CN112132705A - 一种变电站全景数据存储与再现方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于变电站故障数据处理领域，提供了一种变电站全景数据存储与再现方法及系统，获取变电站全息数据；根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定；将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库；根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表；接收故障查看请求；解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。本发明解决了现有的变电站监控系统存在的问题，实现了变电站全场景、全时空、全自动的数据多维再现。

Description

一种变电站全景数据存储与再现方法及系统
技术领域
本发明属于电力监控数据处理领域，尤其涉及一种变电站全景数据存储与再现方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在变电站监控系统中，保存历史数据是基本功能。一般历史数据的保存方法，是在数据库中设计按时间排序的历史数据表，把遥信变位、遥测越线、操作日志、系统信息等逐个追加到数据库中。在查询历史数据的时候，一般以表格的形式按类型、按时间显示历史数据。除了传统的四遥数据、台账信息，还有视频等数据类型，这些数据目前采用不同的系统进行监控存储，数据分散，检索方式复杂，效率低，无法满足全景数据展示的需求。
同时，变电站发生设备故障时，要想定位故障点，需要大量的数据支撑，而这些数据分散，需要检修人员调阅多个系统数据，有时甚至需要人工干预抄录数据，然后进行数据整理、分析，最终定位故障点，确认故障原因。
综上所述，发明人发现，现有的变电站监控系统存在以下问题：1)数据离散，数据之间缺乏关联性，无法满足变电站设备故障全息数据重现要求；2)需要人工干预处理，耗时长，误差大，并且诊断结果依赖工作人员的经验，可靠性差；3)部分类型数据没有时间标签，无法反映数据变化趋势，为设备预警提供基础数据；4)不具备关键信息标签，不支持多维检索，检索效率低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种变电站全景数据存储与再现方法及系统，本发明解决了现有的变电站监控系统存在的问题，实现了变电站全场景、全时空、全自动的数据多维再现。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供一种变电站全景数据存储与再现方法。
一种变电站全景数据存储与再现方法，包括：
获取变电站全息数据；
根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定；
将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库；
根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表；
接收故障查看请求；
解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
作为可选择的实施方式，所述全息数据为由检测组件获取变电站内各设备的视频、传感检测数据，建立历史数据库存储全息数据。
作为进一步的限定，所述历史数据库为时序数据库，数据库内的每条数据定义为元数据，每条元数据包含时间标签、关键字标签及值数据三个维度信息。
作为可选择的实施方式，所述全息数据包括静态数据和动态数据。
作为可选择的实施方式，所述关键字标签为监控对象信息或触发条件信息。
作为可选择的实施方式，变电站全息数据的相似度的计算过程为：
根据变电站全息数据的关键字标签检索频度及应用范围给关键字标签类型分配相应的权值，通过关键字标签的一致性，进行权值的计算，建立起各个变电站全息数据之间的相似度。
作为可选择的实施方式，在接收故障查看请求前，先建立变电站三维模型，在三维模型中配置测点。
作为进一步的限定，将变电站按照1:1比例，使用多边形建模技术制作三维场景模型，将在线监测、遥测、遥信数据的测点，和三维模型上的点绑定。
本发明的第二个方面提供一种变电站全景数据存储与再现系统。
一种变电站全景数据存储与再现系统，包括：
数据获取模块，其用于获取变电站全息数据；
时间标签绑定模块，其用于根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定；
关键字标签关联模块，其用于将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库；
数据切片分组模块，其用于根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表；
输入模块，其用于接收故障查看请求；
加载并分析模块，其用于解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
再现模块，其用于根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的一种变电站全景数据存储与再现方法的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的一种变电站全景数据存储与再现方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)创新性提出了一种变电站设备故障全息再现技术，设计了一键全息再现故障时刻情景模型，解决了检修人员无法直观看到故障时刻不同数据之间关联的难题，实现了变电站全场景、全时空、全介质、全体验的数据再现，提高了检修人员工作效率。
(2)创新性提出了一种变电站全息数据切片方法，构建了故障数据储存规则模型，生成一种自解释全景数据文件，解决了传统变电站监控系统历史数据离散，无法综合检视、分析的问题，实现了变电站全息数据的划片存储，提高了海量信息查询速度。
(3)创新性提出了变电站大数据切片评价技术，设计了数据模型统一化特征提取方法，解决了变电站设备数据变化趋势无法反映的问题，实现了变电站故障与众多数据之间关联的自动计算，提高了运检工作质量。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
参照图1所示，本实施例的一种变电站全景数据存储与再现方法的具体实施过程为：
S101：获取变电站全息数据。
在具体实施中，所述变电站全息数据包括静态数据和动态数据。
静态数据包括变电站内一二次设备铭牌参数、检修计划等信息，动态数据为变电站内实时采集的动态数据，如四遥数据、视频数据等，数据类型涉及模拟量、状态量及流媒体等。
当然，在部分实施例中，可以进行多方位摄像头布控，形成全覆盖智能传感网络。全站分布式布控高清摄像机多台、温湿度传感器、主变光声光谱在线监测系统、OLTC有载分接开关故障监测系统、剩余电流监测系统、电动百叶等各种传感器及控制系统等等若干，完成站内环境、安防、消防等数据的采集以及变压器、套管、避雷器、GIS、开关柜、高压电缆等高压电气设备的绝缘状况实施在线监测和诊断。
站内传感器采集得数据是故障诊断得数据基础，故障发生时触发数据切片存储模块，存储故障前后一段时间的全景数据(视频+传感数据)，为三维数据展示和故障分析提供有力的数据支撑。
S102：根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定。
其中，动态数据时标为数据生成时的时间。
在其他实施例中，静态数据可以是数据生成时的时间也可以是录入时指定的时间标签。
S103：将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库。
具体地，关键字标签包括监控对象、触发条件等信息，在数据产生时自动生成，也可后续根据应用需求手工打标。
其中，所述数据库为时序数据库，数据库内的每条数据定义为元数据，每条元数据包含时间标签、关键字标签及值数据三个维度信息，提供数据的时间变化趋势。元数据采用多标签标识，支持多维关键信息检索，增强数据之间的相关性。
数据库设计采用标签数据与值数据分离的设计，增加标签数据，用于存储元数据的搜索关键字信息及存储位置的映射信息。
S104：根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表。
其中，变电站全息数据的相似度的计算过程为：
根据变电站全息数据的关键字标签检索频度及应用范围给关键字标签类型分配相应的权值，通过关键字标签的一致性，进行权值的计算，建立起各个变电站全息数据之间的相似度。
本实施例对数据的关键信息标签进行搜索排序，按照关键信息相似度进行数据切片，对关键信息相似度的数据进行集中存储。同时还能提供统一的数据访问接口，可根据数据访问关键字，返回所需数据，简化检索流程。
S105：接收故障查看请求；
在接收故障查看请求前，先建立变电站三维模型，在三维模型中配置测点。
将变电站按照1:1比例，使用多边形建模技术制作三维场景模型，将在线监测、遥测、遥信数据的测点，和三维模型上的点绑定。
变电站三维模型的建立是实现设备故障全息再现的基础，采用模块化、单元化的精细建模方式，将变电站按照1:1比例，使用三维建模软件3dsmax的多边形建模技术，实现三维场景模型的制作，同时将在线监测、遥测、遥信等实时数据的测点，和三维模型上的点绑定起来(例如把遥信实时值，关联到指示灯三维模型上)，这样，在实时系统中，当服务端的数据(带测点ID)通过网络传输到客户端，会在相应的三维模块上展示，另外，作业人员也可以通过点击三维模型相关模块，实时动态的查看模块相关的全景信息。
全息数据为由检测组件获取变电站内各设备的视频、传感检测数据，建立历史数据库存储全息数据。
全息数据包括静态数据和动态数据。
S106：解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
智能调取故障切片数据，作为故障诊断和全息数据展示的数据素材，综合分析变电站故障发生时数据之间的关联，精准定位故障点。
S107：根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
还原故障发生过程，视频/声/光再现故障发生前后一段时间的变电站场景，使工作人员身临其境般再回故障现场，起到辅助故障判断的作用。
实施例二
本实施例提供了一种变电站全景数据存储与再现方法系统，其包括：
(1)数据获取模块，其用于获取变电站全息数据。
在具体实施中，所述变电站全息数据包括静态数据和动态数据。
静态数据包括变电站内一二次设备铭牌参数、检修计划等信息，动态数据为变电站内实时采集的动态数据，如四遥数据、视频数据等，数据类型涉及模拟量、状态量及流媒体等。
(2)时间标签绑定模块，其用于根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定。
其中，动态数据时标为数据生成时的时间。
在其他实施例中，静态数据可以是数据生成时的时间也可以是录入时指定的时间标签。
(3)关键字标签关联模块，其用于将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库。
具体地，关键字标签包括监控对象、触发条件等信息，在数据产生时自动生成，也可后续根据应用需求手工打标。
其中，所述数据库为时序数据库，数据库内的每条数据定义为元数据，每条元数据包含时间标签、关键字标签及值数据三个维度信息，提供数据的时间变化趋势。元数据采用多标签标识，支持多维关键信息检索，增强数据之间的相关性。
