[发明专利]一种变压器知识图谱本体关系模型的构建方法

说明书

本发明公开了一种变压器知识图谱本体关系模型的构建方法。本发明在基于物理关系构建的变压器知识本体中，利用变压器各部件之间的结构关联关系和功能关联关系等物理关系构建本体关系模型，包括构建物理设备本体间结构关系、物理设备本体与物理量本体关系、物理量本体间耦合关系、物理量本体与物理现象本体关系、物理现象本体间关系以及将这些本体与应用本体关联。本发明通过物理关系建立变压器知识本体间关系，以变压器的物理本质特征为核心，便于串联变压器各部件知识，形成变压器知识推理的基础，可在此基础上，通过知识的嵌入、补全方式由人工或计算机根据知识资源构建完整的变压器知识库，并且能够实现变压器知识的快速查询。

技术领域

本发明属于电力系统智能变电技术领域，尤其涉及一种变压器知识图谱本体关系模型的构建方法。

背景技术

知识图谱用于对表达知识点之间关系和知识深度推理有需求的知识应用中，通常用一个三元组(h，r，t)表示一个事实，其中，h和t代表本体，分别代表头部本体和尾部本体，r表示关系。

目前电力领域知识图谱的研究尚处于起步阶段，尚未有针对具体电力设备的知识图谱构建方法。变压器是电力系统的重要设备，为充分挖掘与变压器有关的电力数字知识资产，实现变压器数字知识的高效应用，可构建变压器知识图谱，直观的体现知识点间联系，实现知识的轻量化表达，为知识的查询、搜索和应用准备基础条件。

构建变压器知识图谱，需将变压器知识分解为各个知识本体，并建立知识本体间关系，知识图谱的本体关系是知识推理的重要依据，也是体现知识图谱价值的核心部分。变压器以机械结构为基础，在工作过程中，各功能部件的电、磁、热和应力等物理量之间互相耦合，相互影响，组合实现完整的变压器功能。因此，为实现知识表达的系统性和完整性，变压器知识图谱应体现各功能实现过程中知识本体间的耦合关系。

利用计算机提取本体关系包括基于规则提取和基于机器学习提取等方法，但面向电力领域的知识图谱专业性强，知识应用的匹配准确度可信度要求高，要求知识图谱具有绝对的正确性，对专业知识处理能力要求高，相关领域的自然语言处理技术、本体和知识库构建技术以及查询语句的语义化理解等技术的研究尚处于起步阶段，尚不能满足构建知识图谱的需要。因此提取变压器知识图谱的本体关系尚无法全部由计算机实现。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术在利用变压器数字知识构建变压器知识图谱时，变压器本体间关系尚无规范的描述方法，进而未形成统一框架的变压器知识图谱本体关系模型，难以在其基础上以知识嵌入、补全的方式构建统一的变压器知识库。本发明提出一种变压器知识图谱本体关系模型的构建方法，规范变压器本体间关系的表示框架，建立了初始的变压器知识本体关系表示框架，可在此基础上基于本体关系实现知识的查询和推理。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供了一种变压器知识图谱的本体关系的描述方法，在基于物理关系构建的变压器知识本体模型中，利用变压器各部件之间的结构关联关系和功能关联关系等物理关系描述本体间关系。结构关联关系即结构拓扑，体现支持功能实现的变压器制造结构关系、安装固定形式以及力学、热学传递关系等。功能关联关系体现变压器功能实现过程中与能量转换有关的物理场、表象以及应用之间的关联关系。通过物理关系建立变压器知识本体间关系，以变压器的物理本质特征为核心，便于串联变压器各部件知识，形成变压器知识推理的基础，并通过知识的嵌入、补全方式由人工或计算机根据知识资源构建完整的变压器本体关系模型知识库。

基于物理关系构建的变压器知识图谱，变压器本体划分为物理设备本体、物理量本体、物理现象及应用本体。物理设备本体按照变压器的物理功能和结构对变压器进行描述；物理量本体描述表征变压器运行状态及本体状态的物理量；物理现象本体描述表征变压器运行状态及本体状态的各类物理现象；应用本体描述变压器的各类应用知识。

变压器知识图谱本体关系模型方法包括：

(1)描述物理设备本体间结构关系；