استراتيجية مدفوعة بمعالجة اللغة الطبيعية قائمة على المنصة لرقمنة عمليات الامتثال التنظيمي للبيئة المبنية
A platform-based Natural Language processing-driven strategy for digitalising regulatory compliance processes for the built environment

شارك:
المجلة: Advanced Engineering Informatics، المجلد: 62
DOI: https://doi.org/10.1016/j.aei.2024.102653
تاريخ النشر: 2024-06-29
المؤلف: Ruben Kruiper وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث الصحة والسلامة المهنية

نظرة عامة

تناقش الورقة الحاجة الملحة للتحول الرقمي في عملية الامتثال التنظيمي، لا سيما في ضوء حادثة حريق غرينفيل والتقرير اللاحق لها، الذي سلط الضوء على أوجه القصور في الإطار التنظيمي في المملكة المتحدة. تقدم i-ReC (الامتثال التنظيمي الذكي)، وهي منصة شاملة مصممة لمعالجة تعقيدات الامتثال التنظيمي من خلال دمج أدوات وتقنيات متنوعة، بما في ذلك معالجة اللغة الطبيعية (NLP) وتعلم الآلة (ML) وتقنيات الويب الدلالي. يؤكد المؤلفون على أهمية تحديد واستخراج المتطلبات ذات الصلة بدقة من مجموعة من الوثائق التنظيمية، مشيرين إلى التحديات مثل اللغة الغامضة والمصطلحات غير المتسقة.

تعتبر تنفيذ محرك بحث دلالي ميزة رئيسية في المنصة، والتي تم التحقق منها مقابل المحركات الموجودة باستخدام مجموعة فرعية من 420 وثيقة تنظيمية. تشير النتائج إلى أداء متفوق عبر مقاييس مختلفة. توضح الورقة الاتجاهات المستقبلية لتعزيز المنصة، بما في ذلك تحسين أداة SPaR.txt لتحديد التعبيرات متعددة الكلمات، وتوسيع مجموعة البيانات لتحسين استرجاع المعلومات، وتطوير استراتيجيات لإنشاء رسم بياني معرفي شامل (KG) يتماشى مع مفردات المجال. بشكل عام، تهدف المنصة المقترحة إلى تبسيط عمليات التأليف والتصميم والتحقق من الامتثال في السياقات التنظيمية، مع معالجة الفجوات والتحديات الموجودة في هذا المجال.

مقدمة

تناقش مقدمة الورقة تداعيات مراجعة هاكيت بعد حريق برج غرينفيل، مسلطة الضوء على عدم كفاية اللوائح الحالية للبناء في ضمان سلامة الحريق في المباني الشاهقة. تؤكد توصيات السيدة هاكيت على الحاجة إلى إعادة هيكلة أساسية لهذه اللوائح، داعية إلى التحول من النهج الوصفي إلى النهج القائم على النتائج. يهدف هذا الانتقال إلى تعزيز المرونة والابتكار في قطاع البناء، لا سيما في ضوء تحديات الاستدامة، حيث تسهم المباني بشكل كبير في انبعاثات الكربون. تشير الورقة إلى عدم وجود توافق حول كيفية تنفيذ هذه التغييرات وتؤكد على دور الرقمنة في تحديث الإطار التنظيمي، مع وجود مبادرات متنوعة تهدف إلى دمج التقنيات الرقمية في قطاع الهندسة المعمارية والهندسة والبناء (AEC).

