基于自然语言处理的材料领域知识图谱构建方法

如何将材料领域知识与机器学习技术相结合是材料智能研究迫切需要解决的问题. 知识图谱(knowledge graphs, KGs)作为一种高效的知识组织模型, 可以有效地对材料领域知识进行表示、组织和推理, 从而提升材料机器学习算法的智能水平. 研究了基于自然语言处理技术的材料领域知识自动获取方法, 提出了基于双向门控循环单元-图神经网络-条件随机场(bidirectional-gated recurrent unit-graph neural network-conditional random field, Bi-GRU-GNN-CRF) 的材料实体关系联合抽取方法, 以及基于改进 TextRank 算法的材料工艺知识抽取方法, 实现了从专利、论文等材料文献中自动获取材料实体、关系、工艺流程等材料领域知识. 实验结果表明, 所提出的材料知识获取方法具有较好的精度和召回率, 能够有效提升材料知识图谱的知识覆盖度. 基于该方法构建的材料领域知识图谱的知识覆盖率达到了80%, 能够为材料智能研发提供更加全面的知识支撑. 同时, 构建了非调制特殊钢、铝基复合材料、热障陶瓷涂层材料 3 个材料领域知识图谱, 并进行了应用探索, 进一步验证了知识图谱为材料研发提供知识支撑的可能性.     

基于知识图谱的问答系统中属性映射方法研究

在基于知识图谱的智能问答系统中,属性映射模块结果的错误传播会导致最终无法得到正确答案,对此提出了一种基于多注意力多维文本的属性映射方法。首先通过拆分问题文本及结合属性信息得到多维文本表示;其次使用长短期记忆网络(long-short-term memory, LSTM)层生成各自的隐层表示;然后输入多注意力机制层后使问句和属性之间的关系及语义信息更加完善,利用属性之间的交互信息及多种角度来加强问句语义信息的理解;最后通过卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)提取局部特征并且采用softmax分类器实现属性映射。试验结果表明,在自然语言处理与中文计算会议(NLPCC 2018)中知识库问答(KBQA)任务所提供的开源数据集上,本方法相比主流属性映射模型其性能有显著提升,准确率最高提升6.62%。本模型可以补足单一文本表示与注意力机制的短板,有效解决属性映射模块中语义歧义的问题,这有助于后续提高智能问答系统的整体性能。     

基于知识图谱的核电设备健康管理知识建模与分析

随着信息技术发展,设备健康数据与知识图谱技术结合为设备健康发展带来新的发展机遇,知识图谱利用其多种特异性优势,使企业系统中积累的海量设备维修数据得到有效整合利用.本文提出基于知识图谱的核电设备健康管理知识建模与分析方法,并根据实体关系模型构建维修知识图谱本体框架,同时基于核电企业实际的维修工单数据,从统计分析和关联分析两方面取得良好的实践效果.研究结果表明,知识图谱能够在设备维修知识的集成上解决传统的数据孤岛问题,同时能基于故障的可视化分析为维修人员和管理人员提供决策和知识支持.     

基于知识图谱嵌入的多跳中文知识问答方法

基于知识图谱嵌入模型, 提出一种知识图谱嵌入评分与链路评分相结合的评分方法, 以解决中文领域的多跳知识图谱问答任务, 与传统的单跳知识问答方法相比适用性更广. 该方法在搜索最优答案的同时构建一个查询链路, 通过查询给出答案集合, 从而有效缓解了现有方法中遗漏答案的情况. 在NLPCC-MH数据集上的实验结果表明, 该方法在多跳问题上的平均F₁值为0.653, 显著优于对比方法. 真实知识图谱通常存在链路缺失的情况, 实验以随机丢弃25%三元组的方式模拟了知识图谱的稀疏性, 结果表明该方法在这种情况下仍然有效.     

知识发现与属性特征

知识概念的研究是知识表示、知识发现和知识获取的基础.利用概念的内涵与外延的特点,给出信息系统的知识概念,得到信息系统知识概念的性质和知识发现原理,并给出基于知识概念的属性约简和应用.     

