煤矿安全生产和管理一直是该领域研究的热点,虽近几年国家采取一系列政策使得煤矿安全形势有所好转,但事故发生率及事故总量仍高于世界其他主要煤炭生产国,面临的安全隐患不容小觑。且因信息化智能应用增多,当前行业数据产生速率加快,累计了大量数据。这些数据形式多样,数量庞大,传统的数据管理方式已无法满足行业数据管理需求。本体是一种“形式化的,对于共享概念体系的明确而又详细的说明”,其不仅能够有效地对矿井情景进行形式化描述,而且通过Jena推理机和自定义规则对知识的推理,还能充分挖掘其中的隐含信息。知识图谱是一种结构化的语义知识库,能够使知识具有更好的共享性和可重用性。因此,将本体与知识图谱技术相结合,能够更加有效地对煤矿领域知识之间的联系进行分析。针对以上问题,本课题着眼于本体与知识图谱的映射匹配,以自顶向下的知识图谱构建理论为基础,给出了构建煤矿安全领域核心知识图谱的方法,并在煤矿安全监测监控原型系统的开发中得以应用。首先,结合煤矿领域数据特点,提出了一种基于七步法与METHONTOLOGY法的本体构建方法,并借助本体建模工具Protégé构建煤矿领域本体以验证该方法的可行性;其次,分析本体与知识图谱间映射匹配机制,将本体数据存储于Neo4j图数据库,实现了煤矿领域核心知识图谱的初步构建;最后,设计并开发了煤矿安全监测监控原型系统存储和管理领域知识。本课题对本体和知识图谱技术的深入研究,为煤矿安全生产和管理提供了基础保障:第一,将七步法和METHONTOLOGY法两种本体建模方法结合,能够有效解决煤矿数据更新变化快问题;第二,通过对本体与知识图谱的映射匹配分析,实现了本体数据到图数据库的存储,在一定程度上解决了传统数据管理方式无法满足煤矿数据量大的管理需求问题;第三,将本体与知识图谱技术相结合,不仅能够丰富知识展示界面,使得用户能够快速了解与掌握矿井信息,而且通过对矿井信息的间接推理,能有效地挖掘煤矿生产过程中存在的不安全因素,为煤矿事故的防治与救援提供重要决策。