一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法与流程

本发明属于石化应急救援标准知识图谱，具体涉及一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法。

背景技术：

1、随着经济持续发展，我国作为石油化学品生产与消费大国，石化事故也持续增加，对人民生命财产和环境带来了巨大威胁。应急响应是指在紧急情况下迅速采取行动以降低损失并保护生命和财产安全的能力。石化事故是一种常见的安全事故。

2、目前，救援人员需检索查阅大量的手册、预案和标准文件，以获取与石化品相关的救援信息，相关标准构成了决策过程的关键基础，但传统标准查阅方式耗时且因为信息冗余容易出错，对于石化品应急响应的快速性和精准性构成了挑战。现行石化品应急决策主要以专家系统为支撑，而专家需要检索涉及应急救援所有知识库，其中相关标准是最为重要的决策依据。但是目前我国相关标准是以pdf格式或纸质版进行发布和存储，不能实现机器可读，标准尚处于以文献为基本单元的方式进行知识表示的阶段，无法实现标准文献间知识交叉关联以及现有标准文献的存储方式不利于标准体系构建和知识梳理，无法实现标准文献知识的快速检索和精确匹配。

技术实现思路

1、为了解决现有的石化品应急决策，无法实现标准文献间知识交叉关联以及现有标准文献的存储方式不利于标准体系构建和知识梳理，无法实现标准文献知识的快速检索和精确匹配，而导致决策不够快速和精准问题，本发明提供一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，对救援所涉及标准知识进行整合提供高质量知识，为专家和指挥人员提供决策信息。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，包括收集石化品应急救援的标准文本，并对所述标准文本进行预处理；

4、设计石化品应急救援标准本体，根据石化品相关标准知识设计石化品事故救援标准实体、石化品事故救援标准关系以及知识图谱底层数据结构；

5、利用标准规则对标准中的共性标准要素进行实体抽取和关系抽取；

6、基于深度学习模型对标准文本核心要素进行实体识别和关系抽取；

7、将所获得到的石化品事故救援标准实体、三元组进行知识融合，并存储至图数据库中；

8、根据图数据库进行可视化查询和智能检索。

9、进一步的，所述收集石化品应急救援的标准文本，并对所述标准文本进行预处理，具体包括以下步骤：

10、步骤1.1：通过纸质标准扫描及平台下载的方式收集石化品应急的标准文本；

11、步骤1.2：标准文本大部分文件为纸质文件、pdf文件或图片文件，则通过ocr技术将标准文本中非文本文件转换为文本文件，然后进行人工清洗，删除错字、添加漏字以及去除无关词；

12、步骤1.3：将标准文本中略写缩写内容补齐。

13、进一步的，设计石化品应急救援标准本体，根据石化品相关标准知识设计石化品事故救援标准实体、石化品事故救援标准关系以及知识图谱底层数据结构，具体包括如下步骤：

14、步骤2.1：根据石化品事故救援领域知识以及相关标准的特点构建石化品应急救援标准本体，所述石化品应急救援标准本体对抽取的知识进行专业术语上的语义规范和约束；

15、步骤2.2：设计石化品事故救援标准实体，石化品事故救援标准实体包括石化品事故救援标准共性实体、石化品事故救援标准关系实体和石化品事故救援标准要素实体；

16、步骤2.3：设计石化品事故救援标准关系，所述石化品事故救援标准关系包括石化品事故救援标准共性关系、石化品事故救援标准逻辑关系和石化品事故救援标准要素关系；

17、步骤2.4：知识图谱底层数据形式为六元组，包括分别为第一石化品事故救援标准实体，第一石化品事故救援标准实体与第二石化品事故救援标准实体之间的石化品事故救援标准关系，第二石化品事故救援标准实体，第一石化品事故救援标准实体的所属标准号，石化品事故救援标准关系的所述标准号，第二石化品事故救援标准实体的所属标准号。

18、进一步的，所述石化品事故救援标准共性实体具有14个，所述石化品事故救援标准关系实体具有8个，是组成石化品事故救援标准要素关系和石化品事故救援标准逻辑关系重要组成部分；所述石化品事故救援标准要素实体具有53个，是石化品应急救援的标准知识图谱的主体内容。

19、进一步的，所述石化品事故救援标准共性关系具有17个，所述石化品事故救援标准逻辑关系具有2个，表示标准中包含关系，并列关系和数值要求；所述石化品事故救援标准要素关系具有9个，表示标准中应急救援主要内容。

