我国西南页岩气开采区多水源利用智能推荐研究.pdfVIP

摘要

页岩气作为一种清洁的战略性能源，其大规模的开发和使用能够改变国家的

能源格局。页岩气开采通常使用水力压裂技术，然而该技术的使用需要消耗大量

的水资源，这些水资源通常来自于地表水、地下水和雨水。当多种水资源可以被

同时使用时，很少有人关注用水策略的制定。基于上述问题，本研究以我国西南

地区12个典型页岩气开采区为例，进行了多水源利用智能推荐研究，主要研究

内容和成果如下：

（1）通过本体建模、知识获取、知识抽取和知识存储技术，构建了页岩气

开采区多水源利用知识图谱。主要包括：1）本体建模共得到12个本体和它们之

间的9类关系；2）使用基于BiLSTM-CRF的命名实体识别模型和基于规则的关

系抽取方法抽取文本资料中的大部分实体和全部关系，包括1000个实体和2000

条关系；3）采用Neo4j图数据库存储和展示页岩气开采区多水源利用知识图谱。

（2）人工构建了自然语言形式的问题，并利用TF-IDF算法对问题进行表示

和朴素贝叶斯算法实现问题分类。该智能问答系统以Web.py为系统开发框架，

以知识图谱为数据基础，设计了页岩气开采区多水源利用问答系统，在浏览器上

实现了问答系统的交互界面，节省了用户获取页岩气开采区多水源信息的时间。

（3）基于构建的知识图谱和历史用水记录，提出了一种融合RippleNet算法

和知识图谱的智能推荐方法。通过比较四种不同用水情景下的结果，发现制定的

用水策略会随着城市和水资源的不同而变化，这取决于输入RippleNet的历史记

录。这种智能推荐最显著的特点在于：1）充分地对历史记录进行数据挖掘；2）

能够使用偏好概率来表示每个用水策略的可能性或偏好。

关键词：页岩气，多水源利用，知识图谱，智能问答，智能推荐

I

II

ABSTRACT

Shalegasasacleanstrategicenergy,itslarge-scaledevelopmentandusecan

changethenationalenergypattern.Shalegasextractionusuallyinvolveshydraulic

fracturing,orfracking,whichusesalotofwater,usuallyfromsurfacewater,

groundwaterandrainwater.Whenmultiplewaterresourcescanbeusedsimultaneously,

littleattentionispaidtotheformulationofwaterstrategy.Basedontheseproblems,

thispapertakes12typicalshalegasdevelopmentareasinsouthwestofourcountryas

examplesandconductsthesmartrecommendationofmultiplewaterresources

utilization.Themainresearchcontentsareasfollows:

(1)Throughontologymodeling,knowledgeacquisition,knowledgeextractionand

knowledgestoragetechniques,theknowledgegraphofmultiplewaterresources

utilizationinshalegasdevelopmentareasisconstructed.Itmainlyincludes:1)12

ontolo