数据库设计采用标签数据与值数据分离的设计，增加标签数据，用于存储元数据的搜索关键字信息及存储位置的映射信息。
(4)数据切片分组模块，其用于根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表。
其中，变电站全息数据的相似度的计算过程为：
根据变电站全息数据的关键字标签检索频度及应用范围给关键字标签类型分配相应的权值，通过关键字标签的一致性，进行权值的计算，建立起各个变电站全息数据之间的相似度。
本实施例对数据的关键信息标签进行搜索排序，按照关键信息相似度进行数据切片，对关键信息相似度的数据进行集中存储。同时还能提供统一的数据访问接口，可根据数据访问关键字，返回所需数据，简化检索流程。
(5)输入模块，其用于接收用户发送的故障查看请求；
可以设置于客户端，包括键盘、鼠标或/和触摸屏。
(6)加载并分析模块，其用于解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
解析请求故障命令，以故障ID为键值，从历史数据库中查询故障前后一段时间的全息数据，根据数据类型，对数据进行分类。
根据故障诊断专家库，比对数据对故障进行分析，列出可疑故障点及其故障原因，将可疑故障列表传递给客户端的再现模块(或显示模块)，进行故障诊断结果展示，并在三维模型上定位所述故障诊断结果。
(7)再现模块，其用于根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
再现模块按照类型(如模拟量、信号量、视频、故障录波文件等)分别展示，客户端可以选用现有浏览器，利用webGL渲染三维模型，以时间维度展示全息数据，回放视频，以及故障录波波形展示。
整个系统采用B/S架构，用户在web客户端浏览变电站的数据，故障发生时，通过在界面点击故障列表中的故障点，再现故障时刻前后一段时间的数据。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的变电站全景数据存储与再现方法中的步骤。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的变电站全景数据存储与再现方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：包括：
获取变电站全息数据；
根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定；
将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库；
根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表；
接收故障查看请求；
解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
2.如权利要求1所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：所述全息数据为由检测组件获取变电站内各设备的视频、传感检测数据，建立历史数据库存储全息数据。
3.如权利要求2所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：所述历史数据库为时序数据库，数据库内的每条数据定义为元数据，每条元数据包含时间标签、关键字标签及值数据三个维度信息。
4.如权利要求1所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：所述全息数据包括静态数据和动态数据。
5.如权利要求1所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：所述关键字标签为监控对象信息或触发条件信息。
6.如权利要求1所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：变电站全息数据的相似度的计算过程为：
根据变电站全息数据的关键字标签检索频度及应用范围给关键字标签类型分配相应的权值，通过关键字标签的一致性，进行权值的计算，建立起各个变电站全息数据之间的相似度。
7.如权利要求1所述的一种变电站全景数据存储与再现方法，其特征是：在接收故障查看请求前，将变电站按照1:1比例，使用多边形建模技术制作三维场景模型，将在线监测、遥测、遥信数据的测点，和三维模型上的点绑定。
8.一种变电站全景数据存储与再现系统，其特征是：包括：
数据获取模块，其用于获取变电站全息数据；
时间标签绑定模块，其用于根据数据生成时间，生成时间标签并与变电站全息数据进行绑定；
关键字标签关联模块，其用于将具有时间标签的变电站全息数据与预先设定的关键字标签进行关联并存储至数据库；
数据切片分组模块，其用于根据变电站全息数据的相似度进行切片分组，并将同组的变电站全息数据存入位置进行映射，将映射信息更新至时标关键信息表；
输入模块，其用于接收故障查看请求；
加载并分析模块，其用于解析请求中的故障命令，加载相应故障的全息数据，根据全息数据对故障进行分析；
再现模块，其用于根据全息数据的类型，渲染三维数据模型，以时间维度展示全息数据和故障诊断结果。
9.一种计算机可读存储介质，其特征是：其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种变电站全景数据存储与再现方法的步骤。
10.一种计算机设备，其特征是：包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中所述的一种变电站全景数据存储与再现方法中的步骤。
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