基于表示学习的知识图谱推理研究综述

知识图谱以结构化形式描述了现实世界中的客观知识,但面临着构建不完整或者无法处理新增知识等挑战。知识图谱推理方法成为了知识图谱补全和更新的重要手段,该方法旨在基于图谱中已有的事实推断出未知的事实。近年来,基于表示学习的知识图谱推理研究受到了广泛关注,其主要研究思路是将实体和关系嵌入到低维连续向量空间从而进行推理,具有计算效率快、推理性能高等优势。文中以基于表示学习的知识图谱推理方法为研究对象,首先对相关的符号表示、数据集、评价指标、训练方法以及评测任务进行了简要概述;其次介绍了基于平移距离和语义匹配的两种典型知识图谱推理方法;然后对融合多源信息的推理方法进行了分类和梳理,以及详细分析了近期流行的基于神经网络的推理研究进展;最后总结全文,同时对知识图谱推理的未来研究方向进行展望。     

图神经网络应用于知识图谱推理的研究综述

知识推理（KR）作为知识图谱构建的一个重要环节,一直是该领域研究的焦点问题。随着知识图谱应用研究的不断深入和范围的不断扩大,将图神经网络（GNN）应用于知识推理的方法能够在获取知识图谱中实体、关系等语义信息的同时,充分考虑知识图谱的结构信息,使其具备更好的可解释性和更强的推理能力,因此近年来受到广泛关注。首先梳理了知识图谱和知识推理的基本知识及研究现状,简要介绍了基于逻辑规则、基于表示学习、基于神经网络和基于图神经网络的知识推理的优势与不足;其次全面总结了基于图神经网络的知识推理最新进展,将基于图神经网络的知识推理按照基于递归图神经网络（RecGNN）、卷积图神经网络（ConvGNN）、图自编码网络（GAE）和时空图神经网络（STGNN）的知识推理进行分类,对各类典型网络模型进行了介绍和对比分析;然后介绍了基于图神经网络的知识推理在医学、智能制造、军事、交通等领域的应用;最后提出了基于图神经网络的知识推理的未来研究方向,并对这个快速增长领域中的各方向研究进行了展望。     

面向知识图谱的知识推理研究进展

近年来,随着互联网技术和应用模式的迅猛发展,引发了互联网数据规模的爆炸式增长,其中包含大量有价值的知识.如何组织和表达这些知识,并对其进行深入计算和分析,备受关注.知识图谱作为丰富直观的知识表达方式应运而生.面向知识图谱的知识推理是知识图谱的研究热点之一,已在垂直搜索、智能问答等应用领域发挥了重要作用.面向知识图谱的知识推理旨在根据已有的知识推理出新的知识或识别错误的知识.不同于传统知识推理,由于知识图谱中知识表达形式的简洁直观、灵活丰富,面向知识图谱的知识推理方法也更加多样化.本文将从知识推理的基本概念出发,介绍近年来面向知识图谱知识推理方法的最新研究进展.具体地,本文根据推理类型划分,将面向知识图谱的知识推理分为单步推理和多步推理,根据方法的不同,每类又包括基于规则的推理、基于分布式表示的推理、基于神经网络的推理以及混合推理.本文详细总结这些方法,并探讨和展望面向知识图谱知识推理的未来研究方向和前景.     

类型增强的时态知识图谱表示学习模型

知识图谱表示学习旨在将知识图谱中的元素（实体和关系）表示在低维的连续向量空间中，可以有效地实现知识图谱补全并提高计算效率，是贯穿知识图谱构建和应用全过程的重要问题.现有的知识图谱表示学习模型大多基于静态的结构化三元组，忽略了知识的时间动态性和实体的类型特征，限制了它们在知识图谱补全和语义计算中的表现.针对这一问题，提出一种类型增强的时态知识图谱表示学习模型（type-enhanced temporal knowledge graph representation learning model,T-Temp），基于经典的张量分解技术，将不同形式的时间信息显式融合到知识图谱表示学习过程中.同时，利用实体与关系间的类型兼容性，充分挖掘隐含在实体中的类型特征，进一步提升表示学习的准确性.此外，证明T-Temp模型具有完全表达性，且与同类模型相比，具有较低的时空复杂度.在多个真实的时态知识图谱上进行的详细实验说明了T-Temp模型的有效性和先进性.     

