基于知識(shí)圖譜的特種設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)意見(jiàn)書(shū)開(kāi)具系統(tǒng)的研究

摘要：文中針對(duì)特種設(shè)備檢驗(yàn)人員在檢驗(yàn)過(guò)程中需要將發(fā)現(xiàn)的特種設(shè)備缺陷向用戶(hù)開(kāi)具書(shū)面整改意見(jiàn)的情況，提出一種基于知識(shí)圖譜的特種設(shè)備檢驗(yàn)整改意見(jiàn)開(kāi)具系統(tǒng)。通過(guò)重新對(duì)特種設(shè)備缺陷整改問(wèn)題描述內(nèi)容、事故案例、維護(hù)保養(yǎng)等數(shù)據(jù)進(jìn)行知識(shí)抽取、關(guān)聯(lián)融合和可視化展示，構(gòu)建特種設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)意見(jiàn)的知識(shí)圖譜，結(jié)合特種設(shè)備檢驗(yàn)流程，設(shè)計(jì)和初步實(shí)現(xiàn)一種可以現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)具檢驗(yàn)意見(jiàn)書(shū)的知識(shí)圖譜系統(tǒng)，幫助檢驗(yàn)人員快速、準(zhǔn)確、完整和規(guī)范開(kāi)具現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)意見(jiàn)書(shū)，提高檢驗(yàn)人員工作效率和工作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：知識(shí)圖譜；特種設(shè)備檢驗(yàn)；意見(jiàn)書(shū)開(kāi)具系統(tǒng)

Research on the Issuing System of On-site Inspection Proposals for Special Equipments Based on Knowledge Graph

ZENG Yuanyue

（Quanzhou Branch of Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute， Quanzhou 362000， Fujian， China）

Abstract： In view of the situation that special equipment inspectors need to issue written rectification proposals to users for special equipment defects found during the inspection process， a special equipment inspection rectification opinions issuance system based on knowledge graph is proposed. The knowledge graph of on-site inspectionproposals of special equipments is constructed through knowledge extraction， association fusion and visual display of data such as defect rectification problem description， accident cases and maintenance of special equipment. Combined with the inspection process of special equipments， a knowledge graph system that can issue inspection proposals on site is designed and initially implemented to help inspectors issue on-site inspection proposals quickly， accurately， completely and normatively， to improve the efficiency of inspecting.

Key Words： Knowledge graph; Special equipment inspection; Opinion issuance system

0引言

在特種設(shè)備檢驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)人員對(duì)檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需要受檢單位進(jìn)行處理時(shí)，常需要出具《檢驗(yàn)意見(jiàn)通知書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“《意見(jiàn)書(shū)》”），還常作為正式檢驗(yàn)報(bào)告出具前對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果出具的有效意見(jiàn)，起到彌補(bǔ)檢驗(yàn)報(bào)告時(shí)間滯后的作用。[1]在全國(guó)層面，由于統(tǒng)一規(guī)范《意見(jiàn)書(shū)》中的缺陷整改問(wèn)題描述內(nèi)容難度還比較大，且不同的檢驗(yàn)人員對(duì)特種設(shè)備法律法規(guī)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和安全技術(shù)規(guī)范的理解各不相同，檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)不同，書(shū)面描述特種設(shè)備缺陷整改問(wèn)題的用語(yǔ)習(xí)慣也不同，同一個(gè)缺陷的整改意見(jiàn)描述存在較大不同，甚至實(shí)際缺陷與整改意見(jiàn)描述不一致，可能造成受檢單位理解不透徹，整改意識(shí)不夠強(qiáng)，隱患整改不到位，最終導(dǎo)致發(fā)生人員傷亡和設(shè)備財(cái)產(chǎn)損失的事故。

此外，目前《意見(jiàn)書(shū)》絕大部分仍為現(xiàn)場(chǎng)手工開(kāi)具的紙質(zhì)版，開(kāi)具后隨檢驗(yàn)報(bào)告手工錄入軟件系統(tǒng)，并以紙質(zhì)材料存檔，不僅耗時(shí)，而且存在紙質(zhì)與電子錄入數(shù)據(jù)可能不一致的情況，不利于開(kāi)展特種設(shè)備隱患大數(shù)據(jù)分析，也制約著安全監(jiān)管部門(mén)實(shí)施科學(xué)監(jiān)管、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)開(kāi)展精準(zhǔn)檢驗(yàn)。

