基于门控邻居融合的继电保护运维知识图谱

《Electronics》：A Gated Neighbor Fusion-Based Knowledge Graph for Relay Protection Operation and Maintenance

　　

摘要

继电保护运维（O&M）涉及设备手册、运维记录和行业规范等多源文档，专业术语密集且知识分散，使得传统检索方法难以实现精确关联。本文提出了一种结合邻域门控机制的继电保护运维知识图谱构建与应用方法。首先，建立了一个领域模式，涵盖五个核心实体类型：一次设备、保护功能、功能组件、定值参数和二次回路信号，以及实体间的语义关系。其次，提出了一种 MacBERT-GNF-CRF 实体识别模型，该模型在预训练语义编码的基础上引入了门控邻域特征融合（GNF）机制，以增强实体边界附近的局部语义表示；实验结果表明，该模型的 F₁ 分数达到 0.946。构建了一种 MacBERT-GNF-RC 关系提取模型，以实现实体对之间语义关联的自动判别。经过实体消歧和知识融合后，基于 Neo4j 完成了知识图谱的存储和可视化。此外，开发了一种知识图谱增强型报警问答原型，并使用一个代表性的 220 kV 复合报警案例和 50 个历史报警案例进行了评估。专家评估表明，与直接的大语言模型（LLM）回答相比，知识图谱（KG）增强显著提高了报警解读质量和证据可追溯性。