智能電網(wǎng)（輸變電部分）領(lǐng)域知識(shí)體系構(gòu)建和語(yǔ)義研究與應(yīng)用

2017-12-07 14:27:54 來(lái)源:《電力信息與通信技術(shù)》雜志作者:徐強(qiáng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

如今，隨著電力技術(shù)的發(fā)展日新月異，用戶(hù)對(duì)電能質(zhì)量的要求也逐漸提高，多個(gè)國(guó)家陸續(xù)提出了各自關(guān)于智能電網(wǎng)建設(shè)的方案。國(guó)家電網(wǎng)公司作為國(guó)有特大型央企，提出了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)中電力流、業(yè)務(wù)流、

7、知識(shí)庫(kù)檢索系統(tǒng)

本文研究基于領(lǐng)域知識(shí)的語(yǔ)義標(biāo)引技術(shù)，通過(guò)對(duì)本體工具、數(shù)據(jù)加工模型的圖書(shū)文獻(xiàn)檢索等技術(shù)的研究，完成了以語(yǔ)義檢索應(yīng)用為目的的智能電網(wǎng)(輸變電部分)專(zhuān)業(yè)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)研究。系統(tǒng)除處理常規(guī)的文本檢索之外，還提供了本體的交互式圖形可視系統(tǒng)、自然語(yǔ)言及問(wèn)句式查詢(xún)系統(tǒng)、語(yǔ)義增強(qiáng)搜索系統(tǒng)以及相關(guān)詞條推薦系統(tǒng)，智能化地協(xié)助用戶(hù)提高檢索效率，主要支持的查詢(xún)功能如下。

7.1拼音提示

用Jena 將本體中的中文信息全部導(dǎo)出成為詞典，對(duì)詞條的拼音進(jìn)行關(guān)鍵詞查詢(xún)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(shí)，提示包括“變壓器”在內(nèi)的10個(gè)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(shí)，提示包括“變壓器”在內(nèi)的10 個(gè)詞;

3 )在輸入框輸入或粘貼漢字，則輸出根據(jù)該漢字的全拼給出同音詞的輸入提示，如輸入“邊壓氣”時(shí)，提示包括“變壓器”在內(nèi)的10個(gè)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(gè)詞條，采用Lucene的Standard Analyzer對(duì)詞典進(jìn)行處理，根據(jù)中文字形匹配程度得到結(jié)果;

2 )書(shū)籍的總搜索結(jié)果數(shù)和用時(shí)，通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得到;

3 )前 10 本書(shū)的標(biāo)題、與搜索詞條匹配的摘要(摘要中搜索詞用紅色標(biāo)出)、相關(guān)度，使用Lucene對(duì)文本進(jìn)行全文檢索計(jì)算得到;

4 )頁(yè)碼選項(xiàng)，單擊頁(yè)碼之后跳轉(zhuǎn)到該頁(yè)碼，使用Lucene進(jìn)行分頁(yè)查詢(xún);

5 )如果是本體中的詞條，則出現(xiàn)本體交互圖，單擊可跳轉(zhuǎn)到交互界面，交互界面的查詢(xún)部分采用Jena預(yù)先加載本體，以加快與用戶(hù)交互的速度;

6 )如果有同級(jí)本體，則出現(xiàn)同級(jí)本體，單擊可跳轉(zhuǎn)到該詞條的搜索界面，同級(jí)本體通過(guò)Jena查詢(xún)得到;

7 )如果有相關(guān)本體，則出現(xiàn)相關(guān)本體，單擊可跳轉(zhuǎn)到該詞條的搜索界面，事先由Jena查詢(xún)得出本體中各個(gè)類(lèi)和實(shí)例的描述信息及其屬性，存為文本，對(duì)這些文本用Lucene 建立索引，之后采用Lucene根據(jù)查詢(xún)語(yǔ)句進(jìn)行查詢(xún)，當(dāng)與查詢(xún)語(yǔ)句匹配度達(dá)到閾值之后，則返回相關(guān)本體;

8 )出現(xiàn)更多詞條等相關(guān)內(nèi)容，單擊可跳轉(zhuǎn)到該詞條的搜索界面，更多詞條的信息來(lái) 自于使用Google word2vec對(duì)793 本圖書(shū)進(jìn)行詞向量訓(xùn)練得到的詞向量和詞語(yǔ)的聚類(lèi)，首先找出查詢(xún)?cè)~語(yǔ)中與聚類(lèi)中詞語(yǔ)最相近的一個(gè)，之后返回這個(gè)聚類(lèi)中的其他詞語(yǔ)。

