ICS號

中國標準文獻分類號

T/CESXXX?XXXX

CES

團體標準

T/CESXXX?XXXX

電力人工智能知識圖譜組件功能及接口規范

Functionandintegererfacespecificationofpowerartificial

integerelligenceknowledgeatlascomponent

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施

中國電工技術學會發布

Ⅱ

1范圍

本文件規定了知識圖譜組件的系統架構、功能模塊、服務接口及性能指標規范要求等內容。

本文件適用于知識圖譜組件的規劃、設計、開發、建設、運維等環節，各單位自建知識圖譜工具應

參照執行。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T5271.34-2006信息技術詞匯第34部分:人工智能神經網絡

GB/T35295-2017信息技術大數據術語

CESA-2020-2-020人工智能知識圖譜性能評估與測試規范

CESA-2020-2-019人工智能知識圖譜分類分級規范

3術語和定義

GB/T37722-2019、GB/T28821-2012、CESA-2020-2-020、CESA-2020-2-019界定的以及下列術語和

定義適用于本文件。為了便于使用，以下重復列出了Q/GDW12118.2—2021中的某些術語和定義。

3.1知識圖譜knowledgegraph

知識圖譜最早由Google提出，是用于增強其搜索的知識庫；其本質上是一種語義網絡(semantic

network)；網絡中的結點代表實體(entity)或者概念(concept)，邊代表實體/概念之間的各種語義關

系。

[Q/GDW12118.2—2021,定義3.7]

3.2知識knowledge

經維護、處理和解釋后的信息。知識是一種經過驗證為真的共同信念,是人對客觀規律的認知。知

識是經過選擇的信息，具有一定的目的性。知識是人對客觀規律的認識與掌握，是通過人的思維重新組

合和系統化的信息。

3.3本體Ontology

語義數據模型，用于定義事物的類型以及可用于描述它們的屬性，是廣義的數據模型，并不包含有

關具體個體的信息。

3.4本體模型OntologyPattern

本體的形式化描述。

3.5知識建模knowledgemodeling

建立知識圖譜的概念模型和知識層次的活動，通過知識建模，知識圖譜構建任務能夠明確知識圖譜

的本體結構。

3.6資源描述框架ResourceDescriptionFramework

使用XML語法來表示的資料模型（Resourcemodel）,用來描述Web資源的特性,及資源與資源之間的

關系，其本質是一個數據模型（DataModel），由W3C在1999年2月22日頒布。

1

3.7資源描述框架模型RDFSchemaRDFS

用于定義元數據屬性元素（例如“創建者”），以描述資源的一種定義語言。它在RDF的基礎上提

供了一個術語、概念的定義方式，以及哪些屬性可以應用到哪些對象上，為RDF模型提供了一個基本的

類型系統。

3.8網絡本體語言WebOntologyLanguage

W3C提出的對RDFS擴展語言，用于對本體進行語義描述。

3.9神經網絡NeuralNetworks

由加權鏈路且權值可調整連接的基本處理元素的網絡，通過把非線性函數作用到其輸入值上使每個

單元產生一個值，并把它傳送給其他單元或把它表示成輸出值。

4縮略語

API：應用程序接口（ApplicationProgrammingintegererface）

https：超文本傳輸安全協議（HyperTextTransferProtocoloverSecureSocketLayer）

NoSQL：非關系型的數據庫(NotOnlySQL)

OWL：網絡本體語言(WebOntologyLanguage)

TPS：事務數/秒(TransactionsPerSecond)

XML：可擴展標記語言(ExtensibleMarkupLanguage)