يجادل المؤلفون بأنه بينما تعتبر الرقمنة ضرورية لتحسين كفاءة وثConsistency الوثائق التنظيمية، يجب أن تكون مصحوبة باستراتيجية شاملة لإصلاح اللوائح نفسها. تعقد تعقيدات المشهد التنظيمي الحالي، الذي يتميز بالعديد من الوثائق والمعايير، تطوير مثل هذه الاستراتيجية. تقترح الورقة إنشاء معجم ميتا ومحدد المجال لتسهيل الرقمنة للوائح البناء، مما يمكّن من تكامل أفضل مع أنظمة نمذجة معلومات البناء (BIM). سيساعد هذا المعجم في رسم مصطلحات تنظيمية إلى كائنات BIM، مما يحسن عمليات التحقق من الامتثال الآلي (ACC). يقدم المؤلفون عملهم على تطوير أدوات لتحديد المصطلحات المحددة للمجال وإنشاء رسم بياني معرفي للمصطلحات ذات الصلة، والتي يجعلونها متاحة لمزيد من البحث والتطبيق في هذا المجال.

مناقشة

تسلط المناقشة الضوء على التحديات الكبيرة في تفسير وتطبيق لوائح البناء، مشددة على الغموض وعدم الاتساق الموجودين في مجموعة الوثائق المعتمدة الحالية. يؤدي هذا الغموض إلى الارتباك بين أصحاب المصلحة، بما في ذلك هيئات التحكم في البناء والمصممين، الذين غالبًا ما يفضلون الامتثال للحد الأدنى من المتطلبات على النتائج القائمة على الأداء. يتميز المشهد التنظيمي بعدد هائل من المعايير والمستندات الإرشادية، مما يعقد عملية التحقق من الامتثال ويزيد من احتمال حدوث أخطاء بسبب سير العمل اليدوي.

تقترح الورقة استراتيجية منصة للرقمنة في الامتثال التنظيمي، تهدف إلى تبسيط عملية الامتثال من خلال تطوير أدوات سهلة الاستخدام وطبقة ميتا مشتركة من المعايير. من خلال الاستفادة من معالجة اللغة الطبيعية (NLP)، تسعى المنصة المقترحة “الامتثال التنظيمي الذكي” إلى تعزيز قابلية استخدام لوائح البناء، مما يمكّن أصحاب المصلحة من استرجاع المتطلبات ذات الصلة بشكل أكثر كفاءة. يجادل المؤلفون بأنه بينما لا يزال الأتمتة الكاملة لعملية التحقق من الامتثال تحديًا معقدًا، لا سيما بسبب تعقيدات التحليل الدلالي، فإن النهج شبه الآلي يمكن أن يحسن بشكل كبير من تحديد وتفسير الوثائق التنظيمية، مما يعزز في النهاية بيئة مبنية أكثر أمانًا واستدامة.

القيود

تعترف البحث بعدة قيود تؤثر على نتائج الدراسة. أولاً، يشكل استخراج النص من اللوائح، التي تتوفر في الغالب بتنسيق PDF، تحديات كبيرة بسبب أنماط التنسيق المتنوعة التي يتم مواجهتها. يكشف تحليل حوالي 400 معيار بريطاني عن مزيج من تخطيطات عمود واحد وعمودين وثلاثة أعمدة، بالإضافة إلى ترتيبات متنوعة للنصوص والأشكال والجداول، مما يعقد عملية الاستخراج.

بالإضافة إلى ذلك، تعيق قيود الترخيص على معظم اللوائح مشاركة البيانات التي تتضمن أو مشتقة من هذه الوثائق. تكون هذه القيود ملحوظة بشكل خاص بالنسبة للمهام مثل تصنيف المحتوى الآلي (ACC)، حيث أن عدم القدرة على معالجة الوثائق الإرشادية المفتوحة الوصول—التي غالبًا ما تكون محملة بالإشارات إلى المواد المرخصة—يحد من نطاق البحث وقابليته للتطبيق.

Journal: Advanced Engineering Informatics, Volume: 62
DOI: https://doi.org/10.1016/j.aei.2024.102653
Publication Date: 2024-06-29
Author(s): Ruben Kruiper et al.
Primary Topic: Occupational Health and Safety Research

Overview

The paper discusses the urgent need for digitalisation in the regulatory compliance process, particularly in light of the Grenfell fire incident and the subsequent Hackitt report, which highlighted deficiencies in the UK’s regulatory framework. It introduces i-ReC (intelligent Regulatory Compliance), a comprehensive platform designed to address the complexities of regulatory compliance by integrating various tools and technologies, including Natural Language Processing (NLP), Machine Learning (ML), and Semantic Web technologies. The authors emphasize the importance of accurately identifying and extracting relevant requirements from a corpus of regulatory documents, noting challenges such as ambiguous language and inconsistent terminology.

