基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法技术

本发明专利技术公开了变电设备仿真技术领域的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，包括：获取变电设备仿真信息；以物理设备、系统或其组部件为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱；以变电设备仿真信息知识图谱为基础，基于物理设备或系统组建变电设备仿真信息知识图谱本体；以仿真信息知识图谱本体为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱本体属性，以及，基于物理实体关系构建变电设备仿真信息知识图谱本体关系；对知识图谱本体关系和知识图谱本体属性进行扩展延伸推理；所述变电设备仿真信息知识图谱供外部利用查询关键词及其组合对应的图结构进行变电设备仿真信息检索。本发明专利技术实现了来源不同的变电设备仿真信息与知识图谱的快速匹配。知识图谱的快速匹配。知识图谱的快速匹配。

【技术实现步骤摘要】
基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法


[0001]本专利技术涉及基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，属于变电设备仿真


技术介绍

[0002]在变电站仿真系统中，为便于实现自主学习和知识辅助，以及在不同仿真系统间传递信息，对于变电设备在仿真过程中产生的各类信息，需配置变电设备仿真信息的检索查询功能。仿真的变电设备均模拟实际设备，具有种类众多、型号不一的特点，但对于同类型变电设备，不同设备间的测量、监测、调节、控制以及运行状态等信息的项目设置和数据属性等共性较多。信息反映了物理现象，但对于同一物理设备的同一信息，由于各子系统的生产厂家和研制时间、设计方案等存在差异，数据信息名称、关键字词、类型、属性等也经常存在差异。为实现变电设备仿真信息知识的查询，可以通过构建知识图谱组织管理变电设备仿真信息，不同仿真系统或同一仿真系统的变电设备仿真信息都与知识图谱建立关联，用于实现变电设备仿真信息的对照和知识检索，避免系统数据表达形式不一，影响信息检索的准确性和效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，以物理实体为依据构建变电设备仿真信息知识图谱，能够借助于信息系统与物理系统的映射关系，实现来源不同的变电设备仿真信息与变电设备仿真信息知识图谱的快速匹配。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]第一方面，本专利技术提供了基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，包括：
[0006]获取变电设备仿真信息；
[0007]以物理设备、系统或其组部件为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱；
[0008]以变电设备仿真信息知识图谱为基础，基于物理设备或系统组建变电设备仿真信息知识图谱本体；
[0009]以仿真信息知识图谱本体为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱本体属性，以及，基于物理实体关系构建变电设备仿真信息知识图谱本体关系；
[0010]对知识图谱本体关系和知识图谱本体属性进行扩展延伸推理；
[0011]所述变电设备仿真信息知识图谱供外部利用查询关键词及其组合对应的图结构进行变电设备仿真信息检索。
[0012]进一步的，所述变电设备仿真信息知识图谱结构中包含多个属性和多个关联关系，结构为：{本体、本体属性集合、本体关联关系集合}，其中，本体属性集合包含本体的多重属性，本体关联关系集合包含本体与其他本体的多个关系，本体间关联关系为本体之间
的物理关系，本体属性对应物理实体的各项应用。
[0013]进一步的，基于物理设备或系统组建变电设备仿真信息知识图谱本体，包括：按变电站、间隔、设备及组部件分层构建知识图谱本体，其中，变电站级本体为功能面向全站或多间隔的设备或系统，间隔级本体按实际物理间隔设置，每个间隔内包括一个或多个变电设备，包括一次设备、二次设备和辅助设备，变电设备级本体按实际变电设备构建，内含设备及其组部件。
[0014]进一步的，所述知识图谱本体属性描述了物理实体在各类应用中的信息内容，按类别划分为：参数资料、投退状态、运行数据、异常现象、操作控制、缺陷、评价、运维巡视和检修，所述物理实体包括物理设备或其组部件。
[0015]进一步的，所述变电设备仿真信息知识图谱本体关系包括：
[0016]包含关系：物理设备与物理设备组成部件、系统及其组成设备；
[0017]电气、通信连接关系：连接到物理设备与物理设备组成部件的线路和通信连接；
[0018]磁场、热力场关联关系：物理设备与物理设备组成部件间的磁场联系，或设备组部件在热传导上存在物理联系；
[0019]空间邻近关系：物理设备与物理设备组成部件空间上接近、接触；
[0020]应用关联关系：物理设备与物理设备组成部件应用功能一致或具备因果关系、交互关系。
[0021]进一步的，对知识图谱本体关系进行扩展延伸推理，包括：配置关联系数属性描述关联关系，所述关联系数能够计算推理间接关联的本体间的关联关系程度，则有：
[0022]0≤a≤1
[0023]其中，a为关联系数，用于描述本体间关系的密切程度，当取值为0时，代表本体间无关联；当取值为1时，代表本体间强关联；
