基于知識蒸餾算法的電纜專業知識庫應用

馬凱波，沈 磊，葉 颋，樓鐵城，李家歡，馮 晨，周韞捷，許 強

(國網上海市電力公司電纜公司，上海 200072)

電纜在城市輸電電網中占比日益增大[1-2]，電纜線路及其通道的設計、施工、驗收、運維和檢修工作均有標準、規程作為參照，齊全、權威的標準和規程是指導電纜全壽命周期內各項工作開展和城市電網安全穩定運行的重要保障。

目前電纜行業內部技術標準、規程等資料多頭來源、文件格式多樣，新舊版本更新不及時，且紙質版的資料易遺漏丟失，還未有專門面向電纜專業資料查閱和學習功能的知識庫。現有的電力公司資料查詢工具僅覆蓋公司層面通用標準，未能實現電纜專業的國際、國家、行業、公司、地方標準的全方位覆蓋。除此以外，電纜行業內部眾多的管理規定、實施細則和作業指導書等資料分散于各個系統與部門。目前查詢工具功能單一，不能根據需求實現標準、規程具體條款和內容的智能搜索，只能整篇查閱和收藏，使用過程中缺少對知識點的縱向深入學習和內容擴充。

本文研究通過開發電纜專業知識庫來集成電纜全壽命周期內的標準、規程、法規等資料，通過智能檢索實現定制化學習功能，可提高電纜從業者專業知識儲備，通過移動終端實現移動化辦公，提升工作效率。通過使用者上傳專項PPT、學術論文，在知識圈開展經驗分享、筆記摘抄等來豐富電纜專業知識積累。

1 電纜專業知識庫系統介紹

電纜專業知識庫集成電纜專業知識，將電纜的國際、國家、行業、公司、地方、團體標準，法律法規、規章制度，以及各系統、部門的實施細則和作業指導統一整合，實現電纜專業資料智能檢索和定制化學習等工程。

1.1 小模型智能檢索

電纜專業知識庫實現智能檢索，使用SQLite開源嵌入式關系型數據庫，具有可移植性好、使用方便、高效可靠等特點，基于Eclipse的開發環境，采用Java語言用于開發Spring應用程序，實現云服務器框架搭建和接口調用，方便創建、調試、運行、維護Spring程序。另外使用Postman進行HTTP的請求調試以及使用Android Studio開發工具完成Android端的界面設計。

采用知識蒸餾深度學習算法等知識遷移技術讓用戶實現高效率的搜索體驗[3-4]，對電纜領域已有的資料樣本進行抽取特征值，發掘用戶檢索信息背后的隱含語義，為用戶找出更加準確的信息，對查詢的描述進行歸一化，從而能夠與知識庫進行匹配，作出更全面的總結并提供更有深度的相關信息，實現利用“關鍵字”檢索具體條款內容的功能，顯著減少資料搜尋時間。

1.2 定制化學習

電纜專業知識庫實現定制化學習功能。用戶使用智能檢索功能后，搜索引擎在知識庫中檢索相應的實體之后，給出完整知識體系，并具有知識溯源功能。同時形成推送書單，方便使用者對知識點進行縱向深入學習。

電纜專業知識庫形成電纜專業知識圈。通過設定權限，使用者建立知識圈，除現有的技術標準和規程外，通過用戶上傳，知識庫采納吸收專項PPT、學術論文、廠家工藝等專業知識，實現知識積累。同時還可增加模塊，實現文檔上傳、個人收藏、開帖討論、經驗分享、筆記摘抄等功能。

2 功能模塊介紹

2.1 界面介紹

在移動端登錄界面需要進行微信授權登錄，需要管理人員在后臺審核之后用戶才能夠進入移動端，極大程度上保證了平臺的可靠性和安全性。

在主頁界面中可以看到所有模塊的展示界面，包括通知公告、排行榜、分類、學習筆記、書單、論壇等模塊。移動端的所有功能入口按鈕在此展示，用戶可以直接進入需要的板塊當中。在“我的”界面可以看到用戶自己賬號的信息以及以往瀏覽記錄等信息。

在分類模塊里可以看到規范標準分為運行維護、基建檢修、試驗檢測、設計標準等類型，所有現有的標準規范文檔可按照名稱或編號進行排序。

2.2 文檔詳情界面

在文檔詳情界面可進行下載瀏覽、加入收藏、推薦文檔等操作。在預覽界面默認全屏預覽。

在摘抄筆記界面，如果在閱讀文檔時遇見有收藏需要的段落語句可以直接在文檔里選中，選中后可以進行復制以及摘抄操作，隨后可以保存到移動端指定文件夾，以便用于以后的閱讀和學習。相比于傳統紙質資料文檔的摘抄，電纜專業知識庫中的摘抄筆記模塊可以提供更加便捷的摘抄形式以及穩定可靠的資料保存。

在閱讀文檔時如果有使用需求可利用關鍵字詞在全文進行搜索，隨即利用知識蒸餾技術可以搜索出相應匹配段落，用戶可以根據需要選擇目標段落，利用此功能用戶可以直接找到目標資料中的關鍵部分進行閱讀學習，縮短了不必要的資料篩選過程，提高閱讀效率。

2.3 其他界面

在文檔上傳界面用戶可以進行資料的上傳，在填寫完成關鍵信息如文檔名稱、分類等之后即可上傳，用戶之間可以利用上傳的文檔進行學習交流，促進工作效率的提高。

搜索文檔界面，根據綜合榜和個人使用習慣(我的收藏，搜索關鍵詞)等數據再利用知識蒸餾算法等技術來匹配推薦排名前五的標準文件，展示最接近用戶目標的文檔，為用戶的工作效率帶來了極大地便利，同時該界面篩選功能可根據文件名稱、分類、歸屬、編號、版本以及關鍵詞等信息進行組合搜索，減少了工作人員因為尋找紙質資料而浪費的寶貴時間，極大程度地提高了搜索效率。

論壇板塊展示所有用戶已提交的問題，點擊每個問題可進入查看詳情。在每個問題下方所有用戶都可以進行評論回復，評論回復支持輸入文字、表情以及上傳圖像等操作，同時發帖人可以選擇適合的評論作為最佳評論，以方便閱讀者能快速找到有效答案，有效促進了行業間知識的交流，使用者建立電纜專業知識圈，共同實現知識積累。

3 結語

通過建立一個電纜專業知識庫系統，整合了電纜國際、國家、行業、公司、地方等規章制度以及各系統部門的實施細則、作業指導等電纜專業資料，利用知識蒸餾算法對專業知識進行智能化檢索。相比于傳統紙質化資料閱讀，電纜專業知識庫有以下優勢。

(1)電纜專業標準、規范等資料眾多，在集成系統中界面直觀簡潔，易于使用，便于保存、管理。

(2)采用知識蒸餾技術，對電纜領域已有資料進行特征值抽取，發掘用戶檢索信息背后的使用習慣，將用戶搜索的描述與知識庫進行精確匹配，提供更加快速精準具體的搜索結果。

(3)實現定制化學習功能，通過用戶多次利用搜索引擎在知識庫進行搜索后的搜索結果，系統將利用知識溯源給出完整知識體系同時形成推送書單，便于使用者對專業知識點進行縱向深入學習。

(4)專業知識庫的移動端新用戶登錄則需要管理員在后端進行審核，僅當審核通過之后，用戶才能夠進入移動端使用，由此可保證一定的安全性和可靠性。

(5)除開現有技術標準及規程外，通過摘抄筆記、文檔上傳、個人收藏、開貼討論、經驗分享等功能，形成電纜專業知識圈，實現知識的學習積累以及交流共享。