CN111680117A - 一种电力用能服务大数据智慧地图系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力用能服务大数据智慧地图系统，包括：智能地理算法解析层：内置智能地理算法模型，用于解析地理属性；电力用能服务大数据模型层：结合用电用户地理属性，进行电力用能服务业务大数据处理、存储和分析；智慧地图应用层：为业务处理及分析应用提供智慧地图与大数据综合展现支持，与现有的电网地图相比，本发明具有兼容性好、更新速度快、数据接入丰富、可用数据量大、开发敏捷、可视化效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电力用能大数据技术和智慧地图应用领域，尤其是涉及一种电力用能服务大数据智慧地图系统及方法。
背景技术
电力公司之前建设的地理信息平台在数据接入、存储、分析、挖掘、可视化等方面主要面向电网设备管理及运行检修领域应用，地图信息比较简单，一般仅展示电网线路、设备等位置情况，且地图绘制比较繁琐耗时，更新频度较低，较难与电力用能大数据相结合，形成更新频度高、地图绘制简单快速的智慧地图应用。同时，通过电力用能、电网业务电力公司已经积累海量业务数据，且每天不断增长，形成了电力用能大数据。为更好有效管理、分发共享、集成应用电力用能大数据，满足各业务单位对电力数据实时化、时序化、动态化与智能化应用的需要，亟需构建智能高效、便捷、个性化的基于用能服务的智慧地图系统。
发明内容
本发明的目的为了克服上述现有技术存在的不足而提供一种适用性高且便捷的电力用能服务大数据智慧地图系统和方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种电力用能服务大数据智慧地图系统，包括：
智能地理算法解析层：内置智能地理算法模型，用于解析地理属性；
电力用能服务大数据模型层：结合用电用户地理属性，进行电力用能服务业务大数据处理、存储和分析；
智慧地图应用层：为业务处理及分析应用提供智慧地图与大数据综合展现支持。
所述的智能地理算法模型利用开源地理数据信息，通过地理围栏算法和射线法快速解析地址中的经纬度信息，实现地理化编码。
所述的开源地理数据信息包括开源矢量数据及开源地图瓦片数据，所述的开源矢量数据通过瓦片化处理生成开源地图瓦片数据。其中开源矢量数据是指：经国家公开的地理信息，并且以矢量方式存储的数据。开源地图瓦片数据是指：地理矢量数据经过处理生成地图底图瓦片。
所述的电力用能服务大数据模型层包括电力用能服务大数据模型设计方案和电力用能服务大数据存储同步方案，所述的电力用能服务大数据模型设计方案包括电力用能服务业务流程简单抽象单元和数据分析单元，所述的电力用能服务大数据存储同步方案包括相互通信连接的数据存储单元和数据同步单元，所述的数据存储单元与数据同步单元相互通信连接；
所述的用户用电行为数据包括用户基本信息、缴费记录和月出账电量等，所述的采集系统负荷数据包括电压曲线、电流曲线和功率曲线等，所述的采集系统事件信息包括停电事件、失压事件、失流事件等。
所述的数据分析单元进行数据分析具体包括：
结合用电用户地理属性和用户用电行为数据，进行用电用户行为分析、区域用电特点分析和产业用电特点分析；
结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统负荷数据，进行用户生产经营状态分析；
结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统事件信息，进行用户计量装置在线监控预警分析。
所述的数据处理单元采用T+1方案抽取数据，实现数据同步功能。其中，T+1方案是指生产环境实际业务数据和智慧地图系统中业务数据同步相差1天。
所述的业务处理包括业扩业务、用户峰平谷电量电费业务和计量装置事件信息业务；
所述的业务处理的数据包括用户历史用电信息；
所述的分析应用包括关键用户用电行为分析应用、电动汽车充电站充电情况分析应用和营业网点服务管理构建应用。
所述的智能地理算法解析层采用瓦片切割方式，生成瓦片地图，并提供高德坐标体系与百度坐标体系互相转换的功能接口。
一种电力用能服务大数据智慧地图系统设计和方法中用电用户地理化编码的方法，包括以下步骤：
S1：获取用电用户户号及用电地址信息；
S2：对用电用户地址进行标准化编码；
S3：利用开源矢量地理数据搭建地理信息数据库；
S4：利用地理围栏算法对用电用户地址经纬度信息进行解析；
S5：将解析得到的经纬度信息保存至数据库。
其中，对用电用户地址进行标准化编码具体为：将用户档案信息中的用电地址，按照XX省XX市XX区XX路/镇XX号的编码方式，标准化地址信息。
利用地理围栏算法对经纬度信息解析具体为：在已有地理矢量数据中虚拟一个多边形围栏边界；判断用户地址是否落在这个多边形虚拟边界中；通过射线法和R树索引加速判断，解析成经纬度信息。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明系统包括智能地理算法解析层、电力用能服务大数据模型层和智慧应用服务层，技术架构统一，地理算法模型层，利用开源地理矢量数据，结合地理围栏算法，利用射线法和R树索引实现了地理位置的快速解析，能够满足大数据情况下的快速准确解析；