7.3根據(jù)英文搜索中文結(jié)果

通過(guò)英文查詢(xún)中文的功能是通過(guò)Lucene對(duì)英文和中文建立一一對(duì)應(yīng)的索引，這樣根據(jù)索引中英文的匹配程度，可以找到相應(yīng)的中文。以“keysub station ”為例，根據(jù)英文搜索中文結(jié)果的界面如圖6 所示。

7.4語(yǔ)義增強(qiáng)搜索

語(yǔ)義增強(qiáng)搜索采用Jena 查詢(xún)出所查詞語(yǔ)的子類(lèi)，再根據(jù)這些子類(lèi)的名稱(chēng)在793 本圖書(shū)中搜索，并將這些結(jié)果根據(jù)相關(guān)度由高到低排序，得出所需結(jié)果與子類(lèi)匹配出的摘要。如搜“建筑物”時(shí)，得到的是與其子類(lèi)“防火墻”、“換流站”等匹配的文本，其他部分內(nèi)容與普通查詢(xún)時(shí)相同。

7.5自然語(yǔ)言查詢(xún)

在輸入框中以自然語(yǔ)言的形式輸入，如果有對(duì)應(yīng)的詞條，則輸出相應(yīng)的詞條和解釋。以“變電站”為例，輸入“變換電壓等級(jí)匯集配送電能的設(shè)施是什么”時(shí)可以輸出結(jié)果“變電站”;輸入“在河流上下游的水電站”，則輸出“梯級(jí)水電站”;輸入“埋在地下的管子”，輸出“電纜排管”。自然語(yǔ)言查詢(xún)結(jié)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(guò)Jena 預(yù)先加載本體，在查詢(xún)時(shí)對(duì)本體的各項(xiàng)信息進(jìn)行查詢(xún)。

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(dāng)前詞條的詳細(xì)信息。在圖形中，父類(lèi)與子類(lèi)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(lèi)，其他為子類(lèi)。

2 )單擊某個(gè)詞條并進(jìn)行拖動(dòng)，顯示鼠標(biāo)實(shí)時(shí)拖動(dòng)效果。

3 )雙擊當(dāng)前詞條(如當(dāng)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(jìn)線電壓 :string ”(string表示Data的類(lèi)型)。顯示/ 隱藏變電站屬性界面如圖9所示。

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

7.7書(shū)籍顯示

1 )在搜索結(jié)果頁(yè)面，單擊某本想看的書(shū)，則跳轉(zhuǎn)到書(shū)籍顯示界面，默認(rèn)顯示pdf 文件，可通過(guò)右側(cè)滑動(dòng)條翻頁(yè)，并顯示其相關(guān)文檔。書(shū)籍顯示界面如圖11 所示。

2 )點(diǎn)擊txt 標(biāo)簽，則跳轉(zhuǎn)到txt 顯示界面，顯示該書(shū)籍對(duì)應(yīng)的文本，可閱讀書(shū)籍文本，與本體相關(guān)的標(biāo)注(包括中英文)用藍(lán)色和下劃線表示，單擊這些標(biāo)注，如“變電站”、“sub station ”均可查看對(duì)應(yīng)的“變電站”本體。中英文標(biāo)注示例如圖12 、圖13 所示。

8、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文智能電網(wǎng)領(lǐng)域(輸變電部分)專(zhuān)業(yè)知識(shí)概念體系的建立，完成了對(duì)一個(gè)典型的專(zhuān)業(yè)知識(shí)概念體系完整的建立過(guò)程的調(diào)研，以及初步的專(zhuān)業(yè)知識(shí)庫(kù)原型系統(tǒng)搭建。傳統(tǒng)以單本或單冊(cè)圖書(shū)為載體，一般按單一分類(lèi)介紹的電力知識(shí)，很難形成體系，且概念之間的關(guān)系無(wú)法展示，相比之下智能電網(wǎng)領(lǐng)域(輸變電部分)專(zhuān)業(yè)知識(shí)概念體系解決了知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)單一且孤立的難題，方便使用者在相關(guān)領(lǐng)域輕松獲取所需知識(shí)概念及相關(guān)知識(shí)。在未來(lái)工作中，以下方面還有待進(jìn)一步深入提高：

1 )在研究上，還需研究如何更好地進(jìn)行本體的可視化，如何利用聚類(lèi)、分類(lèi)算法消除語(yǔ)義標(biāo)注的歧義，如何自動(dòng)對(duì)未知的屬性進(jìn)行屬性發(fā)現(xiàn)，如何進(jìn)語(yǔ)義推理得到更多屬性以及加快語(yǔ)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(biāo)題搜索等功能，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)根據(jù)詞頻、查詢(xún)頻繁度等更多信息進(jìn)行拼音推薦等。

原標(biāo)題:智能電網(wǎng)（輸變電部分）領(lǐng)域知識(shí)體系構(gòu)建和語(yǔ)義研究與應(yīng)用