[發明專利]一種內河避碰規則知識圖譜的構建方法及裝置

在審

• 申請號: 202210071927.9
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114443859A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 張帆;鐘書彬;文元橋;黃亞敏;朱曼;周春輝;黃亮
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F16/36
• 分類號: G06F16/36;G06F16/951;G06F40/216;G06F40/289
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種內河避碰規則知識圖譜的構建方法及裝置，該方法包括：獲取內河避碰規則數據集，并利用爬蟲技術從網絡上獲取內河船舶碰撞事故數據集；從數據集中以三元組的形式提取知識元，作為構建內河避碰規則知識圖譜的基礎數據；以實體和實體屬性為節點構建實體節點集合和實體屬性節點集合，以實體關系或屬性關系為邊構建邊集合，形成初始的內河避碰規則知識網絡；進一步擴充知識庫以及定義知識推理規則，完成內河避碰規則知識圖譜的構建；利用圖數據庫儲存軟件和編程語言對內河避碰規則知識圖譜進行可視化地輸出。本發明能進行內河避碰規則自動檢索查詢，自動決策避碰行為，給船舶駕駛員和監管部門輔助判斷和決策。

技術領域

本發明涉及人工智能知識表達技術領域，尤其涉及一種內河避碰規則知識圖譜的構建方法及裝置。

背景技術

知識圖譜具有強大的語義表示能力，能夠很好的表示內河水上交通場景的復雜關系。但目前關于內河避碰規則構建方法的研究還處于空白期。而現有的知識圖譜技術大多是通用知識圖譜，關系表示簡單，實用性明顯不足，而針對特定行業的知識圖譜還很少，特別是內河航運。內河避碰規則條款多而復雜，極大地依賴駕駛員的行船經驗才能理解內河避碰規則，而駕駛員水平參差不齊，常常造成船舶不能很好遵守規則而導致船舶碰撞，針對這一難題，運用知識圖譜的技術對內河避碰規則進行定性定量的分析，可以達到幫助人們進行內河避碰規則自動檢索查詢，自動決策避碰行為，給船舶駕駛員和監管部門輔助判斷和決策。

內河避碰規則知識圖譜的構建主要是從非結構化數據中人工或自動地提取實體、關系和屬性。人工提取是通過對《內河避碰規則》網絡上內河船舶碰撞事故報告書中收集并整理相關信息，提取知識。自動提取則是利用機器學習、人工智能、數據挖掘等信息抽取技術，從數據源中自動提取出知識圖譜的基本組成元素。人工提取的代價太大，知識的自動提取是目前重點的研究方向，也是將來構建知識圖譜的趨勢。如何人工從數據源中抽取知識和信息，包括實體、關系和屬性抽取是內河避碰規則知識圖譜的構建需要解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種內河避碰規則知識圖譜的構建方法及裝置，能進行內河避碰規則自動檢索查詢，自動決策避碰行為，給船舶駕駛員和監管部門輔助判斷和決策。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種內河避碰規則知識圖譜的構建方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取內河避碰規則數據集，并利用爬蟲技術從網絡上獲取內河船舶碰撞事故數據集；

步驟2、采用基于監督學習的方法從內河避碰規則數據集及內河船舶碰撞事故數據集中以三元組的形式提取知識元，知識元包括實體、實體屬性及實體關系，作為構建內河避碰規則知識圖譜的基礎數據，并對提取的知識進行加工和融合；

步驟3、以實體和實體屬性為節點構建實體節點集合和實體屬性節點集合，以實體關系或屬性關系為邊構建邊集合，構建復雜網絡結構，形成初始的內河避碰規則知識網絡，并將內河避碰規則知識網絡儲存于圖數據庫中；

步驟4、進一步擴充知識庫以及定義知識推理規則，完成內河避碰規則知識圖譜的構建；

步驟5、利用圖數據庫儲存軟件和編程語言對內河避碰規則知識圖譜進行可視化地輸出。

進一步地，本發明的步驟1中獲取數據集的方法具體包括：

通過進入海事局官網下載內河避碰規則數據集，利用爬蟲技術從網絡上獲取內河船舶碰撞事故數據集；將數據集進行整理，并以文檔的形式存儲，并使用jieba工具對文檔做分詞處理，使用TF-IDF的技術對文檔的核心詞、重要詞進行提取。

進一步地，本發明的步驟1中使用TF-IDF的技術對文檔的核心詞、重要詞進行提取的方法具體包括：