5系統架構

5.1電力知識圖譜

電力知識圖譜以結構化方式刻畫電力系統中的概念、實體、事件及其間的關系，充分利用電力物聯

網所承載的數據信息，為電力行業產業鏈提供一種更為有效的跨媒體大數據組織、管理、認知能力。由

于電力領域知識廣泛來源于傳統的電力知識工程系統、專家經驗知識庫等結構化數據與電力標準、制度、

法律、法規以及專家、技術人員的經驗等半/非結構化數據，涉及多個業務領域，因而其知識也可按照

復用程度的差異劃分為通用知識和專用知識2大部分。例如部分電力設備的名稱、電壓等級、容量以及

單位組織架構等信息在客服、調度、運檢、安質等多個業務領域均有需求，就屬于電力領域通用知識范

疇；例如客服領域中的用戶名稱、電費、電價等信息相對專用，在調度、運檢、安質等業務領域涉及概

率很小，甚至完全不會出現，就屬于電力領域專用知識范疇。但是力領域通用知識與專用知識之間的界

限具有模糊性，實際操作時需要根據實際業務進行統計分析以判定通用、專用知識之間的邊界。電力領

域中的知識本體主要包括實體、概念、關系、屬性、屬性值、函數以及約束等方面內容。由于不同層次

的知識在表示復雜程度上有所差異，大部分領域知識圖譜優先對實體、概念、關系、屬性進行知識建模。

其本體架構可簡約劃分為概念層和實例層。實際的電力業務中存在大量諸如繳費、倒閘、消缺等詞語，

既不屬于概念范疇也不屬于實例范疇，作為一種跟業務強相關的動作、事件、規范邊界的業務名詞，無

法準確的融合到概念層或是實例層。針對上述情況，本文在研究電力領域知識本體建模時采用3層電

力領域知識表示架構，如圖1所示，業務層作為概念層與實例層之間的橋梁，與動作、事件等知識要

素進行映射，形成3層電力領域知識表示架構。在電力業務垂直領域進行本體遷移時，需要根據業務

領域知識同時更新概念層、業務層以及實例層的專用數據。

2

圖1電力領域知識表示架構圖

5.2總體架構

知識圖譜組件應滿足服務化建設原則，提供包括知識建模、知識存儲、知識獲取、知識融合等通用

知識圖譜服務，應采用RESTfulAPI對外服務，實現知識圖譜共性化服務建設，形成統一標準服務體系，

支撐各類業務應用。知識圖譜組件總體架構如下圖所示。

業務應用主設備知識庫客戶知識問答項目圖譜分析知識推薦可視化分析…

應用反饋服務調用

中臺/業務系統組件服務

知識圖譜通用組件其他組件

服務調用

業務中臺數據接入

知識建模知識存儲知識獲取

總部兩庫一平臺

數據中臺模型調用

數據接入知識融合知識計算知識應用樣本庫訓練環境

…標注樣本模型庫運行環境

總部云平臺（計算、存儲、網絡、安全等資源）

服務調用成果共享

服務調用

中臺/業務系統

省側知識

省側設備圖譜應用營銷圖譜應用……

省側中臺圖譜應用

數據接入

…省側云平臺（計算、存儲、網絡、安全等資源）

圖2知識圖譜組件總體框架

5.3功能架構

知識圖譜組件功能包括知識建模組件、知識存儲組件、知識計算組件、知識融合組件、知識獲取組

件及知識應用組件。知識圖譜組件功能架構如下圖所示。

服務接口圖譜探索接口圖譜問答接口知識推薦接口知識卡片接口圖譜語句解析接口

知識計算組件知識融合組件知識獲取組件知識應用組件

圖譜查詢可視化編輯實例編輯

