一种基于标签技术的主网设备画像装置及方法
技术领域
本发明属于电力
技术领域
,具体涉及一种基于标签技术的主网设备画像装置及方法。背景技术
随着电网规模的逐步扩大及智能化水平的不断提高,调控领域各专业运行人员需要监视及控制的电网设备逐渐增多,故面对复杂的电网运行环境管理人员及操作人员缺乏对设备运行状态感知的手段及系统支撑,无法进行智能化决策,进而对电网风险的预警及预控更缺乏行之有效的措施。
申请号为201910981737.9的中国发明专利申请公开了一种基于监控告警信号的设备画像的方法,但这种设备画像方法仅依赖监控告警信号对设备进行画像,其数据源有限,未引入设备模型信息、设备管理信息及其他辅助信息,同时信号规范性将严重制约设备画像的准确度及适用性。
申请号为202010219516.0的中国发明专利申请公开了基于多维数据分析应用的配电网设备画像方法及系统,其应用场景主要是配网架构,由于主网架构与配网架构之间差异较大,其设备画像方法尤其是预测标签需要考虑的因素大不相同,故该方法对电网设备的适用性有限。
申请号为201911119359.X的中国发明专利申请,提出对设备画像的依据主要是通过对设备类型、生产厂家、型号的分析进而确认家族性缺陷及设备检修情况,主要服务于检修人员。
以上三种方法虽然都提及设备画像,然而其设备画像参考的数据源均有限,未充分接入当前电网调控领域的生产系统及管理系统信息,同时其应用场景不具有适配性,无法充分满足相关专业人员的设备画像需求。另一方面,以上方法对于标签的更新考虑因素较少,导致标签的时效性较低,无法指导相关人员进行电网操作。
发明内容
针对上述问题,本发明提出一种基于标签技术的主网设备画像装置及方法,能够接入多源业务数据、基于应用场景对电网设备进行画像,从而辅助相关人员进行智能决策、精准推荐及智能检索等。
为了实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
第一方面,本发明提供了一种基于标签技术的主网设备画像装置,包括:
信息接入模块,用于汇集多系统的设备信息及气象信息;
数据清洗模块,与所述信息接入模块相连,对所述设备信息及气象信息进行清洗,并构建气象信息与设备信息之间的关联;
应用场景定义模块,用于进行场景化定义;
标签定义模块,与所述应用场景定义模块相连,从应用场景定义模块中获取所需信息,实现对相应场景标签的分层分类定义;
特征提取模块,分别与所述数据清洗模块和标签定义模块相连,以标签定义为基础对数据清洗模块输出的数据进行特征提取;
标签生成模块,分别与所述标签定义模块和特征提取模块相连,通过匹配特征信息与标签值生成标签;
设备画像展示模块,分别与所述应用场景定义模块和标签生成模块相连,对不同应用场景下关注设备类型的相应设备进行画像展示。
可选地,所述设备信息包括OMS系统的设备模型信息及管理信息、EMS系统的设备运行信息及设备拓扑信息、视频监视系统的设备位置信息及监视信息;所述气象信息包括气象系统的设备运行环境信息。
可选地,所述数据清洗模块以单变量数据辨识及交叉数据辨识规则为基础,对所述设备信息及气象信息进行清洗,使得接入信息满足一致性、规范性、完整性及时效性的要求。
可选地,场景化定义的内容包括:场景名称、场景描述、场景有效时间、场景服务对象、关注设备类型及场景布局;所述关注设备类型用于匹配标签的关联设备,即为相应类型的设备;所述场景布局用于确认标签的展示位置。
可选地,所述标签定义包括标签名称、应用场景、有效开始时间、有效结束时间、关联设备、标签类型、标签层级、标签值;分层定义标签时,所述标签的层级划分包括是静态标签、动态标签及预测标签;分类定义标签时,所述标签的类型划分包括模型标签、检修标签、告警标签、处置标签、预警标签。
可选地,所述特征提取模块基于标签定义中的标签名称确认相似的设备信息描述作为相应的特征。
可选地,所述标签生成模块用于生成服务于设备画像的标签,其基于对清洗后的数据进行特征提取,实现标签名称、关联设备类型与设备特征的匹配,完成标签的生成,对已超过有效结束时间的标签及时进行废止,同时在设备属性变化及气象环境变化情况下及时确认标签的有效性。
可选地,所述设备属性变化包括设备变更、设备检修、设备投运、设备退役条件下引起的设备属性的变化。
第二方面,本发明提供了一种基于标签技术的主网设备画像方法,包括:
利用信息接入模块汇集多系统的设备信息及气象信息;
利用数据清洗模块对所述设备信息及气象信息进行清洗,并构建气象信息与设备信息之间的关联;
利用应用场景定义模块进行场景化定义;
利用标签定义模块从应用场景定义模块中获取所需信息,实现对相应场景标签的分层分类定义;
利用特征提取模块以标签定义为基础对数据清洗模块输出的数据进行特征提取;
利用标签生成模块通过匹配特征信息与标签值生成标签;
利用设备画像展示模块对不同应用场景下关注设备类型的相应设备进行画像展示。
