古代绝大多数哲学家所遵循, 并为近代哲学“物质”概念的产生准备了条件。从“本原”论到“本质”论, 标志着哲学思维抽象程度的不断提高。但是, 毕达哥拉斯学派的“数”还不是真正意义上的抽象概念, 因为他们还没有完全脱离开感性具体事物, 而且“如果毕达哥拉斯学派不是把数本身理解为有大小和有某些感性的质的东西, 那么, 用数来构造自然物和世界是没有任何意义的, 不可理解的, 不能成立的说法”。[5] (P147) 巴门尼德的“存在论”起了承上启下的作用。他的“存在”不是一般的具体的物质形态, 是固定的、永恒的, 是“一”、“全”, 这正是哲学研究的根本问题。但是, 巴门尼德的“存在”思想有一些自相矛盾的东西, 在他看来存在物是球形的、有界的, 似乎可以感觉, 但他又明确认为存在是无止境的, 只能为思想所把握。这说明人们对理性和感性、精神和物质的认识还很朴素、模糊。而且这时的原子论也只是一种直观的猜测, 并没有科学实证知识作基础, 因而也是原始的、朴素的。

三、概念本体论

概念本体论虽然是柏拉图首创, 但其源头要从苏格拉底算起。苏格拉底在探讨“人的知识是如何产生的”这一问题时, 高度重视“概念”的作用。苏格拉底“把知识建立在理性的基础上, 认为一切知识都是经由概念的。概念是撇开具体事物的特殊属性而形成的, 是普遍的, 不变的。所以知识也是普遍的、绝对的、永恒不变的”。[6] (P124) 苏格拉底的这一思想对柏拉图影响极大。柏拉图不但跟随苏格拉底学习8年之久, 而且在苏格拉底死后忠实地宣传其思想, 并在此基础上创立了庞大的概念本体论体系。

柏拉图概念本体论的核心思想可以简要地概括如下:我们的感官所感知的一切事物是变动不居的, 因而都是不真实的;真正实在的东西是苏格拉底说的绝对的永恒不变的概念。概念并不仅仅是思想的范畴, 而是独立于事物和人心之外的实在。柏拉图把这种概念称为“理念”。所有的理念构成了一个客观独立的世界, 即理念世界。理念世界是唯一真实的世界, 它决定着我们的一切知识。而我们的感官所接触到的具体事物所构成的世界, 是不真实的虚幻的世界。世界上有许多美的东西、善的东西, 它们并不是“美”本身、“善”本身, 只有“美”的理念、“善”的理念才是真正的实在。哲学的任务就是用逻辑思维来把握这个理念世界的本质和内在秩序。

柏拉图的思想启发了亚里士多德。这个“百科全书式的学者”创立了被称为“第一哲学”的“形而上学”。亚里士多德认为, 哲学与其它科学不同, 它所研究的是客观自然界一切事物的产生、运动、变化、灭亡的最根本、最原始的原因, 这也就是“第一因”。哲学就是关于第一因的学问。正因为如此, 亚里士多德把自己的哲学称为“第一哲学”。亚里士多德检讨了柏拉图的学说, 并对“概念本体论”作了进一步的发展。

亚里士多德认为, 没有必要设立另外一个“理念”来说明世界万物的存在, 世界本身就是“有”。亚里士多德把世界上的事物分作两类“实体”, 一类是可感的物理实体;另一类是不可感的自身不变不动不灭的实体。这个永恒不动的实体是引起运动变化的根源, 是世界的“第一推动者”。它是一切“有”中最根本的“有”。亚里士多德的“第一哲学”, 就是论证这个“有”是如何化生万物的。