基于WOS数据库的饮用水源地评价知识图谱分析

基于Web of Science(WOS)数据库中收录的饮用水源地评价学术论文,综合运用知识图谱构建工具和传统文献研究方法,建立了饮用水源地评价知识图谱,分析了其年代发展演化过程,并给出其未来发展趋势。结果表明：该领域经历了早期积累、持续发展和快速发展三大阶段,呈现以环境科学、环境工程和水资源学为核心,多学科交叉融合发展态势;研究主题丰富,主题数量和热度分布总体上呈现不断扩展和持续集中并存的发展态势;不同国家或地区对饮用水源地评价研究的偏好主要由本地区主要饮用水源地类型及其面临的污染胁迫类型所决定;当前的重要研究前沿热点涉及新兴污染物的危害、污染物去除工艺效果、湖库水源地富营养化、水质评价方法、水污染的人类健康风险、污染物检测新技术、气候变化对饮用水的影响、工农业生产与饮用水安全、水生态系统健康等9个方面。指出未来应充分归纳各类饮用水源地的系统特征及其对评价主题的约束作用,建立智慧的饮用水源地监测-评估-预测-预警-响应集成技术体系,加强饮用水源地系统健康定量表征、演化模式和驱动机制研究。     

属性扰动知识规律与它的链式结构

知识的属性扰动引起知识规律的变化,这些属性扰动知识规律具有链式特征;利用S-粗集,给出知识规律、属性扰动的知识规律和扰动度的概念,并对知识规律与属性扰动的知识规律进行了讨论,提出了属性扰动知识规律的链式定理.     

基于知识图谱的情报学学科发展研究

应用CiteSpaceⅡ,对SSCI收录的1999—2011年的5种核心期刊所发表的4064篇情报学文献进行了分析。通过绘制研究机构知识图谱,对情报学研究机构进行了分析,发现美国、英国和中国的情报学研究最为突出;通过绘制引文知识图谱,确定了中介中心性高的文献,把情报学学科发展研究分为3个阶段进行,分析了各个阶段研究主题的变化。     

电力系统知识图谱的研究

为了能够更加及时有效地组织、管理和利用电力系统中的海量数据,需要利用知识图谱技术将其转化为电力相关知识,以帮助电力调度人员进行决策。本文在已有数据库的基础上,通过使用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)+条件随机场(conditional random field,CRF)结构的框架进行电力知识的实体抽取,再利用脉冲耦合神经网络（pulse coupled neural network,PCNN）神经网络模型对数据库中的实体进行关系抽取,提取相关的电力知识,有效地改善了知识抽取的准确性与抽取速度。     

中文影视知识图谱构建研究

采用半自动化的方法构建中文影视知识图谱。以国内影视领域数据为研究对象,对豆瓣网、百度百科和时光网的数据进行本体对齐,使异构数据源语义描述一致。在知识融合方面,借鉴并优化了Similarity Flooding算法的核心思想,实验结果表明,实体匹配的准确率基本保持在85%以上。建立了中文影视知识图谱可视化平台,并提供开放性的数据访问和查询接口。     

基于潜在语义分析的领域知识地图构建技术

信息过载现象普遍存在于产品设计过程中,而提升信息和知识检索的准确性是解决该问题的主要手段. 领域知识地图能够为知识检索引擎提供领域知识关联信息,以提升知识检索的准确性. 针对领域知识地图的构建,提出了一种半自动化的领域知识地图构建过程. 该过程采用领域专家定义领域特征集的方法来提升领域特征集的全面性和独立性,进一步采用潜在语义分析技术（LSA）消除领域特征集中存在的语义交叉. 通过分析领域知识相似度的分布,采用优先去除中距离的策略构建最终的知识地图. 最后给出数控领域知识地图的构建过程,证明了该方法的有效性.      

