基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法技术

基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，涉及知识图谱构建领域，包括：现有建筑本体复用，获取

【技术实现步骤摘要】
基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法


[0001]本专利技术涉及知识图谱构建
，具体涉及一种基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法
。

技术介绍

[0002]建筑运维是确保建筑设施持续高效运行的必要手段
。
其中，绿色建筑领域长期存在“重设计
、
轻运维”的问题，而且运维管理的智能化程度也有待提升
。
知识图谱作为一种结构化和关联性的语义网络图，可以整合和管理与建筑运维相关的数据和信息，实现智能运维
。
朱庆等提出了模式层自上而下和数据层自下而上的构建方式，将铁路隧道施工建设过程中与安全质量进度关联的关键要素概念与语义关系融入知识图谱
(
朱庆
,
王所智
,
丁雨淋
,
等
.
铁路隧道钻爆法施工智能管理的安全质量进度知识图谱构建方法
[J].
武汉大学学报
(
信息科学版
),2022,47(8):1155
‑
1164.)。
杨小霞等针对桥梁检测报告中数据抽取融合不充分以及管养决策过程中知识问答服务不足的问题，提出一种桥梁检测领域知识图谱构建与知识问答方法
(
杨小霞
,
杨建喜
,
李韧
,
等
.
桥梁检测领域知识图谱构建与知识问答方法
[J].
计算机应用
,2022,42(S1):28
‑
36.)。
刘玥针对目前消防设计审查工作中出现的问题，提出了面向
BIM
模型消防审查的规范语义模型构建方法
(
刘玥
.
面向
BIM
消防审查的规范语义模型构建方法专利技术
[D].
北京建筑大学
,2022.)。
陈远等通过对规范中的条文进行知识分析，并总结了规范知识表达式，完成了合规性检查的过程
(
陈远
,
张雨
,
康虹
.
基于知识管理的
BIM
模型建筑设计合规性自动检查系统专利技术
[J].
图学学报
,2020,41(3):490
‑
499.)。
[0003]通过对现有建筑领域知识图谱的构建方法进行梳理后发现，虽然目前知识图谱在建筑领域的应用已日渐丰富，但仍有一些不足需要改进：
[0004](1)
知识图谱在绿色建筑运维领域的应用仍待探索
。
现有的知识图谱和建筑本体中缺少绿色建筑运维领域的知识，而另一方面目前绿色建筑亟待借助数字技术实现运维目标
。
利用数字技术解决绿色建筑运维问题时，大多仅关注于节水
、
节能以及管理等单一视角，缺乏对运维问题全周期的技术支持
。
[0005](2)
构建模式层时没有充分复用现有建筑本体
。
部分现有技术没有复用现有建筑本体或仅对其中的小部分进行了参考
。
虽然很多领域知识图谱的构建方法中，模式层的层次结构和逻辑关系并没有相对统一的参考标准，但是现有建筑本体的设计通常涉及多个专家的参与和领域知识的综合，可以从多个专家的角度和经验中汲取最佳的知识和共识
。
因此构建模式层应优先考虑对现有建筑本体进行复用或扩展
。
[0006](3)
构建模式层时忽视了行业规范知识
。
行业规范是基于多年的实践和经验总结而形成，代表了行业内专业人士的共识，并且为相关领域确立了一套统一的方法和标准
。
目前模式层的构建主要基于某些特定的方法，往往将行业规范知识和其它来源的知识放在同等地位进行抽取，没有对行业规范知识进行充分利用
。
[0007]另外，通过对建筑运维规范知识本体的相关文献进行综述，发现目前在基于本体的合规性审查方面已经取得了阶段性的进展，但是在规范知识建模和建筑本体应用方面仍
存在以下难点和问题：
[0008](1)
大部分规范条文难以结构化表达
。
现有的规范知识建模只针对易于结构化表达的条文，这些条文一般具有明确的属性值或是包含关系和空间关系
。
但是规范中还包含大量计算机难以识别的条文
。
这些条文作为建筑行业的知识资产，承载了丰富的专业知识和经验，如果缺失很大程度上会影响领域知识图谱的完备性
。
[0009](2)
知识建模的过程中部分信息缺失
。
规范条文的主要信息通常包括建筑构件
、
构件属性
、
比较词和属性值等等，现有方法也都是针对主要信息进行知识建模
。
但是规范条文还包括规范编号和表示严格程度的情态词，这些信息作为规范知识的一部分通常在知识建模过程中被忽略
。
而将这些次要信息存储到知识图谱中去，有利于提高规范转译的准确性以及进一步开展相关领域的知识推理
。
[0010](3)
规范转译和现有建筑本体扩展具有一定开发难度
。
目前的规范转译一般采用
SWRL(Semantic Web Rule Language)
规则对规范条文进行形式化表达，但定义繁杂的
SWRL
规则，大大增加了本体构建的开发成本
。
[0011]此外，针对
IfcOWL(IfcOWL
定义了一个建筑信息模型
IFC
本体，可以通过
OWL
语言表进行表示
)
的扩展大多数学者选择基于
EXPRESS
语言扩展
IFC
标准的自定义属性集，随后建立
EXPRESS
和
OWL
语言的映射框架，进而构建出含有相关领域知识的
IfcOWL
本体
。
但这种扩展路径较为繁琐且扩展内容严格限制在
IFC
标准的自身框架下
。

