CN105184686B - 一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，包括动态规则引擎和电网信息处理系统；其特征在于：所述的动态规则引擎包括规则模块、模式匹配器和规则执行引擎，其中：所述的规则执行引擎包括信号合并单元、信号拆分单元、信号统计单元、信号分析初步结果单元、信号协同过滤单元、信号漏缺检查单元和信号分析结果单元。该使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，与目前的电网信息的管理系统相比，由于加入了动态规则引擎技术，所以实现了业务决策与应用程序剥离；在业务规则变更或有新需求时，只需使用预定义业务决策配置即可。能够解决信号分析中复杂逻辑的抽象建模、推导规则问题，从而实现电力系统信号的精益化分析。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统中对信号的处理领域，具体地说是适用于电网信号精益化分析处理的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法。
背景技术
目前，对于电网信息的管理是按照“国家电网公司信息系统安全管理办法”制定的，包括电网信号基本规则和电网事实信号系统。目前对信号的处理依赖于代码，任何业务变更或不同需求，都需要更改对应的代码，即使是小的变更都需要经历需求、开发、测试、验证上线等过程。这种处理方式历时时间较长，变更成本较大，影响电网的正常运行；并且由于电网结构和运行方式日趋复杂，系统运行不稳定因素增多，出现偶发故障引发大规模停电的风险升高，当输电网发生故障时，大量的报警信息在短时间内涌入调控中心，电力系统充斥着大量的、重复的、无用的告警信息，而少量的、对系统状态影响重大的告警藏匿于这些无用的告警之中。信号的处理涉及电力系统分析、继电保护等不同专业技术，常规方式方法很难进行有效分析，较多发生无用信号频繁上传、二次信号误报、信号语义不清等问题。这远远超出了调控人员的故障处理能力，易使调度员误判、漏判。
通过检索可知，搜索引擎技术已经用于电力系统的地理信息系统、电力信息点播服务的业务多引擎协同方法、风力机涡轮机场的动态规则引擎的方法及系统。其中引擎技术具有搜集信息、整理信息、接受查询的功能，可自动从因特网搜集信息，经过整理后，提供给用户查询。但尚未见将动态规则引擎实现组件开发，实现业务决策与应用程序剥离，在业务变更或有新需求时只需使用预定义业务决策配置即可；另外亦将动态规则引擎应用至信号分析中，从而解决复杂逻辑的抽象建模、推导规则问题，实现电力系统信号的精益化分析的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，采用该方法将动态规则引擎实现组件开发，实现业务决策与应用程序剥离，在业务变更或有新需求时只需使用预定义业务决策配置即可；另外亦将动态规则引擎应用至信号分析中，从而解决复杂逻辑的抽象建模、推导规则问题，实现电力系统信号的精益化分析。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，包括动态规则引擎和电网信息处理系统；所述的电网信息处理系统包括按照“国家电网公司信息系统安全管理办法”制定的电网信号基本规则模块和电网事实信号模块，其特征在于：所述的动态规则引擎包括规则模块、模式匹配器和规则执行引擎，其中：
所述的规则模块包括读取并创建基础规则单元、基础规则库和读取信号信息并创建事实规则单元、事实规则库，通过读取并创建基础规则单元读取电网信号基本规则模块中的规则，并将读取的规则输入基础规则库；同时，通过读取信号信息并创建事实规则单元读取电网事实信号模块中的信号信息，并将读取信号信息输入事实规则库；
所述的模式匹配器包括规则匹配单元、规则过滤单元和规则执行单元，规则匹配单元既能同时接收基础规则库和事实规则库中的信息，也能分别接收基础规则库和事实规则库中的信息，同时，也能将规则匹配单元中的信息分别传给基础规则库和事实规则库，从而实现从事实规则库和基础规则库中依次接收信息元；规则匹配单元中的信息输入规则过滤单元，通过规则过滤单元，按照规则的定义顺序检查信息元所带规则集中的规则，检查第一条规则并对其条件过滤器求值，如果求值为假，所有与此规则相关的动作皆被忽略并继续执行下一条规则；如果第一条规则的求值为真或者是执行的下一条规则的过滤器的求值为真，则传给规则执行单元，通过规则执行单元实施所有与此规则相关的动作皆依定义顺序执行，执行完毕继续下一条规则，该信息元中的所有规则执行完毕后，信息元将被销毁，然后从事实规则库和基础规则库中接收下一个信息元。在这个过程中并未考虑两个特殊动作：放弃动作和包含动作。放弃动作如果被执行，将会跳过其所在信息元中接下来的所有规则，并销毁所在信息元，规则引擎继续接收队列管理器中的下一个信息元。包含动作其实就是动作中包含其它现存规则集的动作。包含动作如果被执行，规则引擎将暂停并进入被包含的规则集，执行完毕后，规则引擎还会返回原来暂停的地方继续执行。这一过程将递归进行；
