基于知识图谱的铁路企业智能督办系统研究

郭奕聪，胡 维，周 政，刘唯佳

（1. 中国铁路网络有限公司，北京 100038；2. 中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081；3. 北京经纬信息技术有限公司，北京 100081）

督办工作是对工作任务执行情况进行监督检查，并督促执行。有效的督办能够帮助决策者及时了解重点事项进展，及早发现问题、解决问题，促进具体问题的解决与最终落实。改变传统人工传递、长时间等候人工审批、纸质文件反复打印、电话邮件频繁提交的督办方式，利用信息技术搭建智能化的督办系统，对于减少人力物力、提升工作效率、辅助管理人员决策等具有重要意义。

国内外许多专家学者对相关的督办模块/系统进行了广泛的研究。文献[1]介绍了内蒙古自治区统计局基于钉钉APP搭建“督查督办”模块，实现了督查事项“掌上办”功能；文献[2]以互联网和统一建模语言（UML，United Modeling Languane）技术为基础，综合应用云计算、数据挖掘与分析、数据融合与共享、协同工作流等技术，构建了城市规划部门基于互联网+的重点事项督办管理系统；文献[3]采用B/S架构，利用普元EOS7.6平台开发了适用煤炭企业的督办管理系统；文献[4]应用PDCA（计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check/Study）、处理（Act））循环原理，优化督办工作流程，对科技管理部门督查督办工作机制进行探析；文献[5]基于Java，采用SpringBoot+MyBatis集成开发框架，设计了城市建设行业的政务督办系统。

虽然关于督办系统的研究已有较多成果，但适合于铁路行业的研究应用较少。在督办过程中，铁路重点事项需要多个单位或部门协同合作，加上时间短、压力大、影响大等因素，给企业总督办员分解督办任务带来巨大考验。为此，本文基于上述研究，参考并借鉴其他行业建设的督办系统，研发了基于知识图谱的铁路企业智能督办系统（简称：智能督办系统），利用信息技术实现督办任务无纸化、线上全流程办理、“让数据多跑路，让基层少跑腿”的目标[6]，为铁路企业提供更优质、更便捷的督办工具，全面提升信息化协同水平；辅助铁路企业管理者快速、直观、全面了解企业核心业务；为铁路企业各级管理人员提供决策支持。

1 系统架构

智能督办系统既要满足企业督办业务的需求，还要符合企业信息化的整体规划要求。因此，其架构设计也要充分考虑信息化建设的整体要求与规范，符合企业标准[3]。智能督办系统架构如图1所示。

图1 铁路企业智能督办系统架构

1.1 数据接入层

数据接入层主要实现对结构化数据和非结构化数据的存储和管理，并接入电子公文办公自动化（OA，Office Automation）系统、统一身份认证系统的外部数据，通过Oracle数据库对结构化数据进行存储和管理，非结构化数据直接存储在服务器中，Nosql非关系型数据库存储知识图谱知识库数据。

1.2 业务应用层

业务应用层主要对督办业务办理、决策服务统计分析计算、系统用户权限设置等业务逻辑进行处理，并为用户提供业务服务，满足铁路企业督办任务业务需求。

1.3 应用展示层

采用B/S架构，通过浏览器访问智能督办系统应用，包括各业务模块的列表页面、统计分析图标页面等。

2 系统功能

智能督办系统主要业务功能包括督办任务管理、督办任务办理、决策支持和系统管理，如图2所示。

图2 铁路企业智能督办系统功能结构

2.1 督办任务管理

实现督办任务发布、审核和汇总，通过电子化管理，更加及时、科学地管理各类重点事项。将督办任务拆解为重点工作内容及要求、责任部门及单位、完成情况及下一步计划、存在问题、办理状态。依据督办原则和优先级，重点任务重点督办，综合任务联合督办，专业任务专项督办，紧急任务跟踪督办，长期任务持续督办，一般任务定期督办[4]。按照各级督办员所在部门、角色及权限等信息，提供督办任务智能检索、导入、导出等功能，方便汇总。

2.2 督办任务办理

实现督办任务签收、转办、填报，新的督办任务发布后，通过任务提醒功能对责任部门/单位督办员发出提醒，责任部门/单位督办员确认督办事项后，在办理界面显示该督办任务。责任部门/单位督办员在智能督办系统填报工作进展情况。涉及多个办理部门的事项，由牵头部门负责与协办部门沟通、督促，并在智能督办系统统一填报工作进展情况。提供督办任务进展情况智能拟办功能，辅助责任部门/单位督办员规范准确填报进展情况信息。接近办理期限或逾期未办的部门，智能督办系统将发出“网络预警”[7]，给予催促。

2.3 决策支持

2.3.1 综合统计分析

综合展示督办任务信息，包括历史督办任务和进行中督办任务的信息，按照督办任务来源、任务类型、业务部门、完成时限等不同维度，利用智能督办知识图谱技术，对督办任务的进展情况、各部门的办理完成情况等信息综合智能分析，并采用动态图表展示统计信息，为企业管理者提供决策数据支持。

2.3.2 督办任务汇总

实现重点督办任务周期性管理，按照企业管理者工作要求，以督办任务类型、督办完成情况等重点关注内容为数据基础，定制化生成督办任务汇总报告。

2.3.3 结转续办汇总

在实际工作过程中，存在很多因为客观因素或不可抗拒因素，导致很多督办任务无法按时完成，此类督办任务为结转续办督办任务。该类督办任务普遍存在执行难度较大的问题，也是企业管理者需要重点关注的问题。因此，结转续办汇总功能可以帮助企业管理者重点分析和解决遗留问题。