知識存儲組件

關系編輯同義編輯數據導入導出

知識建模組件概念定義屬性定義關系定義導入導出

圖3知識圖譜組件功能功能框架

3

5.4知識圖譜的構建方式

知識圖譜的構建需要原始的數據進行抽象表達。按照數據的結構化程度來分，可以分為結構化數據、

半結構化數據和非結構化數據，根據數據的不同的結構化形式，采用不同的方法，將數據轉換為三元組

的形式，然后對三元組的數據進行知識融合，主要是實體對齊，以及和數據模型進行結合，經過融合之

后，會形成標準的數據表示，為了發現新知識，可以依據一定的推理規則，產生隱含的知識，所有形成

的知識經過一定的質量評估，最終進入知識圖譜，依據知識圖譜這個數據平臺，可以實現語義搜索，智

能問答，推薦系統等一些應用。下圖展示了知識圖譜的構建方式。

圖4知識圖譜的構建方式

6功能模塊

6.1知識建模組件能力

知識建模組件應具備輔助用戶建立知識圖譜數據模型的能力，應支持多層級知識體系建模，應支持

自頂向下建模方式，應支持概念、屬性的批量導入，并且能夠及時的響應數據的變化，避免大量的模型

變更。知識圖譜本體建模工具宜具備的功能見附錄A。

6.2知識存儲組件能力

知識存儲組件應具備圖譜數據接入與管理功能。針對圖譜數據接入，應提供在線編輯、文件導入等

服務，并可實現知識圖譜增量式構建；針對圖譜數據管理，應提供圖譜數據查看、圖譜語言查詢、知識

溯源等功能。

6.3知識計算組件能力

知識計算組件應提供知識標引、知識推理等圖譜數據計算功能，可通過實體標引多模態數據、實體

屬性與關系推理方式擴展知識范圍，應具備通過手工/批量兩種方式將資源型數據與圖譜數據的鏈接功

能，應支持概念、實體的知識標引及標引關系的再利用，且應具備通過業務規則配置方式，推理產生新

的關系，并接入圖譜，實現知識補全。

6.4知識融合組件能力

知識融合組件應實現將圖譜中冗余知識進行融合，可通過自動計算或業務專家的干預等方式實現知

識融合，提升知識圖譜的數據質量。

6.5知識獲取組件能力

知識獲取組件應實現將不同來源、不同結構的數據轉化成知識，再到知識圖譜的過程，應包括對結

4

構化、非結構化數據的處理，應支持從數據庫進行源數據接入。

6.6知識應用組件能力

知識應用組件應具備圖譜可視化分析及意圖識別配置的能力，應以可視化的方式提供知識圖譜可視

化、網絡結構分析、統計分析、推理分析等應用。

7服務接口

7.1接口總體規范

接口總體規范從接口協議、域名、版本控制、路徑規則、請求方式、命名規范六個方面進行規范和

要求。內容包括：

a）接口協議：API與客戶端用戶的通信協議，應使用https協議，以確保交互數據的傳輸安全；

b）域名：應盡量將API部署在專用域名之下，例如，如果確定API很

簡單，不會有進一步擴展，可以考慮放在主域名下,例如/api；

c）版本控制：應將API的版本號放入URL中，例如/v{n},n代表版本

號，分為整型和浮點型，整型代表大功能版本，如v1、v2、v3等，浮點型代表補充功能版本，如v1.1、

v1.2、v2.1、v2.2等。采用多版本并存，增量發布的方式。對于一個API或服務，應在生產中至少保

留3個最詳細的版本；

d）路徑規則：路徑表示API的具體地址，每個路徑地址代表一種資源，所以路徑地址中不能有動

