基于贝叶斯公式的动物疾病鉴别诊断推理模型研究.doc

基于贝叶斯公式的动物疾病鉴别诊断推理模型研究 24中国兽医杂志2005年(第41卷)第10期 基于贝叶斯公式的动物疾病鉴别诊断推理模型研究 王靖飞,李静,昊春艳,吉增涛,杨艳涛,王洪斌. (1.中国农业科学院哈尔滨兽医研究所,哈尔滨黑龙江150001;2.东北农业大学动物医学院,哈尔滨黑龙江150030) 中图分类号:$858文献标识码:B文章编号2005)10—0024—02 专家系统(ExpertSystem,ES)是一个智能的 计算机程序系统,它利用知识和推理解决领域内的 复杂问题.ES经过几十年的发展,已经在众多领 域得到广泛应用,其中疾病诊断是专家系统应用的 最为成功的领域之一.近几年,农业专家系统对我国 农业的现代化和数字化的发展起到了积极的推动作 用].动物疾病诊断专家系统作为农业领域专家系 统的重要组成部分,也得到了相应的发展.虽然动物 疾病诊断专家系统和以前研究比较成功的人的疾病 诊断专家系统属于同类,但是,在我国当前畜牧业的 发展水平所限,动物疾病诊断专家系统同人的疾病 诊断专家系统有着很大的区别,主要表现在:一种动 物疾病诊断专家系统需要对该种动物的几乎所有常 见病进行诊断,人疾病诊断专家系统则是一种病或 一 类病,如心肌缺血;动物疾病诊断的主要依据为临 床症状和专家经验,人疾病诊断专家系统主要依赖 症状和实验室化验指标;动物疾病诊断专家系统的 知识量远远大于人疾病诊断专家系统等.因此,动物 疾病诊断专家系统研究和开发中所面临的一个重要 问题就是解决知识的表示和推理过程中的鉴别诊 断.’. 为解决上述问题,根据动物疾病诊断专家系统 的特殊需求和知识特点,我们采用带有可信度值的 规则式知识表示方法进行动物疾病诊断专家知识的 表示,并在此基础上建立了基于贝叶斯算法的模糊 推理模型,实现了动物疾病诊断过程中的鉴别诊断, 现将研究结果报告如下. 1材料与方法 1.1系统研究与开发的软硬件环境系统开发的 软件环境:系统采用VisualBasic6.0作为软件开发 语言;采用MicrosoftAccess2000作为知识库和数 据库管理系统;在WindowsXP操作系统上进行软 件开发.系统开发的硬件环境:PCPIV2.8;256M; 80G硬盘. 1.2研究方法 收稿日期:2004—09—26 基金项目:国家863数字农业专项”数字农业精细数字养殖平台 研究与示范”资助(2oo3AA2O9O5O一3) 1.2.1知识表示疾病诊断知识都可以表示为一 种简单的因果关系:由于出现某些症状,所以可能得 某种疾病.疾病诊断知识的这种特性可以用规则式 表示方法进行表示:IFlt;症状1,症状2,…症状ngt; THENlt;疾病gt;.对于动物疾病诊断专家知识,由于 对要达到对某种动物常见疾病的诊断目的,经常会 出现多个疾病拥有共同症状的现象,可以直观的表 示为:IFlt;症状1,症状2,症状3gt;THENlt;疾病1gt;; IFlt;症状1,症状2,症状3gt;THENlt;疾病2gt;;IFlt; 症状1,症状2,症状3gt;THENlt;疾病3gt;.这样在推 理过程中系统就无法确定究竟该启用那一条规则, 从人工智能的理论上讲,这是一个明显的错误,属于 知识冗余,但在动物疾病诊断过程中,这却是一个常 识性的知识.因此,本研究采用带有可信度值的规则 式表示方法来解决这类问题,即: IFlt;症状1gt;THENlt;疾病1gt;CFA IFlt;症状2gt;THENlt;疾病1gt;CFB IFlt;症状3gt;THENlt;疾病1gt;CF( IFlt;症状1gt;THENlt;疾病2gt;CFD IFlt;症状2gt;THENlt;疾病2gt;CFE IFlt;症状3gt;THENlt;疾病2gt;CFF IFlt;症状1gt;THENlt;疾病3gt;CFG IFlt;症状2gt;THENlt;疾病3gt;CFH IFlt;症状3gt;THENlt;疾病3gt;CF., 上述规则可以描述为:当出现lt;症状1gt;时lt;疾 病1gt;发生的可信度CF. 2.2.2推理模型由于采用以上知识表示方法,疾 病诊断的推理过程可描述为当某一些症状出现时, 系统通过推理计算动物患某种疾病的概率大小的过 程.在概率的计算中,假设A表示症状,B表示疾病, 则P(B/A)表示当具有A症状时,疾病B发生的概 率,P(A/B)表示患疾病B时,症状A发生的概率.那 么根据贝叶斯公式(1) P(B./A):i:1,2,…,n(1) ∑P(A/B)P(B)J=1 式中的n为系统能诊断的疾病的个数.通过对贝叶 斯公式变换形式(2)来确定一组症状A,A,…,A 出现时,动物患疾病B的概率P(B./A,A.,…,A). Ch