基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法及系统与流程

技术特征：
1.一种基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，包括：s1：根据iec cim标准模型抽取和扩展相关子集，分别对配电网设备中的实体、关系以及标签等进行定义，构建配电网设备语义本体元模型库；s2：根据所述配电网设备语义本体元模型库构建画像语义实例模型，所述画像语义实例模型包含单体类设备画像模型、设备容器类画像模型和服务类画像模型，并建立知识图谱构建的模式层；s3：根据原始数据结合所述模式层中画像语义实例模型的画像语义实例模型进行实体学习，获得用于构建知识图谱的数据层；s4：以所述数据层和修改后的iec cim模型为基础，对数据进行融合，消除代表同一实体的歧义，获取配电网设备的实体和关系信息；s5：将所述配电网设备的实体和关系信息存入图数据库中，并根据配电网设备的实体和关系信息，在图数据库中建立关于配电网设备的全景知识图谱，同时将图谱进行可视化；s6：遍历所述全景知识图谱并建立相关实体的词表，从而获得配电网设备的相关信息及问答时的实体词典；s7：根据所述全景知识图谱和所述实体词典形成基于cim和知识图谱的配电网设备问答系统，实现对配电网设备信息的查询和问答功能。2.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s1包括：将元模型库中的实体和关系分为三大模块，其中包含单体类设备画像模型、设备容器类画像模型和服务类画像模型；构建图谱基本元素实体和标签；获取图谱基本元素语义关系。3.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s2包括：将导电设备划入单体类设备模型中、将设备容器划入设备容器类模型中、将服务标签作为节点划入服务类模型中，其中，导电设备是知识图谱的核心，其关系代表着知识图谱应用时的路径；设备容器在图谱中的应用是与设备的聚集关系产生联系，服务标签代表的是电力服务中导电设备和设备容器所关联的服务性指标。4.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s3包括：对原始数据进行实体对齐以将同一实体的不同表达方式进行综合，使用唯一标志代表此实体；对原始数据进行实体填充。5.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s4包括：将s3所得数据以csv的形式进行存储，其中，每个csv以所代表的实体概念或实体间关系为命名；将实体csv导入图数据库，并以实体的唯一标识为节点名字建立相关节点，节点种类分为三大类——单体设备、设备容器和服务类；
将类csv导入图数据库建立类节点；将代表实体或类间关系的csv导入至图数据库中，将关系的首尾节点连接，并在连线上标明其关联具体关系，构建知识图谱网状结构。6.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s5包括：利用对接neo4j的python库py2neo驱动知识图谱，对s4中所得的配电网设备全景知识图谱进行遍历，获取单体设备、设备容器和服务类实体的词表和图谱中所有的配电网设备信息，为问答系统提供问答时所需的实体词典和查询时所需的数据。7.根据权利要求1所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s6包括：建立数据查询模块，通过数据查询模块读取类名csv获得所需类对应的实体名称table_name，而后获取实体对应的数据路径path，跟随路径寻找对应实体的csv，从中遍历行列，获得所需数据，并存放入列表list中；建立问题分类模块，通过问题分类模块将文本进行转化；设定问题模板的规则及关键词，其中，电力三元组以实体-关系-目标实体为单位，询问的对象包含三种：一是查找实体，二是查找关系，三是查找标签，并以询问对象为参考进行问题设置，分为单节点问题、双节点问题及多节点问题；通过在所提问题中查找问题关键词，判断所提问题是否存在于问题模板中而后获得所查询到的实体和问题类型；建立查询问题的解析模块，将获得的实体和问题类型以键值的形式进行存储，根据不同问题类型，利用设定的cypher语句对知识图谱进行查询，利用语义关联关系，获得实体和问题对应目标间的知识图谱路径，最终获得问题类型及cypher语句，以键值的形式存储；建立答案查询模块，调用s4中已构建的知识图谱，根据问题模板，对于不同类型的问题给予不同的答案模板，并将存储的答案与模板动态链接，最终获得能够动态更新答案的问题模板；根据数据查询模块，获得知识图谱的所有数据；根据所输入的问题，实现对问题的分类，获得实体和问题类型；分类结束后，对问题进行解析，获得cypher语句；最终根据cypher语句在知识图谱中查询最终答案；获得最终答案，并进行输出。8.根据权利要求7所述的基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法，其特征在于，所述s6中：所述单节点问题用于表示查询时只需要遍历一个节点的信息找到答案；所述双节点问题用于表示即查询时只需遍历两个节点的信息才找到答案；所述多节点问题用于表示查询时需遍历多个节点信息才可找到答案。9.一种基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建系统，其特征在于，包括：第一单元：用于根据iec cim标准模型抽取和扩展相关子集，分别对配电网设备中的实体、关系以及标签等进行定义，构建配电网设备语义本体元模型库；第二单元：用于根据所述配电网设备语义本体元模型库构建画像语义实例模型，所述画像语义实例模型包含单体类设备画像模型、设备容器类画像模型和服务类画像模型，并建立知识图谱构建的模式层；
第三单元：用于根据原始数据结合所述模式层中画像语义实例模型的画像语义实例模型进行实体学习，获得用于构建知识图谱的数据层；第四单元：用于以所述数据层和修改后的iec cim模型为基础，对数据进行融合，消除代表同一实体的歧义，获取配电网设备的实体和关系信息；第五单元：用于将所述配电网设备的实体和关系信息存入图数据库中，并根据配电网设备的实体和关系信息，在图数据库中建立关于配电网设备的全景知识图谱，同时将图谱进行可视化；第六单元：用于遍历所述全景知识图谱并建立相关实体的词表，从而获得配电网设备的相关信息及问答时的实体词典；第七单元：用于根据所述全景知识图谱和所述实体词典形成基于cim和知识图谱的配电网设备问答系统，实现对配电网设备信息的查询和问答功能。10.一种基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至8中任一所述方法的步骤。

技术总结
本发明涉及电力系统技术领域，公开了一种基于知识图谱的配电网设备智能问答系统构建方法及系统，该方法，利用抽取和扩展后的CIM模型，对配电网设备进行了建模及画像，并通过图数据库进行信息存储及利用，能够快速更新数据库内容，实现对设备的精确画像和精细化管理。同时图数据库支持大数据分布式存储和并行计算，提高了信息的存储和处理效率，克服了传统管理方式所存在的并发读写性能不高、拓扑分析性能低下的问题，实现了对配电网设备信息的精细化管理，提升了设备管理质量和运行维护水平。平。平。


技术研发人员：张志丹 林俊炼 朱吉然 唐海国 张帝 周恒逸 赵邈 刘绚
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院 国家电网有限公司
技术研发日：2022.10.20
技术公布日：2023/1/13