2.3.4 督办办理考核

企业重点任务一般都具有时效性，需要在规定时间内完成工作任务。通过对重点任务办理进展情况、办理时间、办结时间等多个因素进行综合统计分析，形成激励和通报机制，实现对企业督办任务办理工作的考核管理。

2.4 系统管理

2.4.1 日志管理

主要管理智能督办系统的运行日志和运行统计数据，以及用户操作日志等信息，以便企业总督办员能够直观了解智能督办系统运行情况和用户使用情况。

2.4.2 部门管理

由企业总督办员按照督办业务流程，对参与督办业务的各单位和部门进行管理。

2.4.3 用户管理

按照各部门人员职责定位，给用户赋予相应的角色和操作权限。

3 关键技术

知识图谱（Knowledge Graph）概念于2012年提出，其本质是一种大规模的语义网络，将各类实体、概念通过内在联系建立语义关系[8-9]。智能督办系统通过构建督办任务知识图谱，利用督办任务包含的要素实体关系，建立智能督办知识图谱云图（简称：督办知识云图），完成督办任务的智能检索、智能拟办和辅助决策等功能。

3.1 知识图谱构建流程

督办任务知识图谱采用自底向上的知识图谱构建方法，从已有历史督办任务数据中提取出实体，选择其中数据质量较高的实体加入到知识库，再构建顶层的本体模式，其构建流程分为数据源配置、知识抽取、知识融合、数据模型构建、知识推理、图谱质量评估，如图3所示。

图3 督办任务知识图谱构建流程

3.1.1 数据源配置

将智能督办系统相关数据资源按照结构化数据、非结构化数据分别进行归类汇集，形成构建知识图谱的数据源。

3.1.2 知识抽取

采用实体抽取、关系抽取和属性抽取等方法从已汇集的智能督办系统数据源中提取出实体、属性及实体间的相互关系，在此基础上形成本体化的知识表达。

3.1.3 知识融合

通过知识抽取，从督办任务数据源中获取任务实体关系及任务属性信息，在获得新督办任务知识之后，需要对督办任务进行整合，以消除矛盾和歧义，比如督办任务责任部门可能有多种表达，某个特定称谓也许对应于多个不同的督办任务等。

3.1.4 知识加工

各级督办员对经过融合的新督办任务知识进行质量评估，将质量较高的新督办任务知识加入到知识库中，以确保知识库的质量。

3.2 督办知识云图

督办知识云图的构建是实现铁路企业智能督办的关键。督办知识云图通过将督办任务中包含的字段信息实体化，将有关系的实体建立语义逻辑关系，解决用户对于督办任务关键词把握不准、导致信息检索失败及用户无法进行多轮对话查询等问题。通过督办知识云图，将督办检索结果进行知识系统化，用户搜索任何一个关键词都能获得完整的知识体系，从而使用户可以准确检索、获取督办任务信息。

督办知识云图按照重点督办任务的来源、任务类型、督办类型、进展情况等维度建立关联关系，当用户使用智能督办系统中的智能拟办功能时，用户的自然语言句式经过语义分析处理后进入检索系统，通过知识图谱中的内容进行匹配，整合后的反馈结果以可视化的形式展现给用户，如图4所示。

图4 铁路企业智能督办系统督办知识云图

4 智能督办系统应用

智能督办系统已在铁路相关企业实施应用，应用场景如下。

4.1 督办任务进展智能拟办

在各级督办员办理督办任务、填报任务进展情况时，智能督办系统根据用户选择的督办要素信息，从已存储的知识图谱数据库中聚合成可参考的督办任务进展拟办信息，例如根据不同的督办任务进展情况，可提供如下办理信息。

（1）任务办结。已完成……等各项工作任务，形成……成果，并于×月×日，已报集团公司××审核同意。

（2）正在推进。已开展/完成……，已于×月×日报集团公司××，预计能够按期完成任务。

（3）进度延缓。因……等因素，任务进度未达到预期目标，集团公司××对此有……要求，建议调整完成时限，或采取……措施按期完成任务。

4.2 督办任务智能检索

铁路企业督办任务数量和种类众多，但在实际任务办理过程中，各级督办员接收到企业督办任务后，可根据相同类型、不同责任单位、类似任务要求等各种检索条件，基于督办知识云图，智能检索有关联关系的督办任务参考样例。通过查看可参考的督办任务全过程办理信息，帮助各级督办员对督办任务的办理方式、计划、成果等有更加直观、清晰的初步判断，有效提高整个企业督办任务办理水平和成果质量。

4.3 督办任务智能辅助决策

铁路企业督办任务覆盖范围广，涉及多部门、各层级的所属单位，为了方便企业管理人员更加直观清晰地了解各督办任务承担单位的办理进展情况和完成情况，督办系统利用督办知识图谱从多维度、多方式综合统计分析，汇总统计督办任务的及时办理率、延期办理率等信息。

5 结束语

本文针对铁路企业关于重点督办任务的信息化、智能化业务需求，设计基于知识图谱的铁路企业智能督办系统，实现了重点任务督办从立项、派发、接收、办理到办结等全流程的信息化和智能化，有效提高了督办工作的质量和效率，为铁路企业各级管理人员提供了强有力的决策支持。下一步，将进一步优化业务处理流程，积累数据量，不断提高知识图谱质量，在工作实践中不断探索新的技术和方法，使铁路企业智能督办系统更加完善。