智能電網（輸變電部分）領域知識體系構建和語義研究與應用

2017-12-07 14:27:54 來源:《電力信息與通信技術》雜志作者:徐強　點擊量：評論 (0)

如今，隨著電力技術的發展日新月異，用戶對電能質量的要求也逐漸提高，多個國家陸續提出了各自關于智能電網建設的方案。國家電網公司作為國有特大型央企，提出了建設堅強智能電網，以實現電網中電力流、業務流、

7、知識庫檢索系統

本文研究基于領域知識的語義標引技術，通過對本體工具、數據加工模型的圖書文獻檢索等技術的研究，完成了以語義檢索應用為目的的智能電網(輸變電部分)專業知識庫系統研究。系統除處理常規的文本檢索之外，還提供了本體的交互式圖形可視系統、自然語言及問句式查詢系統、語義增強搜索系統以及相關詞條推薦系統，智能化地協助用戶提高檢索效率，主要支持的查詢功能如下。

7.1拼音提示

用Jena 將本體中的中文信息全部導出成為詞典，對詞條的拼音進行關鍵詞查詢和操作。以“變壓器”為例：

1 )在輸入框輸入或粘貼拼音，則輸出為全拼按從左到右的順序與輸入的拼音相同的一組提示詞，如輸入“biany”時，提示包括“變壓器”在內的10個詞;

2 )在輸入框輸入或粘貼拼音首字母，則輸出為拼音首字母按從左到右的順序與輸入相同的一組提示詞，如輸入“byq”時，提示包括“變壓器”在內的10 個詞;

3 )在輸入框輸入或粘貼漢字，則輸出根據該漢字的全拼給出同音詞的輸入提示，如輸入“邊壓氣”時，提示包括“變壓器”在內的10個詞。

7.2普通搜索

普通搜索界面如圖5 所示。

以“變電站”為例，在輸入框中輸入搜索詞條，如變電站，則輸出如下：

1 )在“您是不是想搜”條目下顯示的9個詞條，采用Lucene的Standard Analyzer對詞典進行處理，根據中文字形匹配程度得到結果;

2 )書籍的總搜索結果數和用時，通過數學統計計算得到;

3 )前 10 本書的標題、與搜索詞條匹配的摘要(摘要中搜索詞用紅色標出)、相關度，使用Lucene對文本進行全文檢索計算得到;

4 )頁碼選項，單擊頁碼之后跳轉到該頁碼，使用Lucene進行分頁查詢;

5 )如果是本體中的詞條，則出現本體交互圖，單擊可跳轉到交互界面，交互界面的查詢部分采用Jena預先加載本體，以加快與用戶交互的速度;

6 )如果有同級本體，則出現同級本體，單擊可跳轉到該詞條的搜索界面，同級本體通過Jena查詢得到;

7 )如果有相關本體，則出現相關本體，單擊可跳轉到該詞條的搜索界面，事先由Jena查詢得出本體中各個類和實例的描述信息及其屬性，存為文本，對這些文本用Lucene 建立索引，之后采用Lucene根據查詢語句進行查詢，當與查詢語句匹配度達到閾值之后，則返回相關本體;

8 )出現更多詞條等相關內容，單擊可跳轉到該詞條的搜索界面，更多詞條的信息來自于使用Google word2vec對793 本圖書進行詞向量訓練得到的詞向量和詞語的聚類，首先找出查詢詞語中與聚類中詞語最相近的一個，之后返回這個聚類中的其他詞語。

7.3根據英文搜索中文結果

通過英文查詢中文的功能是通過Lucene對英文和中文建立一一對應的索引，這樣根據索引中英文的匹配程度，可以找到相應的中文。以“keysub station ”為例，根據英文搜索中文結果的界面如圖6 所示。

7.4語義增強搜索

語義增強搜索采用Jena 查詢出所查詞語的子類，再根據這些子類的名稱在793 本圖書中搜索，并將這些結果根據相關度由高到低排序，得出所需結果與子類匹配出的摘要。如搜“建筑物”時，得到的是與其子類“防火墻”、“換流站”等匹配的文本，其他部分內容與普通查詢時相同。

7.5自然語言查詢

在輸入框中以自然語言的形式輸入，如果有對應的詞條，則輸出相應的詞條和解釋。以“變電站”為例，輸入“變換電壓等級匯集配送電能的設施是什么”時可以輸出結果“變電站”;輸入“在河流上下游的水電站”，則輸出“梯級水電站”;輸入“埋在地下的管子”，輸出“電纜排管”。自然語言查詢結果界面如圖7 所示。

7.6本體圖形交互

本體的圖形交互功能均通過Jena 預先加載本體，在查詢時對本體的各項信息進行查詢。

1 )單擊本體交互界面，界面放大，如果詞條有英文或釋義，則顯示當前詞條的詳細信息。在圖形中，父類與子類以不同的形式展示，變電站本體交互界面如圖8 所示，其中“建筑物”為父類，其他為子類。

2 )單擊某個詞條并進行拖動，顯示鼠標實時拖動效果。

3 )雙擊當前詞條(如當前的“變電站”)，則顯示/隱藏該詞條的屬性。其中包括Object型的“線阻濾波器”和Data 型的“進線電壓 :string ”(string表示Data的類型)。顯示/ 隱藏變電站屬性界面如圖9所示。

4 )雙擊除當前詞條外的其他詞條，則以雙擊的詞條進行查詢，并顯示新的結果。雙擊建筑物顯示的界面如圖10 所示。

7.7書籍顯示

1 )在搜索結果頁面，單擊某本想看的書，則跳轉到書籍顯示界面，默認顯示pdf 文件，可通過右側滑動條翻頁，并顯示其相關文檔。書籍顯示界面如圖11 所示。

2 )點擊txt 標簽，則跳轉到txt 顯示界面，顯示該書籍對應的文本，可閱讀書籍文本，與本體相關的標注(包括中英文)用藍色和下劃線表示，單擊這些標注，如“變電站”、“sub station ”均可查看對應的“變電站”本體。中英文標注示例如圖12 、圖13 所示。

8、結語

通過本文智能電網領域(輸變電部分)專業知識概念體系的建立，完成了對一個典型的專業知識概念體系完整的建立過程的調研，以及初步的專業知識庫原型系統搭建。傳統以單本或單冊圖書為載體，一般按單一分類介紹的電力知識，很難形成體系，且概念之間的關系無法展示，相比之下智能電網領域(輸變電部分)專業知識概念體系解決了知識點分類單一且孤立的難題，方便使用者在相關領域輕松獲取所需知識概念及相關知識。在未來工作中，以下方面還有待進一步深入提高：

1 )在研究上，還需研究如何更好地進行本體的可視化，如何利用聚類、分類算法消除語義標注的歧義，如何自動對未知的屬性進行屬性發現，如何進語義推理得到更多屬性以及加快語義搜索速度;

2 )在工程上，可以在txt閱讀模式下提供圖片支持、完善作者信息、增加作者搜索、出版年份搜索、按標題搜索等功能，進一步實現根據詞頻、查詢頻繁度等更多信息進行拼音推薦等。

原標題:智能電網（輸變電部分）領域知識體系構建和語義研究與應用