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专利号: 2021106770448
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三元组抽取的时序数据可视分析方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

1)数据处理;对包含时间信息的文本数据进行三元组抽取,三元组是实体与实体之间具体行为的结构化表征,基本形式为实体‑联系‑实体,通过依存句法分析,得到句子的句法关系树,依据设定好的句法规则来对该树进行深度搜索以抽取出语义三元组;

2)层次结构生成;将包含时间信息的三元组数据,储存为按时间分组的图结构,边的权设置为边连接的两个顶点的度的和,当使用深度优先搜索寻找到环时,将优先去除环中权最大的边,以达到去环的效果;最终得到一系列按时间分组的无环图,如果在某个时间单位,某个实体没有和其他实体产生任何联系,就把它看作只有一个顶点的图;

3)图内顶点排序:对一个无环图内的顶点进行排序,用以广度优先搜素为基础的启发式顶点排序算法进行排序,使得进行顶点排序后,顶点之间的连线尽可能短,并且产生较少的交叉,启发式顶点排序算法步骤如下:

(3‑1)在一个图G中,顶点i的权重定义为顶点i所代表的实体在上一个时间单位的顺序。选择一个顶点作为接入的顶点v,标识为B;

(3‑2){p1…pn}是与v邻接的所有顶点,链Cn定义为G去掉连接v和pn的边后,得到的包含pn的子图G’;Sn定义为子图G’的顶点个数,计算与顶点v邻接的链{C1…Cn}的权重,Cn的权重Wn定义为Sn+αKn,这里,让α=0.5,Kn定义为Cn包含的所有顶点的权重的平均值;

(3‑3)根据三种不同的情况,采取三种不同的应对方法:情况1:如果与顶点v邻接的只有一条链C1,并且顶点v为第一个接入点,那么直接比较顶点v的权重wv与C1的权重W1的大小,权重小的排在上面;如果接入点v不是第一个接入点,若v的标识为A,C1排在v的上面;若v的标识为B,C1排在v的下面;

情况2:如果与顶点v邻接的链有偶数条,把权重值越大的放在越外围的地方,当v的标识为B时,权重最大的排在最后一个位置,第二大的排在第一个位置,以此类推;当v的标识为A时,权重最大的排在第一个位置,第二大的排在最后一个位置,以此类推;

情况3:如果与顶点v邻接的链有奇数条,且大于1条,可以看作情况1与情况2的结合,权重大的前n‑1条排序与情况2相同,把权重值越大的放在越外围的地方,权重最小的链Cm与顶点v的排序与情况1类似,比较顶点v的权重wv与Cm的权重Wm的大小,权重小的排在(n+1)/2的位置,权重大的排在(n+1)/2+1的位置,但若当遇到特殊情况,权重第二小和权重第三小的的链Ca、Cb所对应的顶点wa、wb的度Da、Db,其中一个小于3,另一个大于3时,把Cm的顺序放在靠近度更大的链的位置上;

由此,得到链{C1…Cn}和顶点v之间的顺序关系;

(3‑4)对于pi∈{p1…pn},若与它对应的Ci顺序在v的上方,那么把pi作为下一个接入点v’并标识为A,如果与它对应的Ci顺序在v的下方,则标记为B,然后重复步骤(3‑2)、(3‑3)、(3‑4),直到所有顶点的位置关系都被确定下来;

4)图之间的排序;对一个时间单位内所有的图进行排序,通过上一步的启发式顶点排序算法,得到一个图内顶点的排序,然后需要对一个时间单位内所有的图进行排序,使得相邻的两个时间单位代表实体的连线的线交叉和线摆动尽可能小;因为先对图内的顶点进行排序,这样使得它们的相对位置是固定的,所以这个问题属于最小化多级有向无环图的边交叉,是一个NP‑hard问题,采用一种面向块的DAG扫描算法;

5)布局优化;给出约束,计算实体在不同时间的y轴坐标,确定优化布局的目标函数,并列出约束条件,得到二阶优化方程,布局优化问题实质上是一个二阶优化问题,将相邻时间单位之间每条故事线的摆动距离平方的累加作为目标函数:并给出约束函数:

yi,t=yi,t+1,if o(i,t)=o(i,t+1)                             (2)yk,t‑yj,t=H,if o(k,t)+1=o(j,t)and Conj(t,k,j)=true       (3)h<yk,t‑yj,t<H,if o(k,t)+1=o(j,t)and Conj(t,k,j)=false       (4)其中,n代表实体的个数。T代表时间单位的个数,yi,t代表实体i在t时刻的y轴坐标,o(i,t)代表实体i在t时刻的排序,H和h是两个调整间隙的常数,Conj(t,k,j)用来表示在t时刻,实体k和实体j之间是否产生联系,如果在在t时刻,实体k和实体j产生联系,则Conj(t,k,j)=true。否则Conj(t,k,j)=false;

式(2)是对齐约束,如果实体i在t时刻与t+1时刻的排序相同,则使它们对齐。也就是让它们的y坐标相同;

式(3)(4)是顺序约束与间隙约束,如果在t时刻实体k的顺序大于实体j的顺序,那么实体k的y坐标一定大于实体j的y坐标。若在t时刻实体k和实体j产生联系,那么它们之间的距离为H,若在t时刻实体k和实体j没有产生联系,它们之间的距离范围在h与H之间;

经过计算,得到布局最优解,最后运用D3工具,设计一个可视分析系统,并提供高亮、移动、展示细节三种用户交互。

2.如权利要求1所述的一种基于三元组抽取的时序数据可视分析方法,其特征在于,所述步骤4)中,面向块的DAG扫描算法的过程如下:在对第一个时间单位的实体进行排序时,设置所有的实体权重都为1,通过启发式顶点排序算分别得到第一个时间单位每个图{G1...Gn}内顶点的排序,然后对于Gi∈[G1...Gn],定义Gi的权重为Gi包括的所有实体的权重的平均值,将{G1...Gn}按照权重由小到大排序;然后它将第一个时间单位实体的顺序作为第二个时间单位实体的权重,重复这一步,直到到达最后一个时间单位;当最后一个时间单位的顺序确定,就把它作为倒数第二个时间单位的权重并进行回扫,通过反复扫视来改进排序结果,直到线交叉数稳定或迭代次数达到最大。