1研究現(xiàn)狀

知識(shí)圖譜技術(shù)將知識(shí)或數(shù)據(jù)加以關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的描述及推理，并最終實(shí)現(xiàn)像人類(lèi)一樣對(duì)事物的因果關(guān)系進(jìn)行理解與解釋[2-4]。由于特種設(shè)備領(lǐng)域涉及面廣、技術(shù)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備隱患的描述內(nèi)容多樣化，語(yǔ)義分析較為復(fù)雜，構(gòu)建該方面的知識(shí)圖譜難度極大。胡素峰等開(kāi)展了特種設(shè)備法規(guī)文件體系圖譜表達(dá)研究[5]，侯靖琳等提出了基于知識(shí)圖譜嵌入和補(bǔ)全的電梯故障預(yù)測(cè)方法[6]，基于知識(shí)圖譜的特種設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)意見(jiàn)書(shū)開(kāi)具系統(tǒng)的研究尚未被提出。

因此，文中針對(duì)以上問(wèn)題，通過(guò)將歷次檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷描述內(nèi)容進(jìn)行分析、抽取、融合和推理，構(gòu)建特種設(shè)備缺陷描述知識(shí)圖譜，應(yīng)用到現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)平板軟件中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)具《意見(jiàn)書(shū)》，并自動(dòng)導(dǎo)入到檢驗(yàn)報(bào)告，提高檢驗(yàn)效率和檢驗(yàn)質(zhì)量。

2缺陷整改意見(jiàn)知識(shí)圖譜的構(gòu)建

特種設(shè)備檢驗(yàn)缺陷整改意見(jiàn)知識(shí)圖譜的構(gòu)建主要由兩個(gè)階段組成：模式層設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)層構(gòu)建。模式層是為知識(shí)領(lǐng)域的概念集而設(shè)計(jì)的，強(qiáng)調(diào)概念及其關(guān)系的形式表達(dá)。而數(shù)據(jù)層對(duì)物理世界層面進(jìn)行描述，強(qiáng)調(diào)客觀事實(shí)。[7]

2.1模式層設(shè)計(jì)

模式層是知識(shí)圖譜的核心，特種設(shè)備檢驗(yàn)缺陷整改意見(jiàn)知識(shí)圖譜的數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域性，因此采用自頂而下的技術(shù)方式來(lái)構(gòu)建，包含概念、關(guān)系、屬性三個(gè)核心要素，概念是指不同的實(shí)體類(lèi)別，關(guān)系指具體實(shí)體之間的關(guān)系，屬性則是實(shí)體所具備的自身屬性。例如，通過(guò)對(duì)某省2021年度的電梯定期檢驗(yàn)不合格項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和整理，獲得8161條檢驗(yàn)不合格描述數(shù)據(jù)，通過(guò)詳細(xì)分析整個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程，確定可將本體概念劃分為7個(gè)實(shí)體概念（設(shè)備種類(lèi)、缺陷部件、檢驗(yàn)類(lèi)型、不合格項(xiàng)目、不合格描述、整改意見(jiàn)、責(zé)任主體），9種關(guān)系（從屬、包含、涉及、造成、發(fā)生、可能、影響、預(yù)防、原因）和11個(gè)屬性（識(shí)別碼、編號(hào)、名稱(chēng)、日期、地點(diǎn)、數(shù)量、人員、部位、數(shù)值、期限、結(jié)論），主要概念、關(guān)系和屬性如表1～表3所示。

2.2數(shù)據(jù)層構(gòu)建

通過(guò)分析模式層中本體-本體關(guān)系、本體-屬性關(guān)系，將整改意見(jiàn)原始數(shù)據(jù)劃分為結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化三類(lèi)數(shù)據(jù)，其中，結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)可以直接用三元組的方式存入圖數(shù)據(jù)庫(kù)中，包括設(shè)備基本信息、設(shè)備檢驗(yàn)信息等，例如{責(zé)任主體、設(shè)備種類(lèi)、數(shù)量}、{設(shè)備種類(lèi)、識(shí)別碼、編號(hào)}、{檢驗(yàn)類(lèi)型、檢驗(yàn)人員、日期}等。半結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)在特種設(shè)備領(lǐng)域一般包括設(shè)備自檢報(bào)告、維保記錄、故障記錄等，通過(guò)結(jié)合特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)等組織專(zhuān)家進(jìn)行梳理和制定規(guī)則，將其轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，如{轎內(nèi)應(yīng)急報(bào)警失效影響人員被困求救}、{底坑積水可能會(huì)導(dǎo)致電氣開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作}。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)主要是一些文字性附加描述以及現(xiàn)象描述信息，由于該部分?jǐn)?shù)據(jù)并不是特別大，通過(guò)制定詞典和規(guī)則進(jìn)行人工知識(shí)抽取。以電梯檢驗(yàn)為例，部分知識(shí)圖譜結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

特種設(shè)備檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)整改意見(jiàn)系統(tǒng)基于安卓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，可嵌入或獨(dú)立于檢驗(yàn)平板App軟件，主要功能包括人員身份驗(yàn)證、離線式現(xiàn)場(chǎng)整改意見(jiàn)書(shū)模板下載、檢驗(yàn)整改意見(jiàn)錄入、現(xiàn)場(chǎng)整改意見(jiàn)打印、PDF表單數(shù)據(jù)上傳等模塊，實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)圖譜的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)缺陷問(wèn)題的智能檢索、整改意見(jiàn)書(shū)的自動(dòng)生成和打印輸出、App端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)交互，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

