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水 利 学 报
２０２３年 ６月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 ６期
文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）０６ － ０６６６ － １１
知识驱动的水利工程应急方案智能生成方法
—以南水北调中线工程为例
４
１
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刘雪梅 １，２ ，卢汉康 ，李海瑞 ，槐先锋 ，陈晓璐 ４
（１．华北水利水电大学 信息工程学院，河南 郑州 ４５００００；
２．黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心，河南 郑州 ４５００００；
３．华北水利水电大学 管理与经济学院，河南 郑州 ４５００００；
４．中国南水北调集团中线有限公司，北京 １０００３８）
摘要：水利工程传统应急方案存在数字化程度低、内容关联性差、智能辅助决策不足等问题。本文利用知识图谱
和深度学习技术，创建一种水利工程应急方案智能生成模式。首先基于风险防控手册及险情抢险应急方案等文
本，提出应急方案知识图谱本体模型，构建应急方案知识图谱，实现应急方案文本中非结构信息的结构化表达。
其次，基于水利工程巡检文本，利用 ＢＥＲＴ（Ｂｉ － ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＥｎｃｏｄｅｒＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｆｒｏｍ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ） ＋ ＢｉＬＳＴＭ＋ ＣＲＦ
（Ｂｉ － ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＬｏｎｇＳｈｏｒｔＴｅｒｍ ＭｅｍｏｒｙｗｉｔｈＣｏｎｄｉｔｉｏｎａｌＲａｎｄｏｍ Ｆｉｅｌｄｓ）实体识别模型，智能识别巡检文本中的风险
事件、工程等实体。最后，设计应急方案智能生成模板，通过多特征融合的实体对齐技术、知识检索与推理技
术，实现应急方案的智能生成与推送。通过模型准确性分析以及 “渠道渗漏” 等实例验证，本文方法识别准确率
高（ Ｆ１值为 ９６．２１％），生成的应急方案可靠，可推广到水利工程应急抢险以及应急预案智能生成等应急管理工
作中。
关键词：知识图谱；水利工程；应急方案；南水北调
文献标识码：Ａ
中图分类号：Ｘ９３；ＴＶ５１３ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２２０９９４
１ 研究背景
南水北调中线工程线路长，沿途环境复杂多变，工程运行过程中存在诸多风险。针对各类突发险
情，敏捷有效的应急响应颇为重要。目前，南水北调应急方案大多以纸质文本、电子文档形式存储，
存在查询检索效率低、内容关联弱、智能辅助决策不足等问题。因此，探索科学高效的应急方案智能
生成方法十分必要。
目前应急方案智能生成主要采用案例推理技术，通过匹配目标案例与历史案例的相似性，复用或
修改相似度最高的历史案例应急方案来解决突发险情 ［１］ ，封超 ［２］ 、王兴鹏等 ［３］ 考虑案例特征属性，通
［６］
［５］
过计算案例相似度生成应急方案；姚鑫 ［４］ 、Ｚｈｅｎｇ 、Ｙｕ 、Ｚｈａｎｇ等 ［７］ 分别采用剪枝算法、融合主
观偏好与客观信息的动态检索算法、设计差分进化算法等来优化案例检索，提高应急方案的准确性与
实效性。上述研究主要依赖于历史案例库规模以及案例属性的筛选与计算，生成的应急方案以文档呈
现，数字化程度低，知识关联性弱。
知识图谱 ［８］ 于 ２０１２年诞生，最初被应用于语义搜索 ［９］ 、智能问答 ［１０］ 、智能推荐 ［１１］ 等，实现海量
知识的快速获取、合理组织、科学利用。近年来，知识图谱亦被应用于应急管理领域，Ｌｉ等 ［１２］ 利用
收稿日期：２０２２ － １２ － １２；网络首发日期：２０２３ － ０６ － ０７
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３０６０６．１０５７．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：河南省科学院科技开放合作项目（２２０９０１００８）；国家自然科学基金项目（７２２７１０９１）
作者简介：刘雪梅（１９６５ － ），教授，主要从事水利信息化研究。Ｅ － ｍａｉｌ：１３５４８７９５５９＠ｑｑ．ｃｏｍ
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