20、进一步的，所述利用标准规则对标准中的共性标准要素进行实体抽取和关系抽取，具体为：使用基于标准化文件的结构和起草规则抽取标准文件中的石化品事故救援标准要素实体关系。

21、进一步的，所述基于深度学习模型对标准文本核心要素进行实体识别和关系抽取，具体包括如下步骤：

22、步骤3.1：预处理的标准文本进行词抽取构建石化品应急救援领域词典；

23、步骤3.2：采用领域词典嵌入的bert-bilstm-crf命名实体识别网络模型进行标准本文中的实体识别与抽取；

24、步骤3.3：知识图谱的关系抽取采用bert-bilstm-crf实体关系抽取模型，得到三元组数据表。

25、进一步的，将所获得到的石化品事故救援标准实体、三元组进行知识融合，并存储至图数据库中，具体包括如下步骤：

26、步骤4.1：将抽取的三元组数据表与领域词典内同一语义多词组对进行匹配然后进行实体对齐；再通过检测数据表中相同头实体和相同尾实体的三元组，对其实体关系进行辨别处理形成规范三元组数据表；

27、步骤4.2：编写python程序通过py2neo模块将获得实体和规范三元组数据表，导入neo4j图数据库中并完成所述知识图谱的构建。

28、进一步的，根据图数据库进行可视化查询和智能检索具体如下：

29、步骤5.1：使用neo4j图数据库的cypher查询语句按照石化品名称、标准以及应急情景为主体编写检索模板，完成对图形的存储和检索；

30、步骤5.2：通过图数据库端口以f l ask作为web框架来搭建网页，嵌入检索模板，使用echarts库对数据进行智能查询和可视化展示。

31、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

32、在石化品应急救援领域，决策制定中需要快速、精准搜索符合现场具体情况的标准要求，本发明提供了一种石化品应急标准建立知识图谱能够实现标准知识检索与可视化，对于涉及到关系的深度搜索以及对关系查询效率实时性优异，可以实现标准知识快速整合，有效提升应急响应的快速性和精准性。

技术特征：

1.一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，包括收集石化品应急救援的标准文本，并对所述标准文本进行预处理；

2.根据权利要求1所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，所述收集石化品应急救援的标准文本，并对所述标准文本进行预处理，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，设计石化品应急救援标准本体，根据石化品相关标准知识设计石化品事故救援标准实体、石化品事故救援标准关系以及知识图谱底层数据结构，具体包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，所述石化品事故救援标准共性实体具有14个，所述石化品事故救援标准关系实体具有8个，是组成石化品事故救援标准要素关系和石化品事故救援标准逻辑关系重要组成部分；所述石化品事故救援标准要素实体具有53个，是石化品应急救援的标准知识图谱的主体内容。

5.根据权利要求3所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，所述石化品事故救援标准共性关系具有17个，所述石化品事故救援标准逻辑关系具有2个，表示标准中包含关系，并列关系和数值要求；所述石化品事故救援标准要素关系具有9个，表示标准中应急救援主要内容。

6.根据权利要求1所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，所述利用标准规则对标准中的共性标准要素进行实体抽取和关系抽取，具体为：使用基于标准化文件的结构和起草规则抽取标准文件中的石化品事故救援标准要素实体关系。

7.根据权利要求1所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，所述基于深度学习模型对标准文本核心要素进行实体识别和关系抽取，具体包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，将所获得到的石化品事故救援标准实体、三元组进行知识融合，并存储至图数据库中，具体包括如下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，其特征在于，根据图数据库进行可视化查询和智能检索具体如下：

技术总结本发明涉及一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，包括收集石化品应急救援的标准文本，并对所述标准文本进行预处理；设计石化品应急救援标准本体，根据石化品相关标准知识设计石化品事故救援标准实体、石化品事故救援标准关系以及知识图谱底层数据结构；利用标准规则对标准中的共性标准要素进行实体抽取和关系抽取；基于深度学习模型对标准文本核心要素进行实体识别和关系抽取；将所获得到的石化品事故救援标准实体、三元组进行知识融合，并存储至图数据库中；根据图数据库进行可视化查询和智能检索，本发明提供一种石化应急救援标准知识图谱构建与检索方法，对救援所涉及标准知识进行整合提供高质量知识，为专家和指挥人员提供决策信息。技术研发人员：郑耿峰,潘金坛,陈浩龙,杨天雪,郑立妍,叶锦华受保护的技术使用者：福建省特种设备检验研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/29