面向产品开发的知识地图构建

设计知识描述方式的复杂性和存储的分散性造成了知识共享和知识重用等方面的困难.通过分析产品开发中知识的表现形式、分布和使用情况,以及知识地图的特征、用途,提出了一种基于元知识和XML的可视化方法来进行产品开发中的知识管理,即利用元知识来统一描述知识内容及背景,并利用可视化技术生成基于XML的概念图、流程图、能力图等多种视图的知识地图来减少知识孤岛现象,推动知识的重用.最后针对客车的开发过程,建立了知识地图实例来进行说明.     

高校图书馆知识地图的构建

分析了高校图书馆知识资源的分类,阐述了知识地图的相关概念,探讨了高校图书馆知识地图的构建方式。     

图书馆专家知识地图构建与应用

从专家知识地图构建的准备、研发、宣传和维护更新等四个方面探讨了图书馆专家知识地图构建的方法,并从实践角度分析了如何运用专家知识地图来进行参考咨询服务,以实现专家显性和隐性知识向读者显性和隐性知识的有效转化,同时提升图书馆知识服务的能力与效率.     

国外即兴研究的知识图谱分析

以 1998~2019年 Web of Science 核心数据库中SSCI收录的1072篇即兴文献为研究对象,综合运用 Citespace5.7 可视化软件,获取了即兴研究领域的重要作者及经典文献;使用文献共被引分析、关键词聚类分析、突变率检测等方法,通过可视化图谱挖掘出即兴研究的若干热点主题,并讨论了即兴研究的前沿趋势。研究表明：即兴研究仍处于快速发展阶段,其研究热点涵盖了创新、创业、教育培训等领域;团队即兴、专业知识、认知障碍治疗、即兴干预等是较为集中的重要前沿和发展趋势,仍将继续受到学者们的关注。     

基于共词知识图谱的材料工程学科研究热点及研究趋势分析

本文将知识图谱这一最新的科学计量学技术方法应用到我国材料工程学科中,通过将两门学科(材料学和焊接学)作为研究对象,全方位的构建两门学科的共词知识图谱,以此来凸显两个学科的研究热点、研究趋势及发展。     

材料硬度与键合性质关系分析

基于密度泛函第一性原理方法,在广义梯度近似计算条件下获得了多种典型晶体材料的晶体结构和弹性的参数,以imu。nek A.理论小组硬度计算模型为基础,着重分析了晶体硬度与体弹模量B、剪切模量G之间的关系,澄清了难压缩与超硬之间的关系;通过对晶体的键密度和键布居等信息的分析,提出了理论硬度计算模型中的一个改进,并定性预测了化合物晶体成为超硬材料的基本特征,为今后新型超硬材料的理论预测和实验合成提供了重要参考。     

基于Citespace的国际体育基因研究知识图谱分析

为分析国际体育基因研究现状,运用知识图谱、借助CitespaceⅢ软件对其进行可视化分析.结果发现:美国在体育基因研究领域处于领军地位,体育科学、农学、基因遗传学、医学和生理学等学科的不断融合,创造了国际体育基因研究的新局面;研究主题包括危害、运动科学、基因组学和遗传复制4个方面;当前的研究热点主要体现在运动能力、基因多态性、骨骼肌肉、身体活动、竞技能力等方面,其中对运动能力的研究最广泛.在此基础上,进一步对我国体育基因研究提出了具体的思路和建议.     

主要国家重点科技投入知识图谱的构建与应用研究

由于国家在一个时期内的科技投入的方向和强度最能反映出国家未来科技发展趋势,本研究提出构建基于科技投入和核心技术的政策要素知识图谱,意欲分析得出各国科技发展方向及趋势的情报,从而支撑科技发展布局与趋势研判.本研究总结了情报监测的科技政策文本中支撑情报分析的关键要素,提出了基于政策要素的知识图谱模型,探索了智能计算的政策分析方法.通过对美国、英国、法国、德国、日本和韩国近年科技投入的优先领域、技术、资助项目、资助强度等相关知识的信息抽取和内容分析,形成了基于领域的政策知识图谱,并利用两个实例演示了基于知识图谱的情报检索与分析效果.本技术对情报分析人员、决策人员审视宏观科技布局和前瞻科技发展方向有所帮助.