所述的规则执行引擎包括信号合并单元、信号拆分单元、信号统计单元、信号分析初步结果单元、信号协同过滤单元、信号漏缺检查单元和信号分析结果单元，信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元同时接收规则执行单元中的信息，并同时将信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元的信息同时输入信号分析初步结果单元，信号分析初步结果单元再将初步结果同时输入信号协同过滤单元和信号漏缺检查单元，通过信号协同过滤单元过滤和信号漏缺检查单元检查后同时输入信号分析结果单元；当模式匹配器停止后，会返回一个匹配结果列表，列表中包含模式匹配器中没过滤掉的对象和希望传递的数据集，规则执行引擎使用信号业务驱动，包含稳态数据（包括开关变位、事故总信号、保护动作信号等）、动态数据（PMU装置实时采集的同步相量数据）以及暂态数据（故障录波），实现信号合并、信号拆分、信号统计以及信号的协同过滤与漏缺检查。
本发明还通过如下措施实施：所述的基础规则库，为解析电网信号基本规则，创建基础规则，根据基础规则建模实现基础规则集合。
所述的事实规则库，为解析电网实时信号，创建事实规则，根据事实规则建模实现事实规则集合。
所述的规则模块，独立于业务内容，规则提供了一种组织规范和各种业务规则组织形式，而业务规则内容最主要就是定义各种规则逻辑，定义的规则逻辑一般是通过规则文件实现的；规则文件以《电网通用模型描述规范》规定的文件格式输入，也提供自定义文件格式方式输入，本规则模块自动解析文件、定义问题术语。
所述的信息合并单元，由于大量的信号往往存在伴生现象，信号的合并是合并成一条具有更多信息量的告警，并且需要对告警信息进行转换成能够直观的信号，信号的合并分为合并重复的信号和伴生的信号，系统通过定义的规则可以合并同一根源性的不同告警信号。
所述的信息拆分单元，信号的拆分是为了更好的观测主要的信息，或者分类信号，或者生成新的信号，面向主题分析。
所述的信号统计单元，对于频繁出现的信号经过分组对象和历史读取，实现次数累计。
所述的信号协同过滤单元与信号漏缺检查单元，根据配置规则分析相关依存关系，同时产生不同级别的告警时，高级别的告警将抑制掉低级别的告警，也可以模型匹配策略的原则，对于一些重复的信号进行屏蔽；监控信号主要有：稳态信号（包括开关变位、事故总信号、保护动作信号等）、动态信号（PMU装置实时采集的同步相量数据）以及暂态数据（故障录波），不同类型的数据对于同一个故障产生了不同的反映；单个系统往往受到调试、检修、网络、设备本身、闭锁信号等影响存在干扰信号，对于一些随机的噪声信号进行多源判别，检测漏缺的信号；因信号与各类告警信息来自多个系统，另一方面通过多源信息之间的冗余性，有效解决由于单一错误信号；一方面通过多源信息之间的冗余性，判定单源信号漏缺信号；最重要的一方面通过不同的数据特性完善故障诊断的结果，提高故障诊断的实时性和分析结果的全面性；信号协同过滤与漏缺提示都可以通过相应的规则协同过滤完成。
本发明的有益效果在于：该一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，与目前的电网信息的管理系统相比，由于加入了动态规则引擎技术，所以实现了业务决策与应用程序剥离；在业务规则变更或有新需求时，只需使用预定义业务决策配置即可。能够解决信号分析中复杂逻辑的抽象建模、推导规则问题，从而实现电力系统信号的精益化分析。
附图说明
图1为本发明的实施步骤原理示意图。
具体实施方式实施例
图1给出了本发明一个实施例的实施步骤原理示意图。
参照图1对本发明作进一步的描述。其实施步骤如下：
1、将电网信息处理系统中的电网信号基本规则模块和电网事实信号模块与动态规则引擎中的规则模块的读取并创建基础规则单元和读取信号信息并创建事实规则单元通过模块接口连接，用于读取电网信号基本规则和电网事实规则。
