[论文解读] Genealogical Information Search by Using Parent Bidirectional Breadth Algorithm and Rule Based Relationship

Sumitra Nuanmeesri, Chanasak Baitiang+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 12, 2010

Algorithms and Data Compression参考文献 5被引用 4

一句话总结

本文提出了一种结合规则系统的父节点双向广度优先算法（PBBA），以高效识别家谱数据中的血缘关系。PBBA 通过同时从两人向其祖先方向遍历家谱树来加速搜索，而基于规则的逻辑则提高了确定血缘关系的准确性，从而实现更快、更可靠的家谱信息检索。

ABSTRACT

Genealogical information is the best histories resources for culture study and cultural heritage. The genealogical research generally presents family information and depict tree diagram. This paper presents Parent Bidirectional Breadth Algorithm (PBBA) to find consanguine relationship between two persons. In addition, the paper utilizes rules based system in order to identify consanguine relationship. The study reveals that PBBA is fast to solve the genealogical information search problem and the Rule Based Relationship provides more benefits in blood relationship identification.

研究动机与目标

• 为解决在大型家谱数据库中高效识别血缘关系的挑战。
• 通过从两人同时向共同祖先方向采用双向遍历方法，减少家谱树遍历的搜索时间。
• 通过结构化的基于规则的系统，提高确定血缘关系的准确性。
• 将算法效率与语义逻辑相结合，实现稳健的家谱信息检索。

提出的方法

• 父节点双向广度优先算法（PBBA）同时从两个个体向其祖先方向执行广度优先遍历，以定位共同祖先。
• PBBA 使用父节点指针向上游遍历家谱树，与单向遍历相比，显著减少了搜索空间。
• 应用基于规则的系统，根据预设的家谱规则（如亲缘程度）对关系进行分类与验证。
• 该算法结合正向与反向遍历，以最小化冗余探索，提升性能。
• 系统利用存储父子关系的数据结构，以实现高效的路径重建。
• 规则引擎通过评估路径长度与谱系模式，确定关系类型，如叔侄或一等亲。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在大型家谱树中加速家谱关系的搜索？
• RQ2 与单向方法相比，使用双向遍历在家谱数据中的性能提升程度如何？
• RQ3 基于规则的逻辑在多大程度上可提升血缘关系识别的准确性？
• RQ4 PBBA 与基于规则的系统集成是否能降低家谱信息系统的计算开销？

主要发现

• PBBA 通过从两人同时向其祖先方向探索，显著减少了搜索时间，最小化了冗余路径探索。
• 基于规则的系统通过将领域特定逻辑应用于路径数据，提升了关系分类的精确度。
• PBBA 与基于规则的逻辑相结合，相比传统方法，能实现更快、更准确的血缘关系识别。
• 该算法在遍历复杂家谱树方面表现出高效率，尤其在具有深远祖先的场景中表现优异。
• 研究证实，双向遍历在计算速度与可扩展性方面优于单向方法。
• 该系统在真实家谱数据上得到验证，表现出在识别一等亲与兄弟姐妹等关系方面的可靠性能。