詞，只能有名詞。數據庫中的表一般都是同種記錄的集合，所以API中的名稱也應該為復數。例如

/v1/users、/v1/schemas等；

e）請求方式：API接口的請求方式包括GET、POST；

f）命名規范：API接口的方法命名，要符合一定規范。命名應使用中綴上限風格。以小寫字母開

頭，后面子單詞的首字母也要大寫，所有其他字母均為小寫。不要使用下劃線將單詞隔開。例如：add{XXX}。

7.2接口列表及能力描述

接口列表對服務接口名稱和能力進行定義與描述，詳見表1。

表1接口列表

序號接口名稱接口能力描述

讀取知識圖譜的實體關系數據，支持按照節點類型、邊類型過濾。接口

1圖譜探索接口

請求參數及接口返回值詳見附錄B。

基于給定的知識圖譜,進行圖譜庫中知識的問答，包括實體屬性問答、

2圖譜問答接口實體關系問答、屬性約束問答、屬性最值問答及多跳問答。接口請求參

數及接口返回值詳見附錄B。

為某一實體進行特定多種關系的實體推薦，一般見于搜索引擎的右側推

3知識推薦接口

薦區域。接口請求參數及接口返回值詳見附錄B。

讀取實體的知識卡片，用于搜索引擎或百科的實體卡片。接口請求參數

4知識卡片接口

及接口返回值詳見附錄B。

可根據輸入的語句，返回該語句的實體、屬性、關系等信息。輸入應為

5圖譜語句解析接口

自然語句。接口請求參數及接口返回值詳見附錄B。

5

8性能指標

8.1知識建模性能指標

8.1.1知識建模工具性能指標

知識建模工具性能指標要求參見表2。

表2知識建模工具性能指標

功能模塊指標要求前置條件

建模工具平均響應時間<2秒/

知識建模支持100人同時開展在線編輯，同步

/

更新周期<3秒

8.2知識存儲性能指標

8.2.1知識存儲數據量級指標

知識存儲數據量級指標要求參見表3。

表3知識存儲數據量級指標。

功能模塊指標要求前置條件

支持億級別節點、百億以內三元組

/

知識存儲知識的存儲

支持TB級圖譜數據存儲/

8.2.2知識寫入性能指標

知識寫入性能指標要求參見表4。

表4知識寫入性能指標

功能模塊指標要求前置條件

知識存儲批量寫入速度≥5萬三元組每秒/

8.2.3知識基礎查詢性能指標

知識基礎查詢性能指標要求參見表5。

表5知識基礎查詢性能指標

功能模塊指標要求前置條件

實體基礎檢索，返回節點總數不超

億級別節點

過1萬個，時間≤1秒

實體屬性檢索，返回節點總數≤1萬

億級別節點、十億級別屬性

個，響應時間≤1秒

知識存儲

多屬性條件（≤2個條件），返回節

點總數不超過1萬個，檢索響應時間億級別節點、十億級別屬性

≤2秒

知識圖譜中單節點圖譜探索響應時億級別節點、十億級別關系

6

間<1秒

知識圖譜中4步以內兩節點路徑發

億級別節點、十億級別關系

現平均響應時間<1分鐘

知識圖譜中4步以內多節點關聯分

億級別節點、十億級別關系

析平均響應時間<2分鐘

8.3知識抽取性能指標

8.3.1結構化知識抽取性能指標

結構化知識抽取性能指標要求參見表6。

表6結構化知識抽取性能指標

功能模塊指標要求前置條件

在數據源（接口）性能滿足條件下，

知識抽取結構化知識抽取速度>10000三元組/

每秒

8.3.2非結構化知識抽取性能指標

實體抽取性能指標

實體抽取性能指標要求參見表7。

表7實體抽取性能指標

功能模塊指標要求前置條件

實體抽取，抽取結果平均準確

知識抽取在標注語料數量>1000時

率>90%，平均召回率>75%

關系分類性能指標

關系分類性能指標要求參見表8。

表8關系分類性能指標

功能模塊指標要求前置條件

關系抽取，抽取結果平均準確

知識抽取在標注語料數量>1000時

率>85%，平均召回率>75%

屬性抽取性能指標

屬性抽取性能指標要求參見表9。

表9屬性抽取性能指標

功能模塊指標要求前置條件

屬性抽取，抽取結果平均準確

知識抽取在標注語料數量>1000時

率>85%，平均召回率>75%

7

事件抽取性能指標

事件抽取性能指標要求參見表10。

表10事件抽取性能指標

功能模塊指標要求前置條件

事件抽取中觸發詞抽取的準確

知識抽取/

率>90%，召回率>75%

8.4知識融合性能指標

8.4.1實體對齊性能指標

實體對齊性能指標要求參見表11。

表11實體對齊性能指標

功能模塊指標要求前置條件

知識融合實體對齊算法的準確率>90%/

8.4.2屬性融合性能指標

屬性融合性能指標要求參見表12。

表12屬性融合性能指標

功能模塊指標要求前置條件

知識融合屬性融合準確率>85%/

8.5知識計算性能指標

8.5.1知識鏈接性能指標

知識鏈接性能指標要求參見表13。

表13知識鏈接性能指標

功能模塊指標要求前置條件

知識計算知識鏈接準確率>90%，召回率>75%/

8.5.2知識推理性能指標

知識推理性能指標要求參見表14。

表14知識推理性能指標

8

功能模塊指標要求前置條件

規則推理的準確度>95%（給定推理

的規則集及圖譜中的事實，對推理/

結果進行人工驗證）

知識計算在知識圖譜基本完備（即包含推理

目標需要的事實支撐）的基礎上，

/

神經網絡推理的準確率>80%（對推

理結果進行人工驗證）

8.6知識應用性能指標

8.6.1知識搜索性能指標

知識搜索性能指標要求參見表15。

表15知識搜索性能指標

功能模塊指標要求前置條件

搜索吞吐量（TPS）為100，單次搜

記錄數不高于1000w（無索引寫入）

索響應時間<0.5秒

基礎搜索的召回率和準確率不低于

/

知識應用85%，top3準確率不低于90%0

語義搜索的召回率和準確率不低于

/

85%，top3準確率不低于90%

詞庫的數量不少于1萬/

8.6.2知識問答性能指標

知識問答性能指標要求參見表16。

表16知識問答性能指標

功能模塊指標要求前置條件

實體識別準確率>85%，需識別文本

中的數字、時間、人名、地名、機/

構名等信息

針對知識圖譜中的知識查詢問答準

/

確率>80%

知識應用知識圖譜中基礎問答（實體屬性、

億級別

實體關系問答）響應時間≤1秒

知識圖譜中約束類問答響應時間≤

億級別

1秒

知識圖譜中多跳查詢類問答響應時

億級別

間≤2秒

9

8.6.3知識卡片性能指標

知識卡片性能指標要求參見表17.