3.1 人員身份驗(yàn)證

該功能模塊實(shí)現(xiàn)身份鑒權(quán)識(shí)別功能。通過(guò)在服務(wù)端開(kāi)設(shè)身份驗(yàn)證接口，檢驗(yàn)人員在使用平板App軟件采用賬號(hào)密碼登錄時(shí)，登錄信息經(jīng)過(guò)加密封裝后向服務(wù)端發(fā)送驗(yàn)證請(qǐng)求，經(jīng)過(guò)接口驗(yàn)證后返回驗(yàn)證結(jié)果，驗(yàn)證通過(guò)將同步該賬號(hào)下所有待檢驗(yàn)設(shè)備清單，支持離線時(shí)直接打開(kāi)已下載的模板。

3.2 模板下載

該功能模塊實(shí)現(xiàn)《意見(jiàn)書(shū)》的PDF模板下載功能。檢驗(yàn)人員登錄成功后，可以根據(jù)當(dāng)前受檢設(shè)備的識(shí)別碼、設(shè)備類(lèi)型等信息，下載對(duì)應(yīng)的《意見(jiàn)書(shū)》PDF空白模板或已經(jīng)上傳到服務(wù)端的PDF表單數(shù)據(jù)，也可以直接下載意見(jiàn)書(shū)模板。

3.3查詢(xún)信息

該功能模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)備、任務(wù)等信息查詢(xún)功能。檢驗(yàn)人員登錄成功后，可以查詢(xún)當(dāng)前登錄身份權(quán)限下的任務(wù)和設(shè)備信息，根據(jù)當(dāng)前選擇的任務(wù)或者設(shè)備下載對(duì)應(yīng)的《意見(jiàn)書(shū)》模板，或者直接在《意見(jiàn)書(shū)》中錄入整改意見(jiàn)。

3.4 整改意見(jiàn)錄入

該功能實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)圖譜的整改意見(jiàn)智能化錄入功能。首先是云端建立圖數(shù)據(jù)庫(kù)，提供設(shè)備基礎(chǔ)信息查詢(xún)、知識(shí)圖譜本體屬性三元組查詢(xún)接口，支持下載離線知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)包。其次，在App端現(xiàn)場(chǎng)錄入整改意見(jiàn)時(shí)，調(diào)用查詢(xún)?cè)O(shè)備信息接口自動(dòng)填寫(xiě)，需要錄入整改意見(jiàn)時(shí)，通過(guò)三元組查詢(xún)接口在線或者離線調(diào)用相應(yīng)的知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)。再次，對(duì)于知識(shí)圖譜庫(kù)中尚未收錄的整改意見(jiàn)，通過(guò)結(jié)構(gòu)化選項(xiàng)設(shè)置的方式，補(bǔ)充完善知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.5 整改意見(jiàn)打印

該功能實(shí)現(xiàn)整改意見(jiàn)的藍(lán)牙打印功能。通過(guò)將準(zhǔn)備打印的《意見(jiàn)書(shū)》內(nèi)容生成PDF版式文件，在使用單位電子簽名后，連接便攜式藍(lán)牙打印機(jī)并直接輸出，保存整改意見(jiàn)。當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)在線時(shí)，將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)端，根據(jù)《意見(jiàn)書(shū)》的錄入內(nèi)容同步更新知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。

4結(jié)語(yǔ)

特種設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)后的《意見(jiàn)書(shū)》內(nèi)容是檢驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程的核心數(shù)據(jù)，也是保障特種設(shè)備安全運(yùn)行的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。文中通過(guò)研究構(gòu)建特種設(shè)備缺陷的知識(shí)圖譜，提出開(kāi)發(fā)一種檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)整改意見(jiàn)系統(tǒng)，有利于輔助檢驗(yàn)人員開(kāi)具和規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)不合格內(nèi)容，提高檢驗(yàn)效率和夯實(shí)知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)為今后開(kāi)展設(shè)備隱患大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而，由于文中研究的知識(shí)圖譜僅以缺陷隱患數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)量尚不夠豐富，對(duì)數(shù)據(jù)層的構(gòu)建分類(lèi)還有待進(jìn)一步優(yōu)化完善，在今后的工作開(kāi)展中，還將在梳理特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范、特種設(shè)備相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等知識(shí)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富知識(shí)圖譜數(shù)據(jù)庫(kù)，完善本系統(tǒng)。

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收稿日期：2022-08-04

基金項(xiàng)目：福建省市場(chǎng)監(jiān)督管理局科研項(xiàng)目（FJMS2020014）

作者簡(jiǎn)介：曾遠(yuǎn)躍，男，福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院泉州分院新業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)室主任，高級(jí)工程師