知识图谱在商业银行风控领域的研究与应用综述

伴随金融创新大潮,商业银行开始应用智能技术解决风控领域问题。在金融风险尤其是银行客户信用风险日益多样化的背景下,提升商业银行的风险管理能力已是刻不容缓。针对风险传播具有连锁反应的特点,可选择利用知识图谱技术鉴别和监控风险。知识图谱使用图数据结构描述客观事物及其相互之间的关系,对于大规模知识的管理和应用表现得游刃有余。以传统风控模式存在的局限性为引,介绍了风控领域知识图谱的概念与架构,归纳了知识抽取、知识融合、知识推理这几种风控领域知识图谱关键构建技术的研究现状,最后介绍风控领域知识图谱的具体应用,并总结和分析未来发展趋势。     

融合概念和属性信息的领域知识图谱补全方法

针对领域知识图谱具有严格的模式层和丰富的属性信息的特点,提出一种融合概念和属性信息的领域知识图谱补全方法.首先对领域知识图谱模式层中的概念使用可建模语义分层结构的HAKE模型进行嵌入表示,建立基于概念的实例向量表示;其次对数据层的实例三元组和属性三元组进行区分,通过注意力机制对实例的属性和概念进行融合,建立基于属性的实例向量表示;最后对基于概念和基于属性的实例向量表示进行联合训练以实现对实例三元组的评分.使用基于DWY100K数据集构建的知识图谱、MED-BBK-9K 医疗知识图谱和根据某钢铁企业设备故障诊断数据构建的知识图谱进行实验,结果表明所提出方法在领域知识图谱补全中的性能优于现有知识图谱补全方法.     

时态知识图谱的推理研究综述

随着社交网络、物端感知等技术快速发展,网络空间中涌现了大量的交互、话题、事件、新闻等数据,蕴含大量动态演化、强时效性的知识.较于忽略知识中时间信息的传统知识图谱,时态知识图谱通过建模知识的时效性以描述动态变化的现实世界,为时间紧耦合的应用提供有效支持.然而,时态知识图谱无法确保涵盖全量知识,知识的缺失严重影响应用性能,需要推理模型自动挖掘新的知识,以解释事物的历史状态,预测未来发展趋势并描述演化规律.由于实际应用的迫切需要,近年来,时态知识图谱的推理研究工作层出不穷,逐渐引起学术界和工业界的广泛关注.本文对近年来时态知识图谱的推理工作进行全面介绍和总结.首先,介绍了时态知识图谱的推理相关概念与问题描述;其次,介绍了面向补全任务的推理模型与面向预测任务的推理模型,对其进行比较分析;之后总结了时态知识图谱推理的数据集、推理任务、相关指标以及应用场景;最后展望时态知识图谱推理的未来研究趋势.综上,本文致力于为时态知识图谱的推理领域研究人员提供具有价值的参考,以推动该领域进一步发展.     

航空制造知识图谱构建研究综述

目前航空装备制造企业的设计、制造相关流程中积累了大量数据,基于知识图谱技术可以对这些数据进行有效融合与管理,对不断更新的制造知识进行挖掘,将为航空制造企业智慧化升级提供有力的知识支撑。为探明知识图谱在航空制造领域的理论支撑体系与实际应用情况,通过文献调研分析航空制造知识图谱架构、定义及特点;阐明知识图谱领域构建过程中的核心技术并进行研究综述,对比航空制造知识图谱与通用知识图谱构建技术上的异同,并提出了三个切合实际的航空制造知识图谱应用方向及其解决方案;最后对未来航空制造知识图谱的挑战进行了分析及展望,为后续该领域的研究提供一些思路。     

融合多模态资源的教育知识图谱的内涵、技术与应用研究

传统的教育知识图谱研究多数面向文本资源,忽略了多模态资源对教育知识的解读作用及其自身丰富的特征表示。为了更好地推进后续研究工作,以多模态资源为切入点,对教育知识图谱进行综述。首先,介绍了知识图谱的概念和分类;其次,综述了教育知识图谱的内涵,对教育知识图谱的定义、分类及其构建框架进行梳理;结合以神经网络为代表的深度学习方式,对教育知识图谱的构建技术进行重点介绍;最后,总结了教育知识图谱的相关应用,并指出当前研究中存在的问题与未来的研究方向。     

矿井建设知识图谱构建研究综述

目前矿井建设工作中积累了海量数据,运用知识图谱技术可以挖掘这些动态数据间的复杂联系,为管理矿井数据、实现智慧化矿井建设等研究提供有效帮助。通过文献调研分析了矿井建设知识图谱的构建方法及数据特征,为知识图谱在矿井建设领域的落地应用提供了理论支撑;针对矿井建设领域的非结构化数据,系统地总结了知识抽取、知识融合、知识推理等构造知识图谱核心技术的原理与改进方法;最后分析了未来在矿井建设领域应用知识图谱的落地场景及发展趋势。     

基于神经网络的知识推理研究综述

知识推理是知识图谱补全的重要手段,一直以来都是知识图谱领域的研究热点之一。随着神经网络不断取得新的发展,其在知识推理中的应用在近几年逐渐得到广泛重视。基于神经网络的知识推理方法具备更强的推理能力和泛化能力,对知识库中实体、属性、关系和文本信息的利用率更高,推理效果更好。简要介绍知识图谱及知识图谱补全的相关概念,阐述知识推理的概念及基本原理,从语义、结构和辅助存储三个维度展开,综述当下基于神经网络的知识推理最新研究进展,总结了基于神经网络的知识推理在理论、算法和应用方面存在的问题和发展方向。     

可解释的知识图谱推理方法综述

近年来,以深度学习模型为基础的人工智能研究不断取得突破性进展,但其大多具有黑盒性,不利于人类认知推理过程,导致高性能的复杂算法、模型及系统普遍缺乏决策的透明度和可解释性。在国防、医疗、网络与信息安全等对可解释性要求严格的关键领域,推理方法的不可解释性对推理结果及相关回溯造成较大影响,因此,需要将可解释性融入这些算法和系统中,通过显式的可解释知识推理辅助相关预测任务,形成一个可靠的行为解释机制。知识图谱作为最新的知识表达方式之一,通过对语义网络进行建模,以结构化的形式描述客观世界中实体及关系,被广泛应用于知识推理。基于知识图谱的知识推理在离散符号表示的基础上,通过推理路径、逻辑规则等辅助手段,对推理过程进行解释,为实现可解释人工智能提供重要途径。针对可解释知识图谱推理这一领域进行了全面的综述。阐述了可解释人工智能和知识推理相关概念。详细介绍近年来可解释知识图谱推理方法的最新研究进展,从人工智能的3个研究范式角度出发,总结了不同的知识图谱推理方法。提出对可解释的知识图谱推理研究前景和未来研究方向。     

深度学习与知识推理相结合的研究综述

知识推理作为知识图谱的重要一环,一直处于重点研究热门对象之中。随着深度学习的不断发展,多种深度学习模型与知识推理的结合引起了很大的重视,得到了大量国内外学者的热捧。为了提高从已有知识中推理出新知识的正确率,二者的结合被广泛研究。基于深度学习的知识推理可以挖掘得更深、更仔细、更精确,有效提高了丰富知识库中的实体、关系、属性和文本信息等的利用率,使推理效果更佳。通过简单介绍知识图谱以及知识补全概念,重点叙述知识推理的概念及基本原理,从知识表示学习、知识获取和知识计算应用三个方向展开,综述了基于深度学习的知识推理CTransR、PTransE、TKRL、HAAT、AMNRE、CLSP、HDSA和SDLM模型的最新研究进展;总结了基于深度学习的知识推理在理论、算法和应用方面尚未克服的问题、研究方向和未来发展前景。     

