CN102354387A - 电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法及系统 - Google Patents

Abstract

电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法及系统，该方法包括：接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。根据本发明方案，在选定了应用模式之后，可以应用本发明方案直接得到与该应用模式相关联的信息数据，无需人工对大量的采集数据进行分析和整理，可以对用户需要了解的数据信息进行分析展示，提高了电网监控效率。

Description

电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法及系统

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法及系统。

背景技术

由于电网的组网结构复杂，成员属性及互联方式多样，从而使得电网的整体网络结构具有海量、实时、多变的特点。计量自动化系统是一套涵盖全网各种计量点及采集终端，集信息采集、监视、分析和计量管理于一体的应用平台，其主要功能是为供电企业提供统一的主站系统，完成对发电厂、变电站、公用变压器、专用变压器、居民低压集抄等发、供、配、售各侧的综合性统一的数据采集监控，为有序合理用电、远程抄表、负荷控制、预购电、电费结算、市场管理等业务提供实时数据支撑，实现发、供、配、售各侧电能信息的一体化管理分析应用，并在此基础上开展四分线损分析和需求侧管理应用。

计量自动化系统的使用对计算机操作水平及专业知识有一定要求，其使用对象较多的是广大营销线的基层员工，他们对系统的熟悉程度及接受能力也有不同，由于人们对事物的认知过程的差异和限制，要直接从现实中获取这样大量的海量信息、对其进行掌控和分析、并做出合理的业务决策比较困难，对于计量自动化系统的监控人员来说，日常需要进行大量的数据浏览、人工筛选等工作过程，耗费工作量大，效率低下。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法、一种电网离散供电信息的数据挖掘系统，其可以对用户需要了解的数据信息进行分析展示，提高电网监控效率。

一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，包括步骤：

接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，包括：

指令接收单元，用于接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

对象数据收集单元，用于根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

逻辑关联单元，用于根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

重组单元，用于根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

根据上述本发明方案，其通过设定用户应用模式，并依据设定的用户应用模式来收集对象数据，确定这些对象数据间的逻辑关联关系，并进而根据对象的业务规约对这些逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构，从而，对于电网系统的工作人员来说，在选定了应用模式之后，可以应用本发明方案直接得到与该应用模式相关联的信息数据，无需人工对大量的采集数据进行分析和整理，可以对用户需要了解的数据信息进行分析展示，提高了电网监控效率。

附图说明

图1是本发明的电网离散供电信息的多维平台挖掘方法实施例的流程示意图；

图2是本发明的电网离散供电信息的多维平台挖掘系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合较佳的具体实施例对本发明方案进行详细阐述。

参见图1所示，是本发明的电网离散供电信息的多维平台挖掘方法实施例的流程示意图，其包括步骤：

步骤S101：接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

步骤S102：根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

步骤S103：根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

步骤S104：根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

本发明方案依据设定的用户应用模式来收集对象数据，根据对象业务规约确定这些对象数据间的逻辑关联关系，并进而结合图形地理空间信息以及这些逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构，以体现空间标识对象间的联系，使其于信息点的查询，可扩展到基于物联网网络拓扑的查询，加深信息检索及可视化的层次，使宏观信息分析和查询不所数据库关联结构的影响，加速专题业务的关联分析。从而，对于电网系统的工作人员来说，通过应用本发明方案，可以直接得到与该应用模式相关联的信息数据，无需人工对大量的采集数据进行分析和整理，可以对用户需要了解的数据信息进行分析展示，提高了电网监控效率。

为了能够使用户可以更直观地观看到各不同类型的数据之间的关联关系，深入挖掘海量数据堆中的有用信息，提高电网监控的效率，在进行关联重组得到系统数据架构之后，还可包括步骤：

步骤S105：将得到的关联重组后的系统数据架构在地图上进行显示。

通过可视化显示，不仅可以为工作人员提供空间认知工具，例如数字资源地图和空间分布等，而且可以用于优化、印证离散数据的正确性，并可以据此强化数据的直接应用，例如可应用于可视化信息资源描述、可视化信息导航、可视化信息检索，以及可视化知识发现和数据挖掘等。

另外，通过将得到的关联重组后的系统数据架构进行显示，还可以缩小管理时空，增强应变能力，使集约化经营取得突破性进展，且可以以用户为核心，将各业务系统的信息进行整合，辅助用户掌控海量信息，以可视化技术将用户的核心关注信息进行展现，以快速驱动相关业务的处理，全面提高业务信息的掌控和处理能力，从而达到降低成本、高效管理的效果。

