调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法技术方案

本发明专利技术属于调度自动化系统领域，尤其涉及一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法。所述方法包括如下步骤：1、知识图谱的构建：采用自底向上和自顶向下相结合的方法，构建智能电网调度控制系统基础平台和详细业务逻辑的知识图谱；2、知识的存储与维护；3、知识图谱的展示及应用：前台页面展示系统的基础平台和详细的业务知识图谱，基础平台的知识图谱展示整体框架知识，业务逻辑的知识图谱展示详细逻辑关系。本发明专利技术构建的知识图谱将抽象的调度自动化系统业务知识，以图形化的方式呈现出来，让使用者对整个系统的业务知识有直观地了解。同时使用者可以操作相应的实体，选择性查看自己关心的业务知识，具有很强的交互性和可用性。

【技术实现步骤摘要】
调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法
本专利技术属于调度自动化系统领域，尤其涉及一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法。
技术介绍
随着电网各类业务的发展，调度自动化系统各类应用越来越多，业务知识越来越复杂。相关业务人员大多只了解局部的业务知识，而不清楚与之相关的业务逻辑，只有极少数专家级人员才能对整个业务流程有清晰的认识。因此当复杂的业务逻辑出现问题时，需要临时调动各个业务人员，理清所有的业务逻辑关系，才有可能找出引起问题的原因。而若建立起整个调度自动化系统相关业务的知识图谱，就可以根据知识图谱所表达的相关业务逻辑，十分清晰地查询所有的操作和数据流，从而找出所有可能产生错误的原因。知识图谱的概念在2012年由谷歌公司最先提出，谷歌公司想在知识图谱项目的基础上，构建新一代的智能化搜索引擎。该搜索引擎的思想是从网页上获得各类知识的实体、属性信息，以及各实体之间的关联关系，从而建立知识的语义网络。传统的搜索引擎都是基于字符串的搜索，而不是根据相应的语义信息进行搜索，因此传统的搜索引擎可能会搜索出与语义毫不相关的信息，而仅仅包含该字符串，而基于知识图谱的搜索是基于语义分析的，因而搜索更加精确。知识图谱的构建对于知识的展示与检索具有很高的研究价值，在国内百度和搜狗分别推出了“知心”和“知立方”来改善其搜索质量。清华大学建立了第一个大规模中英文跨语言知识图谱XLore，中科院在开放网络的基础上研发了“人立方、事立方、知立方”的原型系统。现有技术中介绍过基于多源数据的中文知识图谱构建方法和基于知识图谱的查询方法。在电力系统中，目前还没有知识图谱相关的应用。调度自动化系统中的很多知识都是以经验的形式存储在专家的脑袋中，或者零散地存在系统中，很少有人能够全面掌握所有的业务知识。若仅仅依靠互联网公司基于语义网络的方法，由于缺乏电力专业知识背景，导致建立的知识图谱出现业务不全、准确性不够和专业性不强的问题。因此在电力系统自动化领域，针对调度自动化系统的相关业务逻辑，提出构建知识图谱的方法，建立自动化系统的知识图谱，便于知识的总结、搜索与传播，具有很高的研究价值。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术的目的在于提供一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法。为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)知识图谱的构建：采用自底向上的方式构建智能电网调度控制系统的基础平台的知识图谱，采用自顶向下的方式构建智能电网调度控制系统的详细业务逻辑的知识图谱；(2)知识图谱的存储与维护：知识图谱的数据基于历史数据库进行存储，知识图谱的维护基于知识图谱的展示界面进行；(3)知识图谱的展示及应用：前台页面展示系统的基础平台和详细的业务知识图谱，基础平台的知识图谱展示智能电网调度控制系统的整体框架知识，业务逻辑的知识图谱展示智能电网调度控制系统的详细逻辑关系。进一步地，在步骤(1)中，所述基础平台中共包含六大类功能模块，分别是：平台管理、历史数据库、实时数据库、消息总线、服务总线以及公共服务；所述平台管理通过一套管理工具，实现对整个系统的管理，包括应用管理、进程管理、时钟管理、日志管理和定时任务管理；所述历史数据库主要用来保存电网设备、参数、历史统计信息；所述实时数据库用来提供高效的实时数据存取服务；所述消息总线和服务总线用于提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制，实现调度中心内部和调度中心之间安全高效的数据通信和应用集成；所述公共服务为应用的开发和集成提供一组通用服务，包括图形服务、文件服务、权限服务、消息邮件服务。进一步地，通过六大类功能模块和各个模块中的详细实体关系，抽象出的本体关系如下：1)系统包含功能模块；2)平台管理包含应用管理；平台管理包含进程管理；3)历史数据库包含数据库表；4)实时数据库包含实时库表；5)消息总线包含消息通道；消息总线包含消息事件；6)服务总线包含服务方式；7)公共服务包含权限服务；公共服务包含日志服务。进一步地，构建详细业务逻辑的知识图谱的步骤如下：(1.1)抽象本体和本体关系：根据智能电网调度控制系统的专家经验和程序的编程经验从系统的各个组成部分中抽象出本体和本体之间的关系；(1.2)抓取实体：通过系统的配置文件、实时数据库、历史数据库、相关程序源码以及专家的经验知识获得智能电网调度控制系统业务知识的实体信息；(1.3)依据本体关系，建立实体关系；(1.4)实体信息的清洗和融合：首先需要保证数据的一致性，消除本质上是同一个实体，但是由于不同的表达方式而出现多次的情况；当对实体的属性进行扩展时，需要判断该属性是否与已有的属性重合，只有是一个全新的属性时，才允许添加，从而减少数据的冗余性。进一步地，在步骤(1.2)中，解析应用定义配置文件，获得的实体包括：实时态、研究态、规划态、测试态、反演态和培训态，其属性包括：态号、态名；根据解析出的信息，提取本体为“态”；解析该文件中关于应用的定义，得到应用的实体包括：SCADA应用、PAS应用、DTS应用、FES应用、AGC应用、PUBLIC应用、WAMS应用，提取本体“应用”；在存放动态库的文件夹下，获得关于动态库的所有实体，并归纳出本体“动态库”。进一步地，实时数据库提供高速的本地访问接口、远方服务访问接口；历史数据库存储大量的历史数据；分别从实时数据库和历史数据库的表信息表中读取的所有表信息，获得实时库表和历史数据库表这两个本体的所有实体，对应的本体分为别“实时库表”和“历史数据库表”。进一步地，步骤(1.3)又包括如下步骤：(1.3.1)解析sca_analog进程相关业务的源码和配置文件，获得进程与其他实体之间的关系；实体关系采用三元组格式<sca_analog，关系A，实体2>表示sca_analog与实体2之间存在关系A，且sca_analog和实体2是主宾关系，位置不可颠倒；(1.3.2)依据已知的本体关系，确定关系A的具体实例范围；(1.3.3)根据确定的谓词和主宾关系，在工程源码或者makefile文件中，获相应的实体3，从而建立起完整的实体关系；(1.3.4)建立实体关系时，对于同种类型的实体关系，应前后表述一致，否则会被认为是多种不同的关系，而造成数据冗余错误；对于某些不便于解析或者无法解析的知识，提供手动录入的功能；人工添加本体、实体以及各实体的相互关系，方便对于知识的扩展。进一步地，在步骤(2)中，知识图谱的存储结构包括本体定义表、实体表、本体关系表和实体关系表；所述本体定义表定义了所有的本体信息以及存储各类实体信息的数据库表名；所述实体表是按照本体进行分类存储的，同一类的实体存储在同一张表中；所述本体关系表定义了不同本体之间所具有的关系；所述实体关系表定义两个实体之间的关系；知识图谱的内容采用三元组格式<实体1，关系，实体2>进行存储，实体1和实体2的信息存储在实体表中，关系的详细信息存储在本体关系表中，该存储方式避免了在每条实体关系中都存储详细信息而出现的数据冗余或者数据不一致错误。