2、读取并创建基础规则单元和读取信号信息并创建事实规则单元通过模块接口分别连接基础规则库和事实规则库，通过读取并创建基础规则单元读取电网信号基本规则模块中的规则输入基础规则库；同时，通过读取信号信息并创建事实规则单元读取电网事实信号模块中的信号信息输入事实规则库。
3、基础规则库和事实规则库通过模块接口分别与模式匹配器中的规则匹配单元连接，同时通过模块接口并联后与模式匹配器中的规则匹配单元连接，通过规则匹配单元实现基础规则库和事实规则库中的规则相匹配。
4、规则匹配单元通过模块接口接入规则过滤单元，通过规则过滤单元按照规则的定义顺序检查信息元所带规则集中的规则，检查第一条规则并对其条件过滤器求值，如果求值为假，所有与此规则相关的动作皆被忽略并继续执行下一条规则；如果第一条规则的求值为真或者是执行的下一条规则的过滤器求值为真，则传给规则执行单元，通过规则执行单元实施所有与此规则相关的动作皆依定义顺序执行，执行完毕继续下一条规则，该信息元中的所有规则执行完毕后，信息元将被销毁，然后从事实规则库和基础规则库中接收下一个信息元。在这个过程中并未考虑两个特殊动作：放弃动作和包含动作。放弃动作如果被执行，将会跳过其所在信息元中接下来的所有规则，并销毁所在信息元，规则引擎继续接收队列管理器中的下一个信息元。包含动作其实就是动作中包含其它现存规则集的动作。包含动作如果被执行，规则引擎将暂停并进入被包含的规则集，执行完毕后，规则引擎还会返回原来暂停的地方继续执行。这一过程将递归进行。
5、规则过滤单元通过模块接口接入规则执行单元，通过规则执行单元对规则过滤单元滤出的规则输出。
6、规则执行单元通过模块接口同时接入规则执行引擎中的信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元，通过信号合并单元将接收的信号合并成一条具有更多信息量的告警，并且需要对告警信息进行转换成能够直观的信号，信号的合并分为合并重复的信号和伴生的信号，系统通过定义的规则可以合并同一根源性的不同告警信号；通过信号拆分单元实现更好的观测主要的信息，或者分类信号，或者生成新的信号，面向主题分析；通过信号统计单元实现对于频繁出现的信号经过分组对象和历史读取，实现次数累计。
7、信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元通过模块接口并联后接入信号分析初步结果单元，并通过模块接口同时接入信号协同过滤单元和信号漏缺检查单元，通过信号协同过滤单元与信号漏缺检查单元，实现根据配置规则分析相关依存关系，同时产生不同级别的告警时，高级别的告警将抑制掉低级别的告警，也可以模型匹配策略的原则，对于一些重复的信号进行屏蔽；监控信号主要有：稳态信号（包括开关变位、事故总信号、保护动作信号等）、动态信号（PMU装置实时采集的同步相量数据）以及暂态数据（故障录波），不同类型的数据对于同一个故障产生了不同的反映；单个系统往往受到调试、检修、网络、设备本身、闭锁信号等影响存在干扰信号，对于一些随机的噪声信号进行多源判别，检测漏缺的信号；因信号与各类告警信息来自多个系统，另一方面通过多源信息之间的冗余性，有效解决由于单一错误信号；一方面通过多源信息之间的冗余性，判定单源信号漏缺信号；最重要的一方面通过不同的数据特性完善故障诊断的结果，提高故障诊断的实时性和分析结果的全面性；信号协同过滤与漏缺提示都可以通过相应的规则协同过滤完成。
8、信号协同过滤单元和信号漏缺检查单元通过模块接口同时接入信号分析结果单元，该分析结果实现了电网信息的精益化管理，当输电网发生故障时，避免了大量的报警信息在短时间内涌入调控中心，避免了大量的、重复的、无用的告警信息充入电力系统。从而提高了监控人员的故障处理能力，减少了调度员的误判、漏判。
Claims (8)
1.一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，包括动态规则引擎和电网信息处理系统；所述的电网信息处理系统包括按照“国家电网公司信息系统安全管理办法”制定的电网信号基本规则模块和电网事实信号模块，其特征在于：所述的动态规则引擎包括规则模块、模式匹配器和规则执行引擎，其中：
所述的规则模块包括读取并创建基础规则单元、基础规则库和读取信号信息并创建事实规则单元、事实规则库，通过读取并创建基础规则单元读取电网信号基本规则模块中的规则，并将读取的规则输入基础规则库；同时，通过读取信号信息并创建事实规则单元读取电网事实信号模块中的信号信息，并将读取信号信息输入事实规则库；