其中，上述用户应用模式根据实际应用场景的不同可以有不同的设定，在不同的用户应用模式下，相应的对象业务规约也会有所差异(因为不同的应用模式下用户关心的侧重点会有所不同)，具体的对应业务规约依赖于实际的应用领域。以供电企业计量设备管理的应用为例，计量自动化系统提供了组织结构、线路拓扑的逻辑语义关系来组织系统关注的对象(终端、客户、变电站)。

上述对象可以是终端、客户、变电站，上述对象数据可以是MIS系统、GIS系统所采集的数据，例如对象的台账资料、运行状态数据等等，上述对象的业务规约可以是：对象的电气连接关系、对象所属管理部门的组织结构等等。

以下就其中的具体示例进行详细说明。在具体实现时，上述对象数据，可以是从电网系统的计量自动化系统、GIS系统等采集并存储的相关对象数据中直接获取采用，也可以是通过向计量自动化系统、GIS系统等发送相应的指令，计量自动化系统、GIS系统等根据该指令采集相应数据，再从计量自动化系统、GIS系统等中获取到需要的相应数据。为便于理解，在下述说明中，以计量自动化系统、GIS系统等已经采集并存储了相关对象数据进行说明。

本发明的挖掘方法的基本思想，是根据对象业务规约(例如企业生产管理的数据中心的设备资产属性关系)进行深层次的挖掘，对传感网络中实时采集的设备运行信息等对象数据进行整合，将看似离散的对象数据按一定的用户应用模式和设备间逻辑语义关系，采用简约网络模型进行图形化的描述，动态构建物联网架结构，并可进行实时仿真，在二维或三维的可视化空间中显示来，从而可以对实时、海量、异构和多变的智能电网进行逻辑重构，提供可视化检索和分析服务平台，可以以用户体验为核心提供多样化可视化检索和分析服务，辅助用户对海量实时数据的认知过程。并可以在广泛的领域中推动企业高新技术的应用和服务整合，聚合智能电网的全信息，从信息可视化、运行监控和辅助决策到推动个人生产力和增强企业竞争力，都起到重要的实践作用。

在一个具体示例中：首先根据用户应用模式(用户的实际业务需求)，收集对象(终端、客户、变电站)的台账资料、运行状态数据，根据对象台账资料的位置信息(例如经纬度)在地理背景上定位，并根据用户应用模式对应的对象业务规约对数据进行分析以从中找到对象的电气连接和所属管理部门组织结构关系，并根据这种关系创建系统数据架构，从而可实现基于供电企业组织结构的对象分布，以及基于线路拓扑的对象图形分析，如系统的供电范围示意图。根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组的过程即按照对象的上述逻辑关联关系来进行系统内部数据表的定义和设计，即将不同资料来源(如设备的台账、运行、营销数据)通过上述的关联关系进行信息的关联。

以组织结构关系包含终端、用户、供电所、供电局为例，在进行数据组织结构的关联时，具体可以是：系统从接口获取计量自动化、营销等信息系统的终端和用户的台账资料、运行状态和营销数据信息，通过终端、用户的所属管理部门组织结构关系对数据进行分析提取，按照用户关联的终端、供电所管理的用户、供电局管辖的供电所的组织结构关系，定义和存储数据表，通过对不同来源数据的关联重组，以实现基于供电企业组织结构的对象分析。

以对应用供电企业计量设备的管理为例，具体实施时，可通过接入计量自动化、营销等信息系统，将终端的设备台账资料、运行状态信息以及其他不同来源的数据进行整合，挖掘终端的组织结构和线路拓扑的逻辑关联关系，构建系统数据架构。根据该构建的系统数据架构，通过终端的坐标信息在地理背景进行定位，在地图上显示终端的位置及分布情况以及仿真显示运行状态，如果系统采集的数据超过一定阀值，则通过系统的告警提示，在地理背景上以高亮闪烁的方式对终端进行告警提示，点取相应终端即可显示告警信息。

电力的线路拓扑是按照设备的电气关系形成的一种逻辑关联关系，在挖掘终端的线路拓扑逻辑关联关系时，具体可以是通过接口读取计量自动化、营销等信息系统的终端、线路、变电站台账资料等信息，分析获取的数据内容，提取终端与所属线路信息的关联关系、线路与所属变电站信息的关联关系，构建从变电站至线路至终端的线路拓扑数据架构，用于系统线路拓扑的对象图形分析，生成各对象间的逻辑关联关系。

为了满足对智能电网中，离散分布对象间的协同运作态势的可视化仿真及分析的需要，在本发明方案中，在进行数据挖掘时，还可以以节点、路段和源点为基础架构要素，并依据实际应用中的用户体验对要素所关心属性和逻辑自动高效地完成拓扑重构，以支持信息与空间逻辑相关的查询或分析的应用功能实现。该拓扑重构的过程例如：以变电站线路起点为源点，按照线路电气连接关系将节点(如终端、用户)进行关联，实现拓扑重构。这里所关心的属性和逻辑指上述对象业务规约，即是指对象的所属部门组织结构和电气连接关系。