2)本发明中电力用能服务大数据模型层，利用了电力用能大数据，结合底层智能地理算法模型完成了从海量数据到简单业务模型的快速转换，从复杂繁琐的业务逻辑转变为简单抽象的电力用能服务业务数据模型，实现了动态高效地业务数据查询，为智慧地图应用服务提供了敏捷快速的业务数据服务接口；
3)本发明中的智慧应用服务层，提供了可定制化的软件客户端，可通过PC、移动设备、大屏等各类终端设备，实现人机交互，智能化程度高，方便针对各项业务开展数据分析汇报；
4)本发明涉及到电力用能相关的业务实体和业务流程，基础的业务数据和环节数据已经全部覆盖，能够满足未来不断新增的业务场景建设和智慧应用建设。
附图说明
图1为本发明的系统架构图；
图2为本发明方法中关于智能地理编码解析的总体示意图；
图3为本发明方法中关于智能地理编码解析的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
本发明电力用能服务大数据智慧地图系统提升了地图基础服务对电力用能大数据分析的支撑能力，提高了电力用能大数据基于地理属性的智慧分析能力。
本发明采用三层架构技术方案，底层是智能地理算法解析层，结合开源矢量数据，利用地理围栏算法和射线解析算法，优化了地理矢量化解析速度，提高了地图绘制和更新频率；中间是电力用能服务大数据模型层，利用电力用能大数据，结合底层地理属性，进行地理空间电力用能分析，提高电力用能业务数据支撑量，使业务分析更加多元化，能够满足不同的业务分析需求；顶层是智慧地图应用层，通过底层智能地理算法模型和中间电力用能服务大数据模型，快速构建了用电用户用能分析应用、电动汽车充电站用能分析及区域电力用能分析等智慧地图高级应用，并且支持通过定制化、快速开发各种智慧应用。
如图1所示，为本发明电力用能服务大数据智慧地图系统的系统架构图，本发明提供了一种电力用能服务大数据智慧地图系统，包括智能地理算法解析层、电力用能服务大数据模型层和智慧地图应用层。
智能地理算法解析层内置地理算法模型，用于解析地理属性，其采用瓦片切割方式，生成瓦片地图，并提供高德坐标体系与百度坐标体系互相转换的功能接口。地理算法模型利用开源地理数据信息，通过地理围栏算法解析地址中的经纬度信息，实现地理化编码。
地理围栏是基于地理位置服务的一种应用，就是利用一个虚拟围栏围出虚拟边界，检索判断用电用户地址是否落在这个虚拟边界中。地理围栏的核心问题是判断用户是否落在某个多边形的内部。可以通过射线法来判断点是否在多边形内部，从该点出发沿着X轴画一条射线，依次判断该射线与每条边的交点，并统计交点个数，如果交点数为奇数，则在多边形内部，如果焦点数是偶数，则在外部，射线法对凸和非凸多边形都适用，复杂度为O(N)，其它N是边数。当地理围栏多边形条数较少时，可以采用暴力遍历法，然后用射线法经行判断，这样效率也较高，但通常多边形条数比较多，暴力遍历法耗时间长，所以通常采用R树索引加速判断。R树索引构建步骤：1、以最小外包矩形表示多边形2、对最小外包矩形建立R树索引3、首先通过R树迅速判断用户所在位置(粗红点)是否被外包矩形覆盖；如果不被任何外包矩形覆盖则返回不在地理围栏多边形内；如果被外包矩形覆盖则还需要进一步判断是否在此外包矩形的多边形内部，采用上文提到的射线法判断。
其中，开源地理数据信息包括开源矢量数据及开源地图瓦片数据，开源矢量数据通过瓦片化处理生成开源地图瓦片数据。开源矢量数据是指：经国家公开的地理信息，并且以矢量方式存储的数据。开源地图瓦片数据是指：地理矢量数据经过处理生成地图底图瓦片。
电力用能服务大数据模型层结合用电用户地理属性，进行业务数据处理、存储和分析，包括电力用能服务大数据模型设计方案和电力用能服务大数据存储同步方案，所述的电力用能服务大数据模型设计方案包括电力用能服务业务流程简单抽象单元和数据分析单元，所述的电力用能服务大数据存储同步方案包括相互通信连接的数据存储单元和数据同步单元，所述的数据存储单元与数据同步单元相互通信连接。
结合用电用户地理属性和用户用电行为数据，进行用电用户行为分析、区域用电特点分析和产业用电特点分析；结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统负荷数据，进行用户生产经营状态分析；结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统事件信息，进行用户计量装置在线监控预警分析。
数据处理单元采用T+1方案抽取数据，实现数据同步功能。T+1方案是指生产环境实际业务数据和智慧地图系统中业务数据同步相差1天。
其中，电力用能服务业务数据包括用户用电行为数据、采集系统负荷数据和采集系统事件信息，用户用电行为数据包括用户基本信息、缴费记录和月出账电量等，所述的采集系统负荷数据包括电压曲线、电流曲线和功率曲线等，所述的采集系统事件信息包括停电事件、失压事件、失流事件等。
智慧地图应用层：为业务处理及分析应用提供智慧地图与大数据综合展现支持。
其中，业务处理包括业扩业务、用户峰平谷电量电费业务和计量装置事件信息业务；业务处理的数据包括用户历史用电信息；分析应用包括关键用户用电行为分析应用、电动汽车充电站充电情况分析应用和营业网点服务管理构建应用。
如图2和图3所示，本发明还提供电力用能服务大数据智慧地图系统设计和方法中的一种用电用户地理化编码的方法，包括以下步骤：
S1：获取用电用户户号及用电地址信息；
S2：对用电用户地址进行标准化编码；
S3：利用开源矢量地理数据搭建地理信息数据库；
S4：利用地理围栏算法对用电用户地址经纬度信息进行解析；
S5：将解析得到的经纬度信息保存至数据库。
其中，对用电用户地址进行标准化编码具体为：将用户档案信息中的用电地址，按照XX省XX市XX区XX路/镇XX号的编码方式，标准化地址信息。
利用地理围栏算法对经纬度信息解析具体为：在已有地理矢量数据中虚拟一个多边形围栏边界；判断用户地址是否落在这个多边形虚拟边界中；通过射线法和R树索引加速判断，解析成经纬度信息。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，包括：
智能地理算法解析层：内置智能地理算法模型，用于解析地理属性；
电力用能服务大数据模型层：结合用电用户地理属性，进行电力用能服务数据的处理、存储和分析；
智慧地图应用层：为业务处理及分析应用提供智慧地图与大数据综合展现支持。
2.根据权利要求1所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的智能地理算法模型利用开源地理数据信息，通过地理围栏算法解析用户用电地址中的经纬度信息，实现地理化编码。
3.根据权利要求2所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的开源地理数据信息包括开源矢量数据及开源地图瓦片数据，所述的开源矢量数据通过瓦片化处理生成开源地图瓦片数据。
4.根据权利要求1所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的电力用能服务大数据模型层包括电力用能服务大数据模型设计方案和电力用能服务大数据存储同步方案，所述的电力用能服务大数据模型设计方案包括电力用能服务业务流程简单抽象单元和数据分析单元，所述的电力用能服务大数据存储同步方案包括相互通信连接的数据存储单元和数据同步单元，所述的数据存储单元与数据同步单元相互通信连接。
5.根据权利要求4所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的电力用能服务数据包括用户用电行为数据、采集系统负荷数据和采集系统事件信息，所述的用户用电行为数据包括用户基本信息、缴费记录和月出账电量，所述的采集系统负荷数据包括电压曲线、电流曲线和功率曲线，所述的采集系统事件信息包括停电事件、失压事件和失流事件。
6.根据权利要求5所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的数据分析单元进行数据分析具体包括：
结合用电用户地理属性和用户用电行为数据，进行用电用户行为分析、区域用电特点分析和产业用电特点分析；
结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统负荷数据，进行用户生产经营状态分析；
结合用电用户地理属性、用户用电行为数据和采集系统事件信息，进行用户计量装置在线监控预警分析。
7.根据权利要求4所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的数据同步单元采用T+1方案抽取数据，实现数据同步功能。
8.根据权利要求1所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的业务处理包括业扩业务、用户峰平谷电量电费业务和计量装置事件信息业务；
所述的业务处理的数据包括用户历史用电信息；
所述的分析应用包括关键用户用电行为分析应用、电动汽车充电站充电情况分析应用和营业网点服务管理构建应用。
9.根据权利要求3所述的一种电力用能服务大数据智慧地图系统，其特征在于，所述的地理算法模型层采用瓦片切割方式，生成瓦片地图，并提供高德坐标体系与百度坐标体系互相转换的功能接口。
10.一种实现如权利要求2或3所述的电力用能服务大数据智慧地图系统中用电用户地理化编码的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取用电用户户号及用电地址信息；
S2：按照省市区镇路号对用电用户地址进行标准化编码；
S3：利用开源矢量地理数据搭建地理信息数据库；
S4：利用地理围栏算法对用电用户地址经纬度信息进行解析；
S5：将解析得到的经纬度信息保存至数据库。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200918 |