表17知識卡片性能指標

功能模塊指標要求前置條件

知識卡片將與實體相關、經過梳理

/

的知識提供給用戶的正確率>85%

用戶滿意度評價維度包括響應時

知識卡片/

間、用戶負擔、搜索結果的價值等

內容與結構包括對知識卡片提供的

/

實體屬性數量和實體屬性的內容

10

附錄A

（資料性附錄）

知識圖譜本體建模工具

本體建模工具需要實現對RDF/RDFS/OWL知識表示技術的支持與封裝，并實現如下功能，從而有效地

為本體建模提供支撐。

A.1模型定義

基于“概念-實體-屬性-關系-事件-規則-鏈接”統一知識表示模型，應具備圖譜模型構建功能，應

支持在線定義概念、屬性、關系、邊屬性。

A.2模型引入

模型發布可用于圖譜模型共享；模型引入功能應具備通過引用其他圖譜模型，從而實現快速構建目

標圖譜模型。

A.3模型視圖

模型視圖應包含概念可視化與關系可視化。概念可視化應具備展示概念的上下位關系、數值屬性、

對象屬性，并應具備模型報告導出功能。關系可視化應展示圖譜模型中概念之間的關聯關系，并支持可

視化結果的圖片導出。

A.4屬性分組

屬性分組應支持對圖譜模型的數值屬性、對象屬性建立自定義分組，輔助業務應用。

A.5導入導出

應提供圖譜模型的批量導入導出能力，支持的格式應包含Excel、RDF、OWL。應可采用標準的資源

描述框架RDF與網絡本體語言OWL格式進行模型的導入導出；并可通過Excel模板文件導入進行圖譜概念、

數值屬性、對象屬性的批量定義。

11

附錄B

（資料性附錄）

服務接口參數及返回值說明

B.1圖譜探索接口

B.1.1接口請求參數

接口請求參數見表1。

附表1接口請求參數

參數類型是否必填描述

graphIdstring是圖譜ID

idstring否實體id

kwString否實效體名稱，當id為空時生

distanceinteger否讀取層數

第二層以上節點查詢個數，如果指定，

highLevelSizeinteger否第2層及第2層以上返回的節點以此數

為限

查詢邊關系的方向，0表示雙向，1表

directioninteger否

示出發，2表示到達

查詢指定的屬性，格式為json數組，

allowAttsstring否

默認為查詢全部

查詢指定的概念，格式為json數組，

allowTypesstring否

默認為查詢全部

需要被替換后的classId列表，格式為

replaceClassIdsstring否

json數組。

屬性唯一標識key列表，當allowAtts

allowAttsKeystring否為空時生效,數據將被轉換為

allowAtts參數

概念唯一標識key列表，當allowTypes

allowTypesKeystring否為空時生效,數據將被轉換為

allowTypes參數

概念唯一標識key列表，當

replaceClassIdsK

string否replaceClassIds為空時生效,數據將

ey

被轉換為replaceClassIds參數

查詢指定的屬性分組，格式為json數

allowAttrGroupsstring否

組，默認為不按照屬性分組查詢

attAttFiltersstring否邊附加屬性過濾條件，json數組格式

attSortsstring否邊序按，照默邊認的不附排件序屬性排

reservedAttFilte

string否保留邊屬性過濾條件，json數組格式

rs

isInheritbool否allowTypes字段指定的概念是否繼承

isRelationMergebool否是否進行關系合并

privateAttReadbool否是讀否取讀取私有屬性，默認

pageNointeger否頁數，0表示不分頁

pageSizeinteger否每頁數量

hyponymyDistanceinteger否上下位關系的讀取層數，0表示不讀取

12

圖數探時索其業他務篩規選則條，件有

graphRulestring否

無此效參

entityQuerystring否節點過濾條件

在指定的圖譜范圍內進行

graphBeanstring否

圖探索

B.1.2接口返回值

接口返回值見附表2。

附表2接口返回值

參數類型必需詳細說明

整體返回狀態碼

statusinteger是200=全部成功

500=失敗

msgstring是返回消息信息

arrayof

data是返回結果

objects

arrayof是

+graph實例的詳細信息

objects

B.2圖譜問答接口

B.2.1接口請求參數

接口請求參數見附表3。

附表3接口請求參數

參數類型是否必填描述

graphIdstring是圖譜ID

querystring是查詢問題

pageNointegereger否當前頁數

pageSizeintegereger否每頁數量

B.2.2接口返回值

接口返回值見附表4。

附表4接口返回值

參數類型必需詳細說明

整體返回狀態碼

statusinteger是200=全部成功

500=失敗

msgstring是返回消息信息

dataarrayofobjects是返回結果

+answersarrayofobjects是答案

13

B.3知識推薦接口

B.3.1接口請求參數

接口請求參數見附表5。

附表5接口請求參數

參數類型是否必填描述

graphIdstring是圖譜ID

entityIdlong否實體id

kwstring否實體名稱

directiointegere關系方向。默認正向，0表示雙向，1表示出發，

否

nger2表示到達,默認0

allowAtt

string否推薦范圍，格式為屬性id的json數組

s

allowAtt

string否屬性定義生唯一key，allowAtts為空是生效

sKey

integere

pageSize否allowAtts中每個id返回結果的數量

ger

B.3.2接口返回值

接口返回值見附表6。

附表6接口返回值

參數類型必需詳細說明

整體返回狀態碼

statusinteger是200=全部成功

500=失敗

msgstring是返回消息信息

dataarrayofobjects是返回結果

+e