Page 101 - 水利学报2025年第56卷第4期

水 利 学 报

２０２５年 ４月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５６卷 第 ４期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２５）０４ － ０５１９ － １２ 第二十七届中国科协年会学术论文

多模态知识图谱与大模型协同的水利工程风险应对决策推荐

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杨阳蕊 ，潘世峰 ，刘雪梅 １，２ ，马 威 ，冯 岭 １
（１．华北水利水电大学 信息工程学院，河南 郑州 ４５００００；
２．黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心，河南 郑州 ４５００００）

摘要：随着水利工程发展和信息化需求的增加，有效处理并利用水利工程巡检数据做出风险应对决策变得更加重
要。南水北调工程风险巡检文本涉及诸多影响因素、复杂的相互关系以及多源异构数据。为了充分利用该文本以
保证对工程风险处置的 及 时 有 效 性，本 研 究 基 于 巡 检 文 本 数 据 提 出 一 种 结 合 多 模 态 知 识 图 谱 与 多 模 态 大 模 型
（ ＭＬＬＭ）的方法，用于对南水北调工程运行中的风险做出针对性应对决策推荐。首先，选用更加关注区域位置的
开源多模态大模型 ＶＩＰ － ＬＬａＶＡ作为对话模型；其次，基于水调工程巡检数据，构建领域多模态知识图谱；最后，
以水利领域多模态知识图谱作为多模态大模型增强知识，采用检索与生成协同迭代的方式寻找应对风险的最佳方
案。结果表明，由该方法生成的风险应对决策在 ＢＬＥＵ、ＲＯＵＧＥ － Ｌ和 ＭＥＴＥＯＲ评价指标上效果良好，能够及时
对工程中的运行风险做出合适的应对决策推荐。相关研究可以有效提高工程安全维护管理的可靠性，降低工程风
险对供水安全的影响。
关键词：多模态知识图谱；多模态大模型；风险应对；南水北调工程
中图分类号：ＴＰ３９１．１；Ｘ９３
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２４０５７５
１ 研究背景

南水北调项目在解决水资源分配不平衡、促进区域协调发展方面发挥着至关重要的作用。在工程
作业日益复杂，以及系统化程度提高的背景下，工程运营期潜在风险因素的增加对追求高质量和可持
续的工程发展提出了挑战。风险处理是风险管理的主要方面，贯穿于工程稳定运营的整个生命周期。
科学、全面地针对各个阶段的关键风险做出决策，是提高工程安全运行的关键手段。南水北调工程巡
检文本中包含大量的有助于工程安全运行的多源异构数据，充分利用这些数据可为南水北调工程的安
全运行做出重要贡献。传统的南水北调工程风险应对决策都是由工程维护人员人工提供。这种人工的
方法存在以下局限：（ １）工程维护人员专业水平参差不齐，在面对各个风险时，做出的风险应对决策
可能不一致；（２）随着国内水利工程规模的不断扩大及工程复杂性的不断增加，传统的人工决策方法
已然无法满足当下高效、高质量的管理需求。
目前已有一些研究提出了基于知识图谱和深度学习 ［１ － ２］ 的水利工程智能运维方法。Ｔａｎｇ等 ［３］ 结合
深度学习与贝叶斯算法进行设备的故障智能诊断；刘雪梅等 ［４］ 通过构建水利工程应急方案知识图谱，
实现了风险事件应对方案的生成与推荐。知识图谱（ ＫｎｏｗｌｅｄｇｅＧｒａｐｈ，ＫＧ）作为新的信息管理与组织
技术，是结构化的语义知识库，以图的形式直观地展示实体（ ｎｏｄｅｓ）及其关系（ｅｄｇｅｓ），通过实体 － 关
系－ 实体三元组的形式，构成网状的知识结构，成为了知识结构化存储与管理的有效工具 ［５ － ７］ ，可对风
险应对决策提供结构化、可解释性的知识。然而，在现实世界中的信息往往是以多模态的形式存在，

收稿日期：２０２４ － ０９ － ０８；网络首发日期：２０２５ － ０４ － ２３
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２５０４２２．１５１４．００２
基金项目：国家自然科学基金项目 （７２２７１０９１）；河南省高等学校重点科研项目 （２５Ａ５２０００６）；河南省科学院科技开放合作项目
（ ２２０９０１００８）；华北水利水电大学硕士研究生创新能力提升工程项目（ＮＣＷＵＹＣ － ２０２４１６０９８）
作者简介：杨阳蕊（１９８２ － ），博士，讲师，主要从事自然语言处理研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙａｎｇｒｕｉ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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