技术实现思路

[0012]为了解决如何以现有建筑本体为基础
、
以行业规范为知识来源构建适用于建筑运维领域的知识图谱，本专利技术提供了一种基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，构建基于行业规范的绿色建筑运维知识图谱对于建筑运维问题的解决具有现实意义，同时也为建筑领域知识图谱的构建提供了理论基础
。
[0013]本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0014]本专利技术的基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，包括以下步骤：
[0015]步骤一
、
现有建筑本体复用，获取
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
现有建筑本体复用，获取
IfcOWL
本体；步骤二
、
通过规范分析，对规范条文进行分类，同时对规范条文进行分词和实体识别，构建规范知识表达式，获取建筑运维规范本体；步骤三
、
对规范知识表达式进行结构化，实现基于
OWL
语言的规范转译，建立建筑运维规范本体；将建筑运维规范本体与
IfcOWL
本体相融合，构建绿色建筑运维知识本体；步骤四
、
基于自顶向下和自底向上相结合的方法构建绿色建筑运维知识图谱
。2.
根据权利要求1所述的基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，其特征在于，步骤一中，所述现有建筑本体复用方法为：
(1)
新增节点与现有节点含义相同时，直接使用在
IfcOWL
中的现有节点；
(2)
新增节点是现有节点的子类时，需扩展现有节点
。3.
根据权利要求1所述的基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，其特征在于，步骤一中，采用
ChatGPT
辅助进行现有建筑本体复用
。4.
根据权利要求1所述的基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，其特征在于，步骤二中，对规范条文进行分类的具体操作流程如下：
(1)
从规范转译角度，将规范条文分成易结构化和难结构化；结构化是将自然语言表达的规范条文转换成计算机可读的语句；知识图谱中的知识采用
(
实体
)
‑
[
关系
]
‑
(
实体
)
或
(
实体
)
‑
{
属性
:
属性值
}
的结构表示，若规范条文拆分后可由知识图谱的三元组结构表示，则称为易结构化；反之则称为难结构化；
(2)
从约束内容角度，将规范条文分为六种类型：属性约束
、
关系约束
、
规范约束
、
行动约束
、
状态约束和非约束；
(3)
从约束形式角度，将有明确规定值的规范条文称为可形式化规范条文，其含义通过
OWL
语言中的数据属性进行表达；其它没有明确规定值的规范条文称为非形式化条文或半形式化条文，其含义通过对象属性进行表达
。5.
根据权利要求1所述的基于行业规范和现有本体的建筑运维知识图谱构建方法，其特征在于，步骤二中，对规范条文进行分词和实体识别的具体操作流程如下：对规范条文进行处理，将复杂的长句拆分为短句，对这些短句进行进一步拆分，将其拆分成单个词语；规范分词后对各类词语进行实体识别，包括：运维对象
、
运维属性
、
运维行动
、
运维状态
、
前提条件
、
情态词
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：周毅，甘子琛，王晓慧，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：