Page 255 - 《软件学报》2020年第9期

2876 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.9, September 2020

擎的内置原语,这里用斜粗体表示内置原语,用于提供一些通用的计算功能;
• 三元组模式中包含变量(?person,?value 等)、本体描述语言语义组件、SKB healthcare 中定义的语义组件.
Jena 通用规则引擎可用于实现 RDFS,OWL 推理以及通用目的的推理,提供了正向链接推理、反向链接推
理和混合执行模式.本体推理、规则推理和应用的执行逻辑如图 12 所示.本体推理基于领域本体库中的语义组
件(即资源)进行推理,例如基于类和属性的分类关系、类和属性的约束(例如复杂类构造中的实例值约束、存在
限定、完全限定;属性的取值约束、基数约束、定义域和值域约束) [3,6,10] 、属性的特征(传递性、对称性、非对
称性、自反性、非自反性、函数属性、逆函数属性) [3,6,10] 等;规则推理基于语义知识库和规则体中的条件模式
进行推理,如果满足规则体的条件,那么得出规则头的陈述结论,作为蕴含的知识和领域本体库、领域实例库中
的显式知识一起作为可查询的领域语义知识库.

领域语义规则集
个体实例数据 显式知识 F healthcare SPARQL查询
I zhangsan
关于zhangsan的知识
关于zhangsan的
本体推理 关于zhangsan 规则推理 个性化运动处方 SPARQL引擎
更丰富的知识
作为新的显式知识

领域本体库 显式知识 显式知识+ 新的显式知识+
OB healthcare 蕴含知识 蕴含知识

Fig.12 Ontology inference, rule inference and query logic
图 12 本体推理、规则推理和查询逻辑

基于领域本体库和领域实例库中定义的显式知识和基于本体推理与规则推理得到的蕴含知识,执行
SPARQL 查询得到的张三的个性化运动处方推荐示例如图 13 所示.首先基于个体的实例数据和运动评估模型,
判断个体是否适合做运动;如果适合做运动,进一步判断是否需要做运动耐量实验;然后,基于个体实例数据、评
估结果和领域语义知识库推荐个性化的运动处方,包括适合的运动项目、适合的运动强度、运动频率、适合的
运动进行时间、适合的运动持续时间和运动注意事项.
# 患者基本信息 #患者是否适合做运动: #患者是否需要做运动耐 #适合的运动项目:
姓名: 张三 适合做运动 量试验: 单杠悬垂
性别: 女性 不需要 射击
民族: 汉族 仰卧起坐
年龄: 25 划船
身高(m): 1.68
体重(kg): 50 #适合的运动强度:
# 患者感兴趣的运动项目 运动评估 中等及以下
羽毛球(单打)
瑜伽 #运动频率
# 身体损伤情况 为了控制餐后血糖,最好每日运动,甚至每餐后运
膝盖 动(多数都是低强度运动).每周应该运动3~5次以
# 患病情况 运动方案推荐 运动处方 上,每次间隔不超过48小时为宜.实践证明,运动
1型糖尿病 停止后60小时,曾经的运动带来的一系列血糖和
# 疾病阶段 血脂的有利变化,包括胰岛素敏感性的改善都会
1型糖尿病阶段: 初发 消失.
#运动注意事项
运动作为一种有效锻炼身心的方法,必须注意安
# 适合的运动进行时间 # 适合的运动持续时间 全、舒适和有效.在运动服装上应注意透气,保暖
最好在餐后1~2小时开始运动,…….如果要进行 运动持续时间和运动强度关系密切.每次的运动 (冬季),运动鞋要适应场地需要,有很好的缓冲,
大运动量的运动,多数宜在餐后3~5小时,甚至就 量保持在消耗体内热量80千卡左右.轻微强度运 稳定和保护作用.同时运动时还应该携带加餐和
急救卡.同时运动方式可以交替,例如同样的方式
是餐前进行.这时为了防止低血糖,就要适当加 动,持续30分钟左右;低强度运动,持续20分钟左
餐.无论什么时间运动,要根据个人的身体条件， 右;中等强度运动,持续10分钟左右;高强度运动/ 每周2~3次,相邻两天安排不同的运动,也有利于
减轻运动损伤,给疲劳的肌肉一个休息的机
病情和其它条件. 大强度运动,持续5分钟左右.
会.……运动后要警惕低血糖的发生.
Fig.13 Exercise evaluation and personalized exercise prescription recommendation
图 13 运动评估和个性化运动处方推荐