所述的模式匹配器包括规则匹配单元、规则过滤单元和规则执行单元，规则匹配单元既能同时接收基础规则库和事实规则库中的信息，也能分别接收基础规则库和事实规则库中的信息，同时，也能将规则匹配单元中的信息分别传给基础规则库和事实规则库，从而实现从事实规则库和基础规则库中依次接收信息元；规则匹配单元中的信息输入规则过滤单元，通过规则过滤单元，按照规则的定义顺序检查信息元所带规则集中的规则，检查第一条规则并对其条件过滤器求值，如果求值为假，所有与此规则相关的动作皆被忽略并继续执行下一条规则；如果第一条规则的求值为真或者是执行的下一条规则的过滤器求值为真，则传给规则执行单元，通过规则执行单元实施所有与此规则相关的动作皆依定义顺序执行，执行完毕继续下一条规则，该信息元中的所有规则执行完毕后，信息元将被销毁，然后从事实规则库和基础规则库中接收下一个信息元；
所述的规则执行引擎包括信号合并单元、信号拆分单元、信号统计单元、信号分析初步结果单元、信号协同过滤单元、信号漏缺检查单元和信号分析结果单元，信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元同时接收规则执行单元中的信息，并同时将信号合并单元、信号拆分单元和信号统计单元的信息同时输入信号分析初步结果单元，信号分析初步结果单元再将初步结果同时输入信号协同过滤单元和信号漏缺检查单元，通过信号协同过滤单元过滤和信号漏缺检查单元检查后同时输入信号分析结果单元；当模式匹配器停止后，会返回一个匹配结果列表，列表中包含模式匹配器中没过滤掉的对象和希望传递的数据集，规则执行引擎使用信号业务驱动，包含稳态数据、动态数据以及暂态数据，实现信号合并、信号拆分、信号统计以及信号的协同过滤与漏缺检查。
2.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的基础规则库，为解析电网信号基本规则，创建基础规则，根据基础规则建模实现基础规则集合。
3.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的事实规则库，为解析电网实时信号，创建事实规则，根据事实规则建模实现事实规则集合。
4.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的规则模块，独立于业务内容，规则提供了一种组织规范和各种业务规则组织形式，而业务规则内容最主要就是定义各种规则逻辑，定义的规则逻辑一般是通过规则文件实现的；规则文件以《电网通用模型描述规范》规定的文件格式输入，也提供自定义文件格式方式输入，本规则模块自动解析文件、定义问题术语。
5.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的信息合并单元，信号的合并是合并成一条具有更多信息量的告警，并且需要对告警信息进行转换成能够直观的信号，信号的合并分为合并重复的信号和伴生的信号，系统通过定义的规则可以合并同一根源性的不同告警信号。
6.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的信息拆分单元，信号的拆分是为了更好的观测主要的信息，或者分类信号，或者生成新的信号，面向主题分析。
7.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的信号统计单元，对于频繁出现的信号经过分组对象和历史读取，实现次数累计。
8.根据权利要求1所述的一种使用动态规则引擎进行信号精益化分析的方法，其特征在于：所述的信号协同过滤单元与信号漏缺检查单元，根据配置规则分析相关依存关系，同时产生不同级别的告警时，高级别的告警将抑制掉低级别的告警，也可以模型匹配策略的原则，对于一些重复的信号进行屏蔽；监控信号主要有：稳态信号、动态信号以及暂态数据，不同类型的数据对于同一个故障产生了不同的反映；单个系统往往受到调试、检修、网络、设备本身、闭锁信号等影响存在干扰信号，对于一些随机的噪声信号进行多源判别，检测漏缺的信号；因信号与各类告警信息来自多个系统，另一方面通过多源信息之间的冗余性，有效解决由于单一错误信号；一方面通过多源信息之间的冗余性，判定单源信号漏缺信号；最重要的一方面通过不同的数据特性完善故障诊断的结果，提高故障诊断的实时性和分析结果的全面性；信号协同过滤与漏缺提示都可以通过相应的规则协同过滤完成。
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