基于知识蒸馏算法的电缆专业知识库应用

马凯波，沈 磊，叶 颋，楼铁城，李家欢，冯 晨，周韫捷，许 强

(国网上海市电力公司电缆公司，上海 200072)

电缆在城市输电电网中占比日益增大[1-2]，电缆线路及其通道的设计、施工、验收、运维和检修工作均有标准、规程作为参照，齐全、权威的标准和规程是指导电缆全寿命周期内各项工作开展和城市电网安全稳定运行的重要保障。

目前电缆行业内部技术标准、规程等资料多头来源、文件格式多样，新旧版本更新不及时，且纸质版的资料易遗漏丢失，还未有专门面向电缆专业资料查阅和学习功能的知识库。现有的电力公司资料查询工具仅覆盖公司层面通用标准，未能实现电缆专业的国际、国家、行业、公司、地方标准的全方位覆盖。除此以外，电缆行业内部众多的管理规定、实施细则和作业指导书等资料分散于各个系统与部门。目前查询工具功能单一，不能根据需求实现标准、规程具体条款和内容的智能搜索，只能整篇查阅和收藏，使用过程中缺少对知识点的纵向深入学习和内容扩充。

本文研究通过开发电缆专业知识库来集成电缆全寿命周期内的标准、规程、法规等资料，通过智能检索实现定制化学习功能，可提高电缆从业者专业知识储备，通过移动终端实现移动化办公，提升工作效率。通过使用者上传专项PPT、学术论文，在知识圈开展经验分享、笔记摘抄等来丰富电缆专业知识积累。

1 电缆专业知识库系统介绍

电缆专业知识库集成电缆专业知识，将电缆的国际、国家、行业、公司、地方、团体标准，法律法规、规章制度，以及各系统、部门的实施细则和作业指导统一整合，实现电缆专业资料智能检索和定制化学习等工程。

1.1 小模型智能检索

电缆专业知识库实现智能检索，使用SQLite开源嵌入式关系型数据库，具有可移植性好、使用方便、高效可靠等特点，基于Eclipse的开发环境，采用Java语言用于开发Spring应用程序，实现云服务器框架搭建和接口调用，方便创建、调试、运行、维护Spring程序。另外使用Postman进行HTTP的请求调试以及使用Android Studio开发工具完成Android端的界面设计。

采用知识蒸馏深度学习算法等知识迁移技术让用户实现高效率的搜索体验[3-4]，对电缆领域已有的资料样本进行抽取特征值，发掘用户检索信息背后的隐含语义，为用户找出更加准确的信息，对查询的描述进行归一化，从而能够与知识库进行匹配，作出更全面的总结并提供更有深度的相关信息，实现利用“关键字”检索具体条款内容的功能，显著减少资料搜寻时间。

1.2 定制化学习

电缆专业知识库实现定制化学习功能。用户使用智能检索功能后，搜索引擎在知识库中检索相应的实体之后，给出完整知识体系，并具有知识溯源功能。同时形成推送书单，方便使用者对知识点进行纵向深入学习。

电缆专业知识库形成电缆专业知识圈。通过设定权限，使用者建立知识圈，除现有的技术标准和规程外，通过用户上传，知识库采纳吸收专项PPT、学术论文、厂家工艺等专业知识，实现知识积累。同时还可增加模块，实现文档上传、个人收藏、开帖讨论、经验分享、笔记摘抄等功能。

2 功能模块介绍

2.1 界面介绍

在移动端登录界面需要进行微信授权登录，需要管理人员在后台审核之后用户才能够进入移动端，极大程度上保证了平台的可靠性和安全性。

在主页界面中可以看到所有模块的展示界面，包括通知公告、排行榜、分类、学习笔记、书单、论坛等模块。移动端的所有功能入口按钮在此展示，用户可以直接进入需要的板块当中。在“我的”界面可以看到用户自己账号的信息以及以往浏览记录等信息。

在分类模块里可以看到规范标准分为运行维护、基建检修、试验检测、设计标准等类型，所有现有的标准规范文档可按照名称或编号进行排序。

2.2 文档详情界面

在文档详情界面可进行下载浏览、加入收藏、推荐文档等操作。在预览界面默认全屏预览。

在摘抄笔记界面，如果在阅读文档时遇见有收藏需要的段落语句可以直接在文档里选中，选中后可以进行复制以及摘抄操作，随后可以保存到移动端指定文件夹，以便用于以后的阅读和学习。相比于传统纸质资料文档的摘抄，电缆专业知识库中的摘抄笔记模块可以提供更加便捷的摘抄形式以及稳定可靠的资料保存。

在阅读文档时如果有使用需求可利用关键字词在全文进行搜索，随即利用知识蒸馏技术可以搜索出相应匹配段落，用户可以根据需要选择目标段落，利用此功能用户可以直接找到目标资料中的关键部分进行阅读学习，缩短了不必要的资料筛选过程，提高阅读效率。

2.3 其他界面

在文档上传界面用户可以进行资料的上传，在填写完成关键信息如文档名称、分类等之后即可上传，用户之间可以利用上传的文档进行学习交流，促进工作效率的提高。

搜索文档界面，根据综合榜和个人使用习惯(我的收藏，搜索关键词)等数据再利用知识蒸馏算法等技术来匹配推荐排名前五的标准文件，展示最接近用户目标的文档，为用户的工作效率带来了极大地便利，同时该界面筛选功能可根据文件名称、分类、归属、编号、版本以及关键词等信息进行组合搜索，减少了工作人员因为寻找纸质资料而浪费的宝贵时间，极大程度地提高了搜索效率。

论坛板块展示所有用户已提交的问题，点击每个问题可进入查看详情。在每个问题下方所有用户都可以进行评论回复，评论回复支持输入文字、表情以及上传图像等操作，同时发帖人可以选择适合的评论作为最佳评论，以方便阅读者能快速找到有效答案，有效促进了行业间知识的交流，使用者建立电缆专业知识圈，共同实现知识积累。

3 结语

通过建立一个电缆专业知识库系统，整合了电缆国际、国家、行业、公司、地方等规章制度以及各系统部门的实施细则、作业指导等电缆专业资料，利用知识蒸馏算法对专业知识进行智能化检索。相比于传统纸质化资料阅读，电缆专业知识库有以下优势。

(1)电缆专业标准、规范等资料众多，在集成系统中界面直观简洁，易于使用，便于保存、管理。

(2)采用知识蒸馏技术，对电缆领域已有资料进行特征值抽取，发掘用户检索信息背后的使用习惯，将用户搜索的描述与知识库进行精确匹配，提供更加快速精准具体的搜索结果。

(3)实现定制化学习功能，通过用户多次利用搜索引擎在知识库进行搜索后的搜索结果，系统将利用知识溯源给出完整知识体系同时形成推送书单，便于使用者对专业知识点进行纵向深入学习。

(4)专业知识库的移动端新用户登录则需要管理员在后端进行审核，仅当审核通过之后，用户才能够进入移动端使用，由此可保证一定的安全性和可靠性。

(5)除开现有技术标准及规程外，通过摘抄笔记、文档上传、个人收藏、开贴讨论、经验分享等功能，形成电缆专业知识圈，实现知识的学习积累以及交流共享。