The implementation of a semantic search engine is a key feature of the platform, which has been validated against existing engines using a subset of 420 regulatory documents. The results indicate superior performance across various metrics. The paper outlines future directions for enhancing the platform, including improving the SPaR.txt tool for multi-word expression identification, expanding the dataset for better information retrieval, and developing strategies for creating a comprehensive Knowledge Graph (KG) that aligns domain vocabularies. Overall, the proposed platform aims to streamline the processes of authoring, designing, and compliance checking in regulatory contexts, while addressing existing gaps and challenges in the field.

Introduction

The introduction of the paper discusses the implications of the Hackitt Review following the Grenfell Tower fire, highlighting the inadequacies of the current building regulations in ensuring fire safety in high-rise buildings. Dame Hackitt’s recommendations emphasize the need for a fundamental overhaul of these regulations, advocating for a shift from prescriptive to outcome-based approaches. This transition aims to enhance flexibility and innovation in the construction sector, particularly in light of sustainability challenges, as buildings contribute significantly to carbon emissions. The paper notes the lack of consensus on how to implement these changes and underscores the role of digitalization in modernizing the regulatory framework, with various initiatives aimed at integrating digital technologies into the Architecture, Engineering, and Construction (AEC) sector.

The authors argue that while digitalization is crucial for improving the efficiency and consistency of regulatory documents, it must be accompanied by a comprehensive strategy to reform the regulations themselves. The complexity of the current regulatory landscape, characterized by numerous documents and standards, complicates the development of such a strategy. The paper proposes that a meta- and domain-specific lexicon be created to facilitate the digitalization of building regulations, enabling better integration with Building Information Modeling (BIM) systems. This lexicon would help in mapping regulatory terms to BIM objects, thereby improving automated compliance checking (ACC) processes. The authors present their work on developing tools to identify domain-specific terminology and create a Knowledge Graph of relevant terms, which they make available for further research and application in the field.

Discussion

The discussion highlights significant challenges in the interpretation and application of building regulations, emphasizing the ambiguity and inconsistency present in the current suite of Approved Documents. This ambiguity leads to confusion among stakeholders, including building control bodies and designers, who often prioritize compliance with minimum requirements over performance-based outcomes. The regulatory landscape is characterized by an overwhelming number of standards and guidance documents, which complicates the compliance checking process and increases the potential for errors due to manual workflows.

The paper proposes a platform strategy for the digitalization of regulatory compliance, aiming to streamline the compliance process through the development of user-friendly tools and a shared meta-layer of standards. By leveraging Natural Language Processing (NLP), the proposed “Intelligent Regulatory Compliance” platform seeks to enhance the usability of building regulations, enabling stakeholders to retrieve relevant requirements more efficiently. The authors argue that while fully automating compliance checking remains a complex challenge, particularly due to the intricacies of semantic parsing, a semi-automated approach could significantly improve the identification and interpretation of regulatory documents, ultimately fostering a safer and more sustainable built environment.

Limitations

The research acknowledges several limitations that impact the study’s findings. Firstly, the extraction of text from regulations, which are predominantly available in PDF format, poses significant challenges due to the varied formatting styles encountered. An analysis of approximately 400 British Standards reveals a mix of single, two, and three-column layouts, along with diverse arrangements for text, figures, and tables, complicating the extraction process.

Additionally, licensing restrictions on most regulations hinder the sharing of data that includes or is derived from these documents. This limitation is particularly pronounced for tasks such as Automated Content Classification (ACC), where the inability to process open-access guidance documents—often laden with references to licensed materials—further constrains the research’s scope and applicability.

شارك: