CN116628249A - 一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法 - Google Patents

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CN116628249A CN202310542689.XA CN202310542689A CN116628249A CN 116628249 A CN116628249 A CN 116628249A CN 202310542689 A CN202310542689 A CN 202310542689A CN 116628249 A CN116628249 A CN 116628249A
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Zhuhai XJ Electric Co Ltd
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Qufu Power Supply Co Of State Grid Shandong Electric Power Co
Zhuhai XJ Electric Co Ltd
Zhuhai Xujizhi Power System Automation Co Ltd
Jining Power Supply Co
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Abstract

本发明公开了一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，包括：采用物联感知技术，通过云边协同，利用得电事件、突变事件以及终端设备自描述信息在线识别配电网网络图模，并与配电自动化系统主站通过PMS导入图模比对分析，实现图模校核，以提升图模正确性。本发明克服了当前拓扑识别注入信号对电网的影响以及需要大量数据、运算量大、占用计算机资源多的弊端，可广泛应用于图模校核领域。

Description

一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法
技术领域
本发明涉及图模校核技术领域，尤其是一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法。
背景技术
配电网图模库建设是配电自动化系统建设的核心基础性工作，是配电网运行管理基础，是配电网调度运行安全、高效开展的支撑。目前配电自动化系统的图模来源于PMS导入，PMS系统是在收集电网的设备信息及其地理位置信息等，应用手工绘制。一方面图模的正确性依赖于图模绘制、审核人员，另一方面配电网切换频繁，需要及时更新，尤其是低压台区收集数据困难，异动频繁，通过手动方式难以保证图模准确性、及时性，随着物联网技术应用，城市配电网大规模配备了智能终端和传感器，可快速、实时采集电压、电流和功率等数据，供电企业实时运行数据开展拓扑结构异常识别，对PMS导入数据进行校核，提升图模正确性、台账的校验速率，减轻一线人员的工作强度。
目前配电网拓扑识别主要有两种技术路线：一种是通过电力线载波通信或者向电路中注入特殊信号，同时在供电网络拓扑分支节点安装感知设备，进而识别网络拓扑；另一种是基于数据驱动的拓扑识别和还原方法，例如利用量测数据进行分析，挖掘电气量数据与拓扑间的内在联系，利用离群点检测、皮尔逊相关系数法、灰色关联分析法、逻辑回归模型、神经网络、机器学习等方法，实现网络拓扑识别。第一种方式需要在电网中加装收发设备，改变了电网运行环境，成本较高。第二种方式，目前主要依靠配电自动化系统主站集中式识别，存在算法复杂、运算量大、占用资源过多的弊端。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，以克服当前拓扑识别注入信号对电网的影响以及需要大量数据、运算量大、占用计算机资源多的弊端。
本发明实施例的一方面提供了一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，包括：
通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息；
从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系；
根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图；
根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果；
将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系；
将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
优选地，所述根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图，包括：
根据所述第一连接关系中的供电层级与联络开关识别主干线；
根据所述第一连接关系中各线路的最近接入点与线路层级关系识别分支线；
从所述第一连接关系中获取线路类型；
根据所述主干线、所述分支线及所述线路类型生成单线图；
根据所述自描述信息中的设备类型与接线形式生成站房接线图；
根据所述自描述信息中的地理坐标与设备类型生成地理接线图。
优选地，所述根据所述第一连接关系中的供电层级与联络开关识别主干线，包括：
在同一供电层级内，根据馈线出线断路器FCB与联络开关之间的线路识别主干线；
或，
在同一供电层级内，当存在多个联络开关时，按照联络开关的远近对主站路径进行排序，根据排序结果识别主干线；
或，
在同一供电层级内，当不存在联络开关时，将最长路径识别为主干线。
优选地，所述根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，包括：
若PMSID相同，则确定为匹配；
若PMSID缺失，但设备名称相同，则确定为匹配；
若PMSID相同，但设备名称不相同，则确定为匹配。
优选地，所述对比结果包括设备新增、设备删除、未匹配设备、设备连接关系不一致、设备名称不一致或地理位置不一致中的至少之一。
优选地，还包括：
通过用户终端将所述第一校核结果与所述第二校核结果向用户展示。
优选地，还包括：
标注所述第一校核结果与所述第二校核结果中的异常图模信息；
通过用户终端将所述异常图模信息向用户展示。
本发明实施例的另一方面还提供了一种基于云边协同的在线配电网图模校核装置，包括：
数据收集单元，用于通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息；
连接关系解析单元，用于从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系；
线路图生成单元，用于根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图与地理接线图；
设备匹配单元，用于根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果；
连接关系对比单元，用于将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系；
校核结果确定单元，用于将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现上述的方法。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现上述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述的方法。
本发明提供的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，采用物联感知技术，通过云边协同，利用得电事件、突变事件以及物联感知终端的自描述信息在线识别配电网网络图模，并与配电自动化系统主站通过PMS导入图模比对分析，实现图模校核，以提升图模正确性。本发明可以克服当前拓扑识别注入信号对电网的影响以及需要大量数据、运算量大、占用计算机资源多的弊端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于云边协同的图模校核流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种自描述信息的示例图；
图4为本发明实施例提供的一种基于云边协同的在线配电网图模校核装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，本发明实施例提供了一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，具体包括以下步骤：
步骤S100：通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息。
步骤S110：从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系。
步骤S120：根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图。
具体的，可以包括以下：
S1、根据所述第一连接关系中的供电层级与联络开关识别主干线。
具体的，识别主干线可以包括以下步骤：
在同一供电层级内，根据馈线出线断路器FCB与联络开关之间的线路识别主干线。
在同一供电层级内，当存在多个联络开关时，按照联络开关的远近对主站路径进行排序，根据排序结果识别主干线。
在同一供电层级内，当不存在联络开关时，将最长路径识别为主干线。
S2、根据所述第一连接关系中各线路的最近接入点与线路层级关系识别分支线。
S3、从所述第一连接关系中获取线路类型。
S4、根据所述主干线、所述分支线及所述线路类型生成单线图。
S5、根据所述自描述信息中的设备类型与接线形式生成站房接线图。
S6、根据所述自描述信息中的地理坐标与设备类型生成地理接线图。
步骤S130：根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果。
具体的，匹配过程可以包括：若PMSID相同，则确定为匹配。若PMSID缺失，但设备名称相同，则确定为匹配。若PMSID相同，但设备名称不相同，则确定为匹配。
步骤S140：将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系。
具体的，对比结果可以包括设备新增、设备删除、未匹配设备、设备连接关系不一致、设备名称不一致或地理位置不一致中的至少之一。
步骤S150：将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
为了让用户清楚了解图模校核的情况，本发明还可以包括以下步骤：
通过用户终端将所述第一校核结果与所述第二校核结果向用户展示。
若校核结果中出现异常图模信息，本发明还可以包括：
S1、标注所述第一校核结果与所述第二校核结果中的异常图模信息。
S2、通过用户终端将所述异常图模信息向用户展示。
为了更详细描述本发明，接下来将以具体实例说明本发明的实际应用过程。
参照图2，本发明实施例提供了一种基于云边协同的图模校核流程示意图。本发明实施例可以采用物联网技术实现云边协同，利用物联感知终端上送得电事件、电流突变事件以及终端设备自描述信息，自动识别电网设备连接关系、地理位置；并与配电自动化系统主站通过PMS导入的配电网图模进行校核分析，提示异常图模信息并已可视化方式展示。具体实现过程如下：
1)数据采集与信息解析：配电自动化系统主站收集物联感知终端得电事件、电流突变量事件及自描述信息，自描述信息包括的内容可以参照图3，并进行数据解析，并启动“设备连接关系识别”服务程序。
2)设备连接关系识别：“设备连接关系识别服务”对得电事件与电流突变量事件解析，识别出中低压配电开关、环网柜、变压器及表箱等设备之间的连接关系。
3)图模自动建模：“图模自动建模服务”根据步骤2)识别的配电设备连接关系以及步骤1)解析出自描述信息，应用图形布局算法和识别原则生成单线图、站房接线图与地理接线图。识别与生成图形原则如下：
a)主干线识别：在同一供电层级内，优先连接主干线，主干线识别规则如下：
①馈线出线断路器FCB与联络开关之间的线路识别为主干线。
②有多个联络开关时，按照联络开关的远近对主站路径排序。
③无联络开关时，采用最长路径作为主干路径。
b)分支线识别：分支线采用“最近点接入法”连接到上级线路，一级分支的上级线路为主干线，二级分支的上级线路为一级分支，依次类推。
c)线路类型区分：连接FTU的为架空线，连接DTU的为地缆线，一端连FTU另一端连DTU的视作地缆线。