模糊元图:一种构造模糊知识库的新方法

在分析了现有模糊图论结构的基础上,对模糊超图和模糊有向图进行扩充,提出一种新的图论结构－模糊元图,并将其应用于飞行器邦联诊断中的模糊知识库构造,实际应用表明,基于模糊元图的知识库具有很高的推理效率,并且便于规则的添加和删除。     

基于深度强化学习的知识推理研究进展综述

知识推理是知识图谱补全的重要方法,已在垂直搜索、智能问答等多个应用领域发挥重要作用。随着知识推理应用研究的不断深入,知识推理的可解释性受到了广泛关注。基于深度强化学习的知识推理方法具备更好的可解释性和更强的推理能力,能够更加充分地利用知识图谱中实体、关系等信息,使得推理效果更好。简要介绍知识图谱及其研究的基本情况,阐述知识推理的基本概念和近年来的研究进展,着重从封闭域推理和开放域推理两个角度,对当下基于深度强化学习知识推理方法进行了深入分析和对比,同时对所涉及到的数据集和评价指标进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。     

面向网络空间安全情报的知识图谱综述

随着网络空间安全情报在网络犯罪、网络战和网络反恐等领域的作用日益凸显,迫切需要对网络空间安全情报的基本理论和综合分析方法进行深入研究。当前,安全情报在实际应用中主要面临着数据类型多样、分布离散、内容不一致等问题,因此引入知识图谱技术框架,旨在利用知识图谱面向海量数据时信息收集及加工整合的思想,提高安全情报的收集效率、情报质量,同时拓展情报的使用范围。本文首先简要回顾安全情报和知识图谱的研究现状,同时介绍知识图谱在安全领域的应用。其次给出面向安全情报的知识图谱构建框架。然后介绍安全情报知识图谱构建的关键技术,包括信息抽取、本体构建和知识推理等。最后,对安全情报知识图谱发展面临的问题进行了讨论。     

基于知识图谱的燃气轮机故障诊断知识库构建方法及维护

燃气轮机机组的设备健康状况的改变容易受到多种因素的影响，并且各原因间存在着复杂的耦合与传递关系，以往传统的故障诊断系统常会出现一种故障征兆对应多种故障模式的问题，针对此问题，目前主流解决方案已有基于知识图谱的故障诊断方法，但针对燃气轮机故障知识库的构建尤其是知识更新的研究较少，因此本文将重点从基于知识图谱的燃气轮机故障诊断中的知识库构建及维护进行进行介绍。首先，阐述了本体基本理论以及基于本体的语义推理原理，其次通过阐述领域知识的获取及表示介绍了知识库的构建过程，避免了在新知识整合过程中出现冲突及冗杂情况，最后通过实例验证了基于知识图谱的燃气轮机故障诊断知识库构建方法的可行性，及知识更新的稳定性，有效的解决了常规智能诊断过程中推理“一对多”的问题，同时提供了一种较为准确且稳定的知识图谱更新方法，为其他机械设备的故障检测提供了一条新思路。     

知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展

已有推荐方法主要基于用户与项目的历史交互行为,未充分运用用户及项目相关特征信息,推荐效果并不理想。知识图谱（knowledge graph,KG）增强的图神经网络（graph neural network,GNN）推荐,是以用户与项目交互行为构建的交互图为基础,引入同为图结构的知识图谱,并运用图神经网络技术进行处理,从而实现个性化推荐。深入探讨了现有知识图谱增强的图神经网络推荐研究进展。首先在对图神经网络推荐和知识图谱推荐进行探讨的基础上,从项目知识图谱和协同知识图谱视角,深入分析了当前知识图谱增强的图神经网络推荐取得的相关研究成果;然后从大规模动态知识图谱处理、用户对项目属性的偏好挖掘、知识图谱的图嵌入学习等方面,指出了已有知识图谱增强的图神经网络推荐研究存在的主要问题;最后从动态时序知识图谱增强的GNN推荐、元学习的知识图谱增强GNN推荐、多模态知识图谱增强的GNN推荐、知识图谱增强的GNN跨领域推荐等方面,展望了知识图谱增强的图神经网络推荐未来主要研究方向。