在本发明方案中，在将确定的系统数据架构进行可视化显示后，能够以二维或者三维图形方式对全局数据进行直观简约的描述，在这种可视化视图下，还可以对具体的业务海量数据进行分析，以能够对各具体的内容进行查看，可以通过对具体的数据信息进行映射计算来实现这种分析过程。这里的映射计算包括大数据集映射计算和局部小数据集映射计算，可采用实时统计分析的方式，实现对大数据集映射计算和局部小数据集映射计算，在屏幕视点发生变化时，即时通过映射计算统计结果，动态生成图形分析结果。例如，在视点很高的情况下，可以显示地区总体对象分布态势，即大数据集映射计算，随着开窗放大也可以查看局部区域的对象分布情况，即局部小数据集映射计算。

映射计算是以矩阵分析为基础，采用合适的映射策略，对单位矩阵单元的具体业务数据进行统计分析，结果可反映整个查询领域的全貌，快速获取查询范围内离散对象数值的连续分布及发展趋势的图形分析结果。这里的映射策略可根据用户关心的结果进行定制，例如，系统中的终端密度分布是根据终端在地理背景上的分布情况来进行映射计算，终端的负荷密度是根据不同位置终端的负荷值进行映射计算。

映射计算的实质，是对对象的密度分布的映射计算，是将对象的实际坐标转换为屏幕坐标后，通过屏幕进行矩阵投影，统计单位矩阵内的对象数量或属性值，利用屏幕着色技术，对矩阵统计结果采用着色处理显示，即按照统计的单位矩阵内的对象数量所在的不同范围区间，按照不同的颜色进行着色后进行显示，实现对象数值的连续分布及发展趋势的图形分析结果。以终端为例，则是根据终端在地理背景上的分布情况来进行映射计算。通过本发明，实现了映射计算方式首次在供电企业计量设备的管理中得到了应用。

其中，局部小数据映射更能体现用户分析查询的可控性和实时性，不同的用户因需要的不同，对同一数据集进行查询时，映射结果也会随着局部查询范围或查询条件而变化，映射图可动态生成。从而可以在实际应用中为用户的特定事物查询起到良好的向导作用，可视化地驱动问题的深入解决。

通过映射计算，在进行显示时，可以以简约化智能电网模型为基础，通过拓朴分析、自动成图的方式，将用户的业务查询热点对象进行提取和突显，将更多的可视化空间用于显示层次结构中当前被关注的部分，同时又能保特整个层次结构不变，使得用户当前关注的节点能被移动到显示区域的中心，而其它父节点或子节点则被忽略显示，自动形成用户专题业务查询的专题图形。这种热点网络重构的方式，可以采用现有技术中已有的方式来实现，在此不予赘述。

此外，还可以采用信息聚集技术(FoCUS+Context)进行显示，使用户在观看当前的聚集对象时，仍然可以理清关联和把握全局。在现实世界中，人们在观察一个对象的时候，注重的往往是对象本身的细节，而对周围环境则不太在意，距离观察对象越远的周围环境引起人们注意的可能性越小。然而，周围环境实际上可以起到一定的作用，它可以提示人们当前关注对象与周围环境的关系，同时也是使人们转移注意的线索。信息聚焦方式可以以忽略细节的方式显示尽可能多的周围信息，将周围信息和以细节方式显示的焦点信息结合在一起，随着用户注意的变化改变细节显示部分。

信息聚焦可采用Focus+Context信息可视化技术来实现，信息聚焦的实现基于3个假设：用户同时需要概要信息(context)和细节信息(focus)；在概要信息和细节信息中需要的具体信息可能不同；概要信息和细节信息这两种类型的信息可以结合在一个单一的(动态)显示中。这三个假设基于人类视觉的观察特性而设定。信息聚焦的核心问题是保证focus信息正常显示的前提下，怎样才能显示更多的context信息，以及focus区域与context区域的方便切换，具体的信息聚焦的实现方式在此不予赘述。

SOA(Service-Oriented Architecture，面向服务架构)架构是新兴的企业应用集成技术方案，它将企业应用中离散的应用功能提取出来，并将其组织成可互动的、基于标准的服务。SOA通过提供服务的方式实现了灵活、快捷的系统整合，将模块化和便携化的服务在复合应用中组合和重用，以更为快速地满足业务需求。服务是SOA体系中最重要的组成部分，服务是指使用开放、中立的标准来定义接口规范(包括格式和传输协议)的功能。因为接口规范与实现功能所使用的具体硬件平台、操作系统和编程语言无关，所以服务调用方及服务提供方之间可以使用统一和标准的方式进行通信。服务作为联系不同业务应用、不同技术标准和实现手段的纽带。

在具体实现本发明方案时，可根据电力企业信息化建设的发展要求，采用SOA架构，建造为企业整体信息化应用提供数据与技术支持的“空间信息可视化服务平台”，使得现有的应用功能可成为其他信息化应用系统自由调用的空间信息服务。服务平台提供基于空间信息的查询、统计、分析支持，在保证平台独立运行的同时又可与其它应用系统进行协同作业，实现了系统的应用集成和功能重用，促进公司信息系统的应用水平提升。

遵循SOA架构的建设规范，空间信息服务平台提供的功能完全以标准的服务方式提供，其他系统采用统一的调用方式进行调用，可以避免传统的开发系统间一对一接口方式所带来的种种问题，大大降低多系统集成的工作量和复杂度，提高整体信息化集成的效率。

本发明方案直接面向用户应用体验，利用MIS或GIS的数据库作为基础数据源，联合各式专业应用服务，将海量信息进行疏导，引向集约化信息应用，以SOA方式进行应用功能双向融合，组建企业信息应用UI，为整合企业多样化应用提供可视化服务平台，可被视为在企业信息化建设中多源异构数据中心的高级应用可视化平台。基于本发明方案，企业可以开始统一构建自己的B/S业务可视化应用UI，全面提升企业门户站点信息发布功能，在传统基于图文表单的报阅式发布的基础上，提供可动态描述固有资产组织结构的综合可视化业务应用服务门户，使企业的海量离散数据信息和多样化应用能在统一UI下为用户提供崭新集约化信息体验。

根据上述本发明的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，本发明还提供一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，图2中示出了本发明系统实施例的结构示意图，其包括有：

指令接收单元201，用于接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

对象数据收集单202元，用于根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

逻辑关联单元203，用于根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

重组单元204，用于根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

为了使用户直观地观看到各不同类型数据之间的关联关系，深入挖掘海量数据堆中的有用信息，提高电网监控的效率，在进行关联重组得到系统数据架构之后，还包括：

显示单元205，用于对所述关联重组后的系统数据架构在地图上进行显示。

通过可视化显示，不仅可以为工作人员提供空间认知工具，例如数字资源地图和空间分布等，而且可以用于优化、印证离散数据的正确性，并可以据此强化数据的直接应用，例如可应用于可视化信息资源描述、可视化信息导航、可视化信息检索，以及可视化知识发现和数据挖掘等。

其中，上述对象可以是终端、客户、变电站，上述对象数据可以是MIS系统、GIS系统所采集的数据，例如对象的台账资料、运行状态数据等等，上述对象的业务规约可以是：对象的电气连接关系、对象所属管理部门的组织结构等等。

本发明的系统中具体的数据挖掘方式与上述本发明方法中的相同，在此不予赘述。

以上所述的本发明实施方式，仅仅是对本发明较佳实施例的详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，其特征在于，包括步骤：

接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

2.根据权利要求1所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，其特征在于，还包括步骤：将所述关联重组后的系统数据架构在地图上进行显示。

3.根据权利要求2所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，其特征在于，采用信息聚焦技术进行显示。

4.根据权利要求1或2或3所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，其特征在于，所述对象的业务规约包括：对象的电气连接关系、对象所属管理部门的组织结构，所述对象包括终端、客户、变电站。

5.根据权利要求1或2或3所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘方法，其特征在于，所述对象数据包括MIS系统、GIS系统采集的数据，所述对象数据包括对象的台账资料、运行状态数据。

6.一种电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，其特征在于，包括：

指令接收单元，用于接收模式选定指令，该模式选定指令中包含用户选定的应用模式信息；

对象数据收集单元，用于根据模式选定指令中的应用模式信息收集对象数据；

逻辑关联单元，用于根据对象业务规约确定所收集的对象数据间的逻辑关联关系；

重组单元，用于根据图形地理空间信息以及该逻辑关联关系进行关联重组得到系统数据架构。

7.根据权利要求6所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，其特征在于，还包括：

显示单元，用于对所述关联重组后的系统数据架构在地图上进行显示。

8.根据权利要求7所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，其特征在于，所述显示单元采用信息聚焦技术进行显示。

9.根据权利要求6或7或8所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，其特征在于，所述对象的业务规约包括：对象的电气连接关系、对象所属管理部门的组织结构，所述对象包括终端、客户、变电站。

10.根据权利要求6或7或8所述的电网离散供电信息的多维平台数据挖掘系统，其特征在于，所述对象数据包括MIS系统、GIS系统采集的数据，所述对象数据包括对象的台账资料、运行状态数据。

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