一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统，所述系统从下至上包括数据层、业务层和应用层；所述数据层和铁路工务管理系统的数据接口连接，从中获取检养修计划和任务信息，并建立知识图谱，包括各种资源库、信息库、业务流程库以及各库信息之间的内在关联，为业务层提供数据支持；所述业务层用于为应用层提供基于查询语言的语法，通过桥梁专业中文分词库进行语言处理及语法分析，得到符合桥梁专业的词语，还用于基于分词和语义对用户查询进行解析，搜索关键词、实体、概念和属性，并返回相应的内容；所述应用层用于提供基于检养修的信息查询、问题回答以及基于知识图谱服务的信息自动推送。本发明专利技术的系统能够显著改善检养修的服务效率，提高桥梁检养修质量。

A virtual assistant system for railway bridge maintenance

The invention discloses a railway bridge maintenance virtual assistant system, which comprises a data layer, a business layer and an application layer from the bottom to the top; the data layer is connected with the data interface of the railway maintenance management system, from which the maintenance plan and task information can be obtained, and a knowledge map can be established, including various resource databases, information databases, business process databases and the internal information among the database information In association, provide data support for the business layer; the business layer is used to provide query language based syntax for the application layer, language processing and syntax analysis through the Chinese word segmentation database of the bridge specialty, to get the words that meet the bridge specialty, and to analyze the user query based on the word segmentation and semantics, search for keywords, entities, concepts and attributes, and return the corresponding content The application layer is used to provide information query, question answer and information automatic push based on knowledge map service based on inspection, maintenance and repair. The system can significantly improve the service efficiency of maintenance and repair and improve the quality of bridge maintenance and repair.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统
本专利技术涉及铁路桥梁检养修
，具体涉及一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统。
技术介绍
截止2017年底，我国铁路营业里程为12.7万公里，其中高速铁路运营里程超过2.5万公里，中西部地区(含东三省)铁路营业里程达9.7万公里。铁路工务基础设施检养修的现代化管理和技术升级变的日益重要。目前我国工务管理执行“检养修分开”模式。通过界定车间班组职责,确定生产流程，从工务生产的检查、分析、计划、作业、验收几个关键环节的规范及相互制约入手，确保工务现场养修生产的安全和高效。作为工务基础设施重要组成部分的桥梁，其检查主要包括周期性检查、临时检查、水文观测、专项检查、检定试验；养护工作为周期性保养，一般以整座桥梁进行，规定不同的保养周期和工作范围；维修按照不同桥梁结构类型确定相应的综合维修周期，按照年度维修计划分月组织实施。检养修三种作业层次确保了运营团队的专业化、精细化，对于铁路桥梁结构服役状态的保持起到了至关重要的作用。当前高速铁路桥梁的检养修现状如下：1)现有信息化系统众多、相互孤立、操作复杂且用户体验较差：实际工务应用中往往存在多个不同系统，如生产管理系统、安全生产管理系统、检修管理系统、作业定位管理系统等等，这些系统之间横向信息共享程度低，数据一致性差，相关人员的应用无法实现协同，一定程度上反而降低了工作效率；系统操作过程中需要过多的点选操作，用户友好性较差。2)新型、复杂桥梁结构广泛应用，给检养修提出了新要求：随着高速铁路的大规模发展，以桥代路的建设理念以及复杂多样的空间分布促使了许多新型桥梁结构的应用，如系杆拱桥、刚构连续梁、公铁合建的斜拉桥、悬索桥等，设计过程中采用了新理念、新工艺、新材料，这些结构服役运营后，由于缺乏相应的应用实践，工务人员无法利用原有经验对检养修工作进行管控，致使检养修人员缺乏工作重心把控和及时、准确的技术指导，对检养修工作顺利开展提出了一个新挑战。3)天窗点检养修对人体机能的挑战。为了不影响线路的正常运营，检养修通常安排在晚上天窗点进行，时间一般为凌晨0点到4点，这段时间人体状态恰逢处于疲惫阶段，处理事件应变能力较差，容易出现工具物料出入查验不规范，遗留现场或者乱扔乱放，都存在安全风险。4)人员缺乏且素质有待提高。检养修人员不足、知识结构组成单一的现象普遍存在，也给检养修工作的准确性、有效性带来一定的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术缺陷，提出了一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统，所述系统从下至上包括数据层、业务层和应用层；所述数据层，和铁路工务管理系统的数据接口连接，从中获取检养修计划和任务信息，并建立知识图谱，包括各种资源库、信息库、业务流程库以及各库信息之间的内在关联，为业务层提供数据支持；所述业务层，用于为应用层提供基于查询语言的语法，通过桥梁专业中文分词库进行语言处理及语法分析，得到符合桥梁专业的词语，还用于基于分词和语义对用户查询进行解析，搜索关键词、实体、概念和属性，并返回相应的内容；所述应用层，用于提供基于检养修的信息查询、问题回答以及基于知识图谱服务的信息自动推送。作为上述系统的一种改进，所述资源库包括桥梁结构类型库、构件类别库、工具材料库、病害库、设备库、相关生产厂家库；所述信息库包括设计信息、施工信息以及已有的运维信息库；所述业务流程库包括检查作业指导书、维修养护手册、维修作业指导书以及相应的质量标准、安全风险库。作为上述系统的一种改进，所述实现各库信息之间的内在关联具体为：以铁路工程信息模型分类和编码标准的面分法进行关联，将铁路桥梁结构知识图谱中各种资源库中的业务逻辑进行本体、属性和值的划分，将铁路桥梁检养修中真实事物用各种实体、概念及之间的关系进行串联，用关系来描述实体与实体之间的关联，利用属性-值来描述内在特性，实现知识图谱中信息的关联检索。作为上述系统的一种改进，所述知识图谱能够进行扩展和补充，现场人员将新问题反馈线下专业支持模块，获取解决方案并进行合理性验证后，系统会将相关信息和流程补充增加到知识图谱中。作为上述系统的一种改进，所述业务层还包括：建立知识图谱的搜索索引模块，包括：索引文件创建单元，用于从知识图谱库中抽取相关数据，并配置相关的语义和字段；形成一系列待索引的文件；词语创建单元，用于将被索引的文件进行中文语言处理及语法、语义分析形成一系列的词语；和索引表创建单元：用于根据创建的索引进行存储并形成词典和反向索引表。作为上述系统的一种改进，所述应用层的知识图谱服务包括：病害库、维修养护手册、维修作业指导书、质量标准库、辅助现场作业的施工、验收及记录。作为上述系统的一种改进，所述知识图谱服务与第三方服务结合进行推送，所述第三方服务包括：天气、出行安排、日程管理和娱乐休闲。作为上述系统的一种改进，所述应用层还包括检养修信息查询模块：用于根据桥梁结构的检查情况，对病害进行分析，判定哪些构件需保养，同时结合例行检查，生成下一步保养计划和检查计划，待计划批复后，按照任务、时间推送给负责人，负责人根据任务安排给具体检查人员和保养人员。作为上述系统的一种改进，所述应用层包括问答模块：用于根据用户所询问的病害的类型，关联相关维修手册，提供维修的相关信息。作为上述系统的一种改进，所述应用层包括：业务信息模块元，通过对检养修数据的分析，判定某类桥梁某种构件发生的何种病害最多，然后将类似结果推送到负责同类桥梁运营工作人员，进行信息共享。本专利技术的优势在于：1、对话式、开放式交互大幅提升使用简便性基于智能语音对话方式提供服务：终端设备接收检养修相关的开放式指令，自动给出相应的精准反馈，不用再通过web端或PC端，实现了智能助理效果，提升了使用简便性。2、显著改善检养修的服务效率虚拟助理系统架构在各个铁路业务系统之上，通过无缝地抽取调度计划、设备检查、日常管理等业务信息，实现了检养修技术工作与整个工务管理操作的协同和生态关联；常见例行工作和生活资讯，如制度学习、规章提示、天气及待办事项提醒、娱乐休闲等，则实现了一对一的个性化服务，在为桥梁检养修人员提供极大工作便利的同时，也为检养修人员提供了良好的生活服务。3、主动提供个性化、专业化的技术服务根据用户特征描述或者专业服务频次，可以追踪数据并自动判定使用人员的工作重心和所负责工作的技术特点，如针对维修，可基于询问的病害特征，获取桥梁结构的受力行为、易损部位、典型病害、发展趋势等，并可自动给出相关的维修养护策略(包括作业程序、质量验收标准、安全风险提醒等)或相关领域专家联系方式，并主动推送相关的维护信息，提高桥梁检养修质量。附图说明图1为本专利技术的检养修虚拟助理系统功能架构；图2为本专利技术的索引创建和搜索的流程图；图3为本专利技术的搜索的步骤；图4为本专利技术的检养修虚拟助理系统知识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统，其特征在于，所述系统从下至上包括数据层、业务层和应用层；/n所述数据层，和铁路工务管理系统的数据接口连接，从中获取检养修计划和任务信息，并建立知识图谱，包括各种资源库、信息库、业务流程库以及各库信息之间的内在关联，为业务层提供数据支持；/n所述业务层，用于为应用层提供基于查询语言的语法，通过桥梁专业中文分词库进行语言处理及语法分析，得到符合桥梁专业的词语，还用于基于分词和语义对用户查询进行解析，搜索关键词、实体、概念和属性，并返回相应的内容；/n所述应用层，用于提供基于检养修的信息查询、问题回答以及基于知识图谱服务的信息自动推送。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路桥梁检养修虚拟助理系统，其特征在于，所述系统从下至上包括数据层、业务层和应用层；
所述数据层，和铁路工务管理系统的数据接口连接，从中获取检养修计划和任务信息，并建立知识图谱，包括各种资源库、信息库、业务流程库以及各库信息之间的内在关联，为业务层提供数据支持；
所述业务层，用于为应用层提供基于查询语言的语法，通过桥梁专业中文分词库进行语言处理及语法分析，得到符合桥梁专业的词语，还用于基于分词和语义对用户查询进行解析，搜索关键词、实体、概念和属性，并返回相应的内容；
所述应用层，用于提供基于检养修的信息查询、问题回答以及基于知识图谱服务的信息自动推送。


2.根据权利要求1所述的铁路桥梁检养修虚拟助理系统，其特征在于，所述资源库包括桥梁结构类型库、构件类别库、工具材料库、病害库、设备库、相关生产厂家库；所述信息库包括设计信息、施工信息以及已有的运维信息库；所述业务流程库包括检查作业指导书、维修养护手册、维修作业指导书以及相应的质量标准、安全风险库。


3.根据权利要求1或2所述的铁路桥梁检养修虚拟助理系统，其特征在于，所述实现各库信息之间的内在关联具体为：以铁路工程信息模型分类和编码标准的面分法进行关联，将铁路桥梁结构知识图谱中各种资源库中的业务逻辑进行本体、属性和值的划分，将铁路桥梁检养修中真实事物用各种实体、概念及之间的关系进行串联，用关系来描述实体与实体之间的关联，利用属性-值来描述内在特性，实现知识图谱中信息的关联检索。


4.根据权利要求1所述的铁路桥梁检养修虚拟助理系统，其特征在于，所述知识图谱能够进行扩展和补充，现场人员将新问题反馈线下专业支持模块，获取解决方案并进行合理性验证后，系统会将相关信息和流程补充增加到知识图谱中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓光，潘永杰，赵欣欣，芦永强，鞠晓臣，魏乾坤，李艳苹，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：北京;11