进一步地，在步骤(2)中，知识图谱的维护基于知识图谱的展示界面进行，共分为四类维护：本体配置、本体关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)知识图谱的构建：采用自底向上的方式构建智能电网调度控制系统的基础平台的知识图谱，采用自顶向下的方式构建智能电网调度控制系统的详细业务逻辑的知识图谱；(2)知识图谱的存储与维护：知识图谱的数据基于历史数据库进行存储，知识图谱的维护基于知识图谱的展示界面进行；(3)知识图谱的展示及应用：前台页面展示系统的基础平台和详细的业务知识图谱，基础平台的知识图谱展示智能电网调度控制系统的整体框架知识，业务逻辑的知识图谱展示智能电网调度控制系统的详细逻辑关系。

【技术特征摘要】
1.一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)知识图谱的构建：采用自底向上的方式构建智能电网调度控制系统的基础平台的知识图谱，采用自顶向下的方式构建智能电网调度控制系统的详细业务逻辑的知识图谱；(2)知识图谱的存储与维护：知识图谱的数据基于历史数据库进行存储，知识图谱的维护基于知识图谱的展示界面进行；(3)知识图谱的展示及应用：前台页面展示系统的基础平台和详细的业务知识图谱，基础平台的知识图谱展示智能电网调度控制系统的整体框架知识，业务逻辑的知识图谱展示智能电网调度控制系统的详细逻辑关系。2.根据权利要求1所述的一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述基础平台中共包含六大类功能模块，分别是：平台管理、历史数据库、实时数据库、消息总线、服务总线以及公共服务；所述平台管理通过一套管理工具，实现对整个系统的管理，包括应用管理、进程管理、时钟管理、日志管理和定时任务管理；所述历史数据库主要用来保存电网设备、参数、历史统计信息；所述实时数据库用来提供高效的实时数据存取服务；所述消息总线和服务总线用于提供可靠通用的信息交互机制和广域服务机制，实现调度中心内部和调度中心之间安全高效的数据通信和应用集成；所述公共服务为应用的开发和集成提供一组通用服务，包括图形服务、文件服务、权限服务、消息邮件服务。3.根据权利要求2所述的一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：通过六大类功能模块和各个模块中的详细实体关系，抽象出的本体关系如下：1)系统包含功能模块；2)平台管理包含应用管理；平台管理包含进程管理；3)历史数据库包含数据库表；4)实时数据库包含实时库表；5)消息总线包含消息通道；消息总线包含消息事件；6)服务总线包含服务方式；7)公共服务包含权限服务；公共服务包含日志服务。4.根据权利要求1所述的一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：构建详细业务逻辑的知识图谱的步骤如下：(1.1)抽象本体和本体关系：根据智能电网调度控制系统的专家经验和程序的编程经验从系统的各个组成部分中抽象出本体和本体之间的关系；(1.2)抓取实体：通过系统的配置文件、实时数据库、历史数据库、相关程序源码以及专家的经验知识获得智能电网调度控制系统业务知识的实体信息；(1.3)依据本体关系，建立实体关系；(1.4)实体信息的清洗和融合：首先需要保证数据的一致性，消除本质上是同一个实体，但是由于不同的表达方式而出现多次的情况；当对实体的属性进行扩展时，需要判断该属性是否与已有的属性重合，只有是一个全新的属性时，才允许添加，从而减少数据的冗余性。5.根据权利要求4所述的一种调度自动化系统知识图谱的构建与应用方法，其特征在于：在步骤(1.2)中，解...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁文元，蒋军，郭子明，李军良，李新鹏，徐建航，王震学，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11