在亚里士多德看来, 概念本体是一种自在的存在, 它化生万物却不为万物所左右。可以说概念本体论是存在论意义上的本体论。

从古希腊本体论的发展可以看出, 本体不是固定不变的僵死的字眼, 不是绝对的, 不是实体的, 而是开放灵活的, 是相对的, 是非实体的。本体问题是人们从自身需要和目的出发的一种思维假定, 一种解释的约定前提, 并不由自身来决定其意义;相反, 本体的价值和作用体现于人们对世界所作的是否是合理性的解释之中。人在世界中的根本性活动是实践, 人与世界的最深刻关系是理解, 因为实践需要理解, 理解需要解释, 解释需要本体, 所以本体是与人的解释、需要联系在一起的。因此, 真正意义上的本体论, 是要超越现实世界发现本体世界, 去探寻世界的终极实在, 从而成为可能世界和理想世界的根据, 为人们提供反思和批判现实的依据和武器。本体论作为哲学智慧的结晶, 可以使人们洞察现实的缺陷及其应有的走向, 不盲目地做现实的奴隶, 从而构建更加美好的世界和美好生活。

摘要：本体论主要研究存在的问题。本文分析论述了古希腊罗马时期的古代本体论, 从本原本体论、本质本体论发展到概念本体论, 体现了本体的意义和作用。

关键词：古代本体论,本原本体论,本质本体论,概念本体论

参考文献

[1]北京大学哲学系外国哲学教研室编译.古希腊罗马哲学.北京:商务印书馆, 1961.

[2]亚里士多德.形而上学.西方哲学原著选读.北京:商务印书馆, 1982.

[3]恩格斯.自然辩证法.北京:人民出版社, 1975.

[4]巴门尼德.论自然 (残篇) .西方哲学原著选读.北京:商务印书馆.

[5]杨适.哲学的童年.北京:中国社会科学出版社, 1987.

元人杂剧本体观探析 第8篇

一、元代前期杂剧的“名”“实”观

“杂剧”一词，任半塘先生已指出，最早见于唐李德裕《李文饶文集》卷十二《论故循州司马元颖追赠》一文，文中陈述了“南蛮”掳走“杂剧丈夫两人”，但这两人实属于被“音乐伎巧”之人。[1]P240-245如此，“杂剧”实属杂技百戏之列，带有一定的歌舞戏色彩。宋代戏剧演出兴盛，“杂剧”一词，指的是由“末泥”、“副净”等脚色演小故事的戏剧样式，为滑稽戏。金代出现“院本”，与宋人杂剧“可以说同而名异”[2]P142(今之学界分别称之为宋杂剧与金院本)。元代的杂剧，则是融合了滑稽戏、歌舞戏之长，以北曲为依托，以一人独唱为主，将唱、白、表演综合在一起的全新的成熟的剧种今之学界称之为“元杂剧”，因音乐体系的不同，与宋元南戏(南曲戏文)同列，又称之为“北曲杂剧”。

宋杂剧、金院本与元之杂剧渊源颇深，元人也由此而从“名”(名称)与“实”(戏剧要素)两方面对杂剧这一客观存在的客体进行了分析、探讨，展示了元人自觉的理论观念。

元代前期的胡祗遹首先对杂剧的“名”与“实”进行了探讨，他说：

乐音与政通，而伎剧亦随时所尚，而变近代教坊院本之外，再变而为杂剧。既谓之杂，上则朝廷君臣政治之得失，下则间里市井父子兄弟夫妇朋友之厚薄薄，以至医药卜筮、释道商贾之人情物理，殊方异域风俗语言之不同，无一物不得其情，不穷其态。(胡祗遹《赠宋氏序》)[3]P260-261

胡祗遹，字绍开，号紫山，生于金哀宗正大四年(1227年)，卒子元世祖至元三十年(1293年)，是元初理学名臣。从时间跨度上，他的一生经历了金、蒙古时期与元朝，这也正是杂剧的脱胎、定型与成熟时期，从这个角度上说，胡氏本人就如同元杂剧成长的见证人。上引这篇序文是写给杂剧艺人的，序中所谓“伎剧”为舞台上的表演剧种总称，所谓“近代教坊院本”指的是金代院本，而所谓“杂剧”，指的正是同时代的杂剧，即我们今人所谓的“元杂剧”。如前所说，“杂剧”这个词唐宋各有所指;而在元人胡祗遹文中出现的这个词，既有其所指，又有其含义分析。也就是说，《赠宋氏序》实际上对元杂剧这一戏剧形式的“存在”，在理论视野里给予了“名”上的正式记载与确认;对于它的“实”的认识，落实于杂剧内容方面，对其题材范围广泛性“杂”的体认上：艺术表现内容尚几乎无所不包、艺术表现力上几乎无所不能。这一认识，缺乏对杂剧艺术形式的探索，虽然颇有些望文生义的色彩，但作为现存文献中的最早对元杂剧所作的解释，完全称得上是元杂剧本体论上一次弥足珍贵的探索。

胡氏此序是写给杂剧艺人的，把元杂剧称作“杂剧”，是来自于艺人和民众口中的实际称谓。这一点可验证于元末陶宗仪的记载，《南村辍耕录》卷二七“杂剧曲名”条云：“金季国初，乐府犹宋词之流，传奇犹宋戏曲之变，世传谓之杂剧。”据“世传谓之杂剧”一句，“杂剧”这一称谓在“金季国初”(金末元初)当己行于世俗，为实际称呼。北宋虽亡于金，但杂剧并未亡，只不过在社会动乱中散落到北方各地，借助历史惯性，“杂剧”一词应当仍然存在。可以推测，当金末元初那种拥有新音乐体制、新脚色制度的新型“伎剧”开始成型时，普通百姓和艺人仍会沿用或借用“杂剧”一词来称呼元杂剧，以此和同时存在的以“副末发乔、副净打诨”为表演形式的院本区别开来。对于词语及其含义与所指对象，民间往往相沿成习而不觉不究，是一种自发的状态，这种状态被打破，正是从胡祗遹的《赠宋氏序》开始的。它在元人杂剧本体观念上的地位，不仅在于第一次正式记载了元杂剧的出现与存在，而且是第一次对元杂剧自身的艺术要素进行分析，是杂剧本体观念的第一次呈现，甚至可以扩大说，是中国戏剧理论史上的第一次关于戏剧本体论的分析尝试。

二、元代后期杂剧的“名”“实”观

元代后期，杂剧的名称在文人口中多了其他称呼，但根据所列的剧目，则毫无疑问是元杂剧作品;对杂剧的艺术要素的分析，则超越了胡祗遹的“顾名思义”阶段。这一时期，钟嗣成的《录鬼簿》对于杂剧的艺术要素作了重要的探索，而元末杨维桢、夏庭芝在序跋之作里，通过对杂剧“名”与“实”的论述，在杂剧本体论方面取得了较高的理论成就。

元末后期剧作家、剧论家钟嗣成，面临杂剧由盛而衰的局面，抱着史家立传思维著录元代杂剧作家与创作剧目。在专著《录鬼簿》里，他把杂剧作家称之为“有所编传奇行于世者”。这里钟氏赋予了杂剧一个既不同于世俗又不同于胡祗遹、虞集等人的新称呼“传奇”。钟嗣成生于1279年，卒年当在《录鬼簿》最后修订年份(1345年)后不久，主要活动于江浙一带，交游人物多为杂剧作家。《录鬼簿》成书不晚于至顺元年(1330年)。“传奇”一名，或为一些杂剧作家的习称，或纯粹出于钟氏本人之见，因资料缺失暂时难以考订，但所指为杂剧则丝毫不乱。从钟氏评论杂剧作家范康、鲍天佑、周文质等人的创作妙在“奇”、“新奇”上看，钟氏借用前人的“传奇”一词来称呼新兴的杂剧，当有意在突出戏剧情节以“奇”为尚的因素在内，映射出钟氏对杂剧的叙事特色的认识，最重要的是，他接触到了戏剧作为叙事文学的重要内在因素情节，他在评价金仁杰与鲍天佑时，评价他们的剧作“大概”与“节要”可取可学。对这两个术语的含义与出现的意义，学者陈建华指出：这两个术语“是指以剧本情节结构为主要内容的编剧法”，其蕴含的“剧学视角”“在元杂剧批评的历史上还是首次出现，具有重大的意义”[4]P31。不过，遗憾的是，钟嗣成的这些探索，尚未能将之综合表达他对杂剧本体观念的认识。

《录鬼簿》把杂剧称作“传奇”，在元末名士杨维桢的《沈氏今乐府序》中得到了呼应：

其于声文，缀于君臣、夫妇、仙释氏之典故，以警人视听，使痴儿女知有古今美恶成败之观惩，则出于关、庾氏传奇之变。[5](卷十一)

这篇序文，写于至正十二年(1352年)，文中提到的“关、庾氏传奇”即指关汉卿、庾吉甫的杂剧。杨氏的所谓“声文”“缀于”“典故”，实际是他对元杂剧艺术表现方式的音乐性、叙事性的一种认知，点出了杂剧艺术特质之所在。对于这篇序文，陆林先生给予了深刻的阐释和高度的评价：“杨氏这段话，涉及作家、剧本、戏剧功能、传播方式、接受对象等本体论要素，作为文学性的戏剧定义，其理解还算比较全面的。尤其是明确将普通观众一痴儿女’视为戏剧欣赏的主体、戏剧作用的主要对象，其理论的鲜明性，可以说是前无古人的。”[6]P158-159陆先生对杨维桢的杂剧本体论成就的这一评论极为到位，揭示出，这段序文，实际上杨维桢的杂剧本体观，是元人杂剧本体观念的一大进步。

更值得注意的是元末另一戏剧活动家、理论家夏庭芝对于杂剧的剧种特征的理论阐释。他在自己著作的《青楼集》中却没有使用“传奇”这一称呼，而是坚定地使用了“杂剧”之名。其《青楼集志》云：

唐时有“传奇”，皆文人所编，犹野史也;但资谐笑耳。宋之“戏文”，乃有唱念，有诨。金则“院本”、“杂剧”合而为一。至我朝乃分“院本”、“杂剧”而为二。“院本”始作，凡五人：一曰副净，古谓参军;一曰副末，古谓之苍娶鹘，以末可扑净，如鹘能击禽马也;一曰引戏;一曰末泥;一曰孤，又谓“五花爨弄”。“杂剧”则有旦、末。旦本女人为之，名妆旦色;末本男子为之，名末泥。其余供观者，悉为之外脚。有驾头、闺怨、鸨儿花旦、披秉、破衫儿、绿林、公吏、神仙道化、家长里短之类。内而京师，外而郡邑，皆有所谓构栏者，辟优萃而隶乐，观者挥金与之。“院本”大率不过谑浪调笑，“杂剧”则不然，君臣如《伊尹扶汤》、《比干剖腹》，母子如《伯瑜泣杖》、《剪发待宾》，夫妇如《杀狗劝夫》、《磨刀谏妇》，兄弟如《田真泣树》、《赵礼让肥》，朋友如《管鲍分金》、《范张鸡黍》，皆可以厚人论(按，当作伦)、美风化。又非唐之“传奇”，宋之“戏文”，金之“院本”所可同日语矣。[7]P15-16

序言作于元末，夏庭芝(约1316-?)，字伯和，松江华亭(今上海松江)人，出身于世家望族，承平之时遍交士大夫之贤者，终日高会开宴，诸伶毕至，以故闻见博有，声誉益彰。松江是当时戏剧活动的热点地区。夏氏写作《青楼集》，是带着强烈而明确的著述目的的：在社会发生巨大变故后，为追念旧游，要使后来者知承平之日，虽女伶亦有其人，可谓盛矣。他在撰述《青楼集》与写作此篇序文，带着自觉的戏剧意识，分析阐述了元杂剧的脚色体制、类别、题材、功能等艺术要素，反映了元人在杂剧本体研究的新进展与新成果。

首先在“名”上，夏庭芝有意识地把“杂剧”这一名称重新落实到元杂剧上。从夏氏本人的交游上讲，杨维桢是其西宾，然而夏氏却仍然把钟、杨等人笔下的“传奇”这一名还给了唐人所编的“犹野史”的文艺形式，而对元杂剧的称名重新回归于元初胡祗遹的记载，回归于杂剧的现实的、实际的称谓，剔除了戏剧艺术之外文人尊古心理的影响或干扰。与此同时，夏庭芝还把“杂剧”与宋“戏文”、金元院本从名称上隔离开来。对杂剧这一现实存在的“物”来说，夏氏的定名之行，对于杂剧本体的探索与研究，更为实事求是，更为科学准确。

其次在“实”上，夏氏通过与(南曲)戏文、院本的比较，明确指出了元杂剧自身的脚色体制、艺术分类和艺术功能等戏剧因素。

关于脚色的体制，他告诉我们，旦、末是杂剧的正脚，其余都是“外脚”，首次提到了旦本、末本的概念我们今天称以旦角主唱的杂剧为“旦本”、称以末角主唱的杂剧为“末本”，就是从夏氏那里来的。他同时也明确地把杂剧的这种“一正众外”的脚色体制和院本的“五花爨弄”区别开来，形成了准确的理论阐释。

关于杂剧的类别，夏氏区分有“驾头、闺怨、鸨儿、花旦、披秉、破衫儿、绿林、公吏、神仙道化、家长里短之类”。夏氏的这种分类，一部分是依据剧中的角色，如驾头(皇帝)、披秉(朝臣)、公吏(地方官吏)、鸨儿等，这些主要角色往往约定着该类杂剧所反映的社会生活范围;一部分是依据剧中所反映的内容题材，如“闺怨、家长里短”;另一部分则兼顾主要角色和内容题材，如“神仙道化”。这种基本上从兼顾角色和题材出发的分类，虽然难免有相互交叉之处，但仍然表现出夏氏已经开始有意识地探索元杂剧内容和类别的内在构成规律，这种分类意识，意味着对于杂剧的认识更进一层。他的这种分类，贯彻在对杂剧演员的擅长角色与题材的具体记述上，如对珠帘秀、顺时秀、南春宴等人的分析(详见原著)。他的这种分类意识，入明以后，为朱权《太和正音谱》等进一步探索、发挥。

关于杂剧的社会价值，他认为，杂剧具有广阔的反映面和丰富的内容，具有“厚人伦，美风化”的艺术功能，这一点是那种“大率不过谑浪调笑”的“院本”所不能比拟的，也与“但资谐笑耳”的唐时“传奇”判然有别。当然，需要指出的是，这只是夏氏的观点，实际上院本、传奇之作中也存在严肃主题作品。

夏庭芝极为熟悉元杂剧的演艺活动，当元杂剧即将落下帷幕之时，他以满腔的热忱审视杂剧这一辉煌百年的表演艺术。在“名”上他澄清了“杂剧”与“传奇”并非一物，坚持使用特定的概念术语确立杂剧的名称;在“实”上具备充分的分类意识，创造性地概括、使用术语，通过和艺术性质相近事物的比较，在相当程度上阐述了元杂剧的本体特质和艺术要素，代表了元人杂剧本体观念的最高成就，也为后世研究元杂剧的本体特征留下了丰厚的遗产。

综上所述，从元初胡祗遹的《赠宋氏序》到元末杨维桢的《沈氏今乐府序》和夏庭芝的《青楼集志》，“元杂剧”这一“存在”，终于在“名”上经过辨析得以明朗化、固定化，并得到后世的认可;在“实”上经过众人对杂剧内部艺术要素的多角度探索，逐步趋向理论化、系统化。元杂剧的本体特质与艺术要素终于得以明确，元人由此最终形成较为科学、准确的杂剧本体观念。

摘要：对于沿袭旧词语而又是新出现的戏剧种类, 元人对于杂剧本体的认识, 从元初胡祗遹的《赠宋氏序》到元末杨维桢的《沈氏今乐府序》和夏庭芝的《青楼集志》, 在“名”上经过辨析得以明朗化、固定化, 并得到后世的认可;在“实”上经过对杂剧内部艺术要素的多角度探索, 趋于理论化、系统化。元杂剧的名与实终于得以揭示, 对于杂剧的戏剧本质与特征的认识得以明确, 形成了较为科学的杂剧本体观。

关键词：元杂剧,本体观,“名”,“实”

参考文献

[1]任半塘.唐戏弄 (上) [M].上海:上海古籍出版社, 1984.

[2]赵山林.中国戏剧学通论[M].合肥:安徽教育出版社, 1995.

[3]李修生主编.全元文 (五) [M].南京:江苏古籍出版社, 1997.

[4]陈建华.元杂剧批评史论[M].济南:齐鲁书社, 2009.

[5]杨维桢.东维子文集[M].四部丛刊影印鸣野山房抄本.

[6]陆林.元代戏剧学研究[M].合肥:安徽文艺出版社, 1999.