d)站房内接线图生成：站房站内设备类型和接线形式根据自描述站房型号定制生成对应模版图形。
4)图模校核：
a)根据设备PMSID和设备名称对配电主站运行态图模匹配分析。设备PMSID和设备名称匹配分析遵循：
①PMSID相同，则视为二者适配。
②如果PMSID缺失，但双方全名称相同，则也视为二者适配。
③PMSID相同，但全名称不同，视为二者适配。
b)然后根据匹配结果开展配电自动化系统主站运行态图模中的设备连接关系与步骤2)中识别出的设备连接关系比对分析，与步骤1)自描述文件中获得的地理位置比对分析。分析结果可以包括：设备新增、设备删除、未匹配设备、设备连接关系不一致、设备名称不一致、地理位置不一致。
c)根据比对分析结果输出至“校核结果和展示服务”，以提醒核查数据是否正确。
5)校核结果展示：通过“校核结果和展示服务”对步骤4)分析结果进行展示，提示用户校验；同时根据步骤3)生成的单线图与配电自动化系统主站运行态图模对比展示，用不同颜色展示步骤4)的分析结果。
本发明实施例中图模校核不同于PMS导入时进行图模检查。PMS导入时的图模检查主要针对不同馈线导入后全局拓扑关系是否存在窜联、孤岛的情况、规范一致性等检查，保证导入时馈线范围拓扑正确性以及图形、模型一致性。
参照图4，本发明实施例提供了一种基于云边协同的在线配电网图模校核装置，包括：
数据收集单元，用于通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息；
连接关系解析单元，用于从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系；
线路图生成单元，用于根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图；
设备匹配单元，用于根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果；
连接关系对比单元，用于将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系；
校核结果确定单元，用于将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，包括：
通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息；
从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系；
根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图；
根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果；
将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系；
将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，所述根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图，包括：
根据所述第一连接关系中的供电层级与联络开关识别主干线；
根据所述第一连接关系中各线路的最近接入点与线路层级关系识别分支线；
从所述第一连接关系中获取线路类型；
根据所述主干线、所述分支线及所述线路类型生成单线图；
根据所述自描述信息中的设备类型与接线形式生成站房接线图；
根据所述自描述信息中的地理坐标与设备类型生成地理接线图。
3.根据权利要求2所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，所述根据所述第一连接关系中的供电层级与联络开关识别主干线，包括：
在同一供电层级内，根据馈线出线断路器FCB与联络开关之间的线路识别主干线；
或，
在同一供电层级内，当存在多个联络开关时，按照联络开关的远近对主站路径进行排序，根据排序结果识别主干线；
或，
在同一供电层级内，当不存在联络开关时，将最长路径识别为主干线。
4.根据权利要求1所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，所述根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，包括：
若PMSID相同，则确定为匹配；
若PMSID缺失，但设备名称相同，则确定为匹配；
若PMSID相同，但设备名称不相同，则确定为匹配。
5.根据权利要求1所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，所述对比结果包括设备新增、设备删除、未匹配设备、设备连接关系不一致、设备名称不一致或地理位置不一致中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，还包括：
通过用户终端将所述第一校核结果与所述第二校核结果向用户展示。
7.根据权利要求6所述的一种基于云边协同的在线配电网图模校核方法，其特征在于，还包括：
标注所述第一校核结果与所述第二校核结果中的异常图模信息；
通过用户终端将所述异常图模信息向用户展示。
8.一种基于云边协同的在线配电网图模校核装置，其特征在于，包括：
数据收集单元，用于通过配电主站收集物联感知终端的得电事件、电流突变量事件及自描述信息，所述自描述信息包括所述物联感知终端的设备信息与位置信息；
连接关系解析单元，用于从所述得电时间与所述电流突变量事件中解析得到各配电设备间的第一连接关系；
线路图生成单元，用于根据所述第一连接关系与所述自描述信息生成单线图、站房接线图与地理接线图；
设备匹配单元，用于根据所述设备信息中的设备PMSID与设备名称对所述配电主站的运行态图模进行匹配分析，得到匹配结果；
连接关系对比单元，用于将第二连接关系，分别与所述第一连接关系和所述位置信息进行对比，得到对比结果，所述第二连接关系为所述匹配结果中，所述运行态图模中配电设备间的连接关系；
校核结果确定单元，用于将所述对比结果与通过所述配电主站PMS导入的配电网基准图模进行校核，得到第一校核结果，并将所述单线图与地理接线图与所述配电网基准图模进行校核，得到第二校核结果。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
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