[0024]对于间接关联的本体间通过继承性获取的引申关联关系，间接关联的本体根据“包含关系”中被包含的部分本体在包含本体中的占比赋值作为关联系数；
[0025]对于间接关联的本体间通过关联性获取的引申关联关系，A本体与B本体的关联系数假设为a
AB
，B本体与C本体的关联系数假设为a
BC
，则A本体与C本体的关联程度a
AC
为：
[0026]a
AC
＝a
AB
×
a
BC
[0027]进一步的，对知识图谱本体属性进行扩展延伸推理，包括：将被包含的部分本体属性和本体名称通过引申关联为包含本体属性名称，当A本体与B本体为包含关系且A本体包含B本体时，B本体的属性通过引申关联为A本体的属性，引申方法推理得出的A本体属性名称如下：
[0028]A本体属性名称＝B本体名称+B属性
[0029]进一步的，所述变电设备仿真信息的检索目标在于通过关键词字段将仿真信息与变电设备仿真信息知识图谱建立关联，关联目标包括变电设备仿真信息知识图谱的本体、属性及本体关系，对于需要构建与变电设备仿真信息知识图谱关联关系的变电设备仿真信息，抽取与物理设备及组件相关的字段作为备查询的本体关键词，抽取与物理设备及组件相关的属性词作为备查询的本体属性关键词，并抽取谓语词，确定抽取的谓语词的指向，构建查询的备选关键词组合，运用图搜索，即从隐含图结构的知识图谱中，搜索出含有备选关键词组成的结构的子图。
[0030]进一步的，所述变电设备仿真信息知识图谱供外部利用查询关键词及其组合对应的图结构进行变电设备仿真信息检索，具体包括：
[0031]遍历变电设备仿真信息知识图谱的本体、属性，对每个本体、属性等与备选关键词的匹配值进行语义度量计算，提取匹配值排序靠前的多个知识图谱本体、属性，筛选出与备选关键词近似的目标知识图谱的目标本体、属性集合；
[0032]计算目标知识图谱的目标本体属性集合中多个本体的关系及关联系数，形成附带关联关系的目标本体图结构，简化结构特征；
[0033]确认备选关键词组合中备选关键词间关系的图结构，简化结构特征，然后根据这些有效特征建立备选图结构；
[0034]通过图结构在目标图中搜索备选图的特征，返回具有目标图特征的子图作为备选图集；
[0035]计算备选图和目标图的匹配值，对匹配值的计算结果进行排序，给出查询评估结果；
[0036]根据目标关键词在知识图谱中的检索结果，按符合程度建立变电设备仿真信息与知识图谱的索引标签，建立变电设备仿真信息和变电设备仿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，包括：获取变电设备仿真信息；以物理设备、系统或其组部件为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱；以变电设备仿真信息知识图谱为基础，基于物理设备或系统组建变电设备仿真信息知识图谱本体；以仿真信息知识图谱本体为基础，构建变电设备仿真信息知识图谱本体属性，以及，基于物理实体关系构建变电设备仿真信息知识图谱本体关系；对知识图谱本体关系和知识图谱本体属性进行扩展延伸推理；所述变电设备仿真信息知识图谱供外部利用查询关键词及其组合对应的图结构进行变电设备仿真信息检索。2.根据权利要求1所述的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，所述变电设备仿真信息知识图谱结构中包含多个属性和多个关联关系，结构为：{本体、本体属性集合、本体关联关系集合}，其中，本体属性集合包含本体的多重属性，本体关联关系集合包含本体与其他本体的多个关系，本体间关联关系为本体之间的物理关系，本体属性对应物理实体的各项应用。3.根据权利要求1所述的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，基于物理设备或系统组建变电设备仿真信息知识图谱本体，包括：按变电站、间隔、设备及组部件分层构建知识图谱本体，其中，变电站级本体为功能面向全站或多间隔的设备或系统，间隔级本体按实际物理间隔设置，每个间隔内包括一个或多个变电设备，包括一次设备、二次设备和辅助设备，变电设备级本体按实际变电设备构建，内含设备及其组部件。4.根据权利要求1所述的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，所述知识图谱本体属性描述了物理实体在各类应用中的信息内容，按类别划分为：参数资料、投退状态、运行数据、异常现象、操作控制、缺陷、评价、运维巡视和检修，所述物理实体包括物理设备或其组部件。5.根据权利要求1所述的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，所述变电设备仿真信息知识图谱本体关系包括：包含关系：物理设备与物理设备组成部件、系统及其组成设备；电气、通信连接关系：连接到物理设备与物理设备组成部件的线路和通信连接；磁场、热力场关联关系：物理设备与物理设备组成部件间的磁场联系，或设备组部件在热传导上存在物理联系；空间邻近关系：物理设备与物理设备组成部件空间上接近、接触；应用关联关系：物理设备与物理设备组成部件应用功能一致或具备因果关系、交互关系。6.根据权利要求1所述的基于物理关系的变电仿真信息知识图谱构建与检索方法，其特征是，对知识图谱本体关系进行扩展延伸推理，包括：配置关联系数属性描述关联关系，所述关联系数能够计算推理间接关联的本体间的关联关系程度，则有：0≤a≤1其中，a为关联系数，用于描述本体间关系的密切程度，当取值为0时，代表本体间无关
联；当取值为1时...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫佳文，王冬青，邹园，高峰，陈长金，刘哲，国会杰，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：