可选地,场景化定义的内容包括:场景名称、场景描述、场景有效时间、场景服务对象、关注设备类型及场景布局;所述关注设备类型用于匹配标签的关联设备,即为相应类型的设备;所述场景布局用于确认标签的展示位置。
可选地,所述标签定义包括标签名称、应用场景、有效开始时间、有效结束时间、关联设备、标签类型、标签层级、标签值;分层定义标签时,所述标签的层级划分包括是静态标签、动态标签及预测标签;分类定义标签时,所述标签的类型划分包括模型标签、检修标签、告警标签、处置标签、预警标签。
可选地,所述标签生成模块用于生成服务于设备画像的标签,其基于对清洗后的数据进行特征提取,实现标签名称、关联设备类型与设备特征的匹配,完成标签的生成,对已超过有效结束时间的标签及时进行废止,同时在设备属性变化及气象环境变化情况下及时确认标签的有效性。
可选地,所述特征提取模块基于标签定义中的标签名称确认相似的设备信息描述作为相应的特征。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明充分接入多源业务系统数据,包括OMS系统的设备检修信息等,EMS系统的设备告警信息、设备遥测信息、设备状态信息等,视频监视系统的图像采集信息及图像分析结果信息及气象系统的历史气象、天气预报等;2)实现了对应用场景的配置,该配置使得设备画像结果更符合各专业需求,减少了无关标签的冗余显示;3)通过考虑标签时效性、设备属性及气象环境的变化等信息进行标签更新,使得设备画像结果时效性更强,进而有助于业务人员进行智能决策及精准推送。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明一种实施例中设备画像装置的结构示意图;
图2为本发明一种实施例中应用场景定义模块功能示意图;
图3为本发明一种实施例中标签及时更新流程图;
图4为本发明一种实施例中主网设备画像方法流程图。
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的保护范围。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例1
如图1所示,本发明实施例中提供一种基于标签技术的主网设备画像装置,该装置包括:
信息接入模块1,用于汇集来源于OMS系统、EMS系统等的设备基本信息及其他系统的辅助信息,包括设备模型信息及设备运行信息、气象信息等。具体的,设备运行信息包括监控告警信号、设备缺陷信息、设备操作信息、设备检修信息;设备模型信息设备类型、设备名称、设备电压等级、设备生产日期等;视频监视信息及气象环境信息。该模块为数据清洗模块2提供数据源。
数据清洗模块2,用于对接入的设备信息进行数据清洗,使得数据满足一致性、规范性、完整性及时效性的要求,其清洗规则包括单变量数据辨识规则及交叉数据辨识规则。该模块为特征提取模块3提供数据源。
应用场景定义模块3,用于基于设备画像需要服务的场景及业务人员进行场景化定义,如图2所示,配置场景名称、场景描述、场景有效时间、适用业务人员、关注设备类型及场景布局,并将相应配置结果存入数据库中。该模块为标签定义模块4和设备画像展示模块8提供配置信息。
标签定义模块4,用于实现对标签的分层分类定义,其层次划分包括是静态标签、动态标签及预测标签;其类型划分包括模型标签、检修标签、告警标签、处置标签、预警标签等。其中静态标签主要是设备模型信息,如设备厂家、设备类型、设备电压等级、设备型号、设备投运日期等;动态标签主要是设备检修次数、设备告警信息量、设备状态变更次数、设备缺陷数量等;预测标签主要是对设备风险等级、设备寿命、设备故障等的预测。该模块为特征提取模块5提供配置信息。
特征提取模块5,用于对清洗后的数据进行特征提取,从而服务于标签生成。其特征提取技术包括分词技术、语义识别技术、聚类分析等,如监控信息通常描述方式为“时间+对象+信息描述+行为”,采用分词技术逐个进行识别,分别对其进行特征标识。该模块为标签生成模块6提供数据源。
标签生成模块6,用于生成服务于设备画像的标签。该模块以特征提取结果为基础,形成标签的标签名称、应用场景、有效开始时间、有效结束时间、关联设备、标签类型、标签层级、标签值等属性,并依据标签有效时效性、设备属性变化及气象环境变化实现对标签及时更新。其中标签时效性主要判定设备画像展示时间与标签有效开始时间、标签有效结束时间的关系;设备属性变化包括设备变更、设备检修、设备投运、设备退役等条件下引起的设备参数的变化。如图3所示,通过逐步判定标签时效性、设备属性变化及外界环境变化,若发生以上情况则对设备标签进行变更。该模块为设备画像展示模块7提供数据源。
设备画像展示模块7,用于对不同应用场景下的设备进行画像展示。该模块通过应用场景定义模块输出的场景布局、场景名称、场景描述及关注设备类型等信息进行设备画像的展示。
如图4所示,本发明的主网设备画像方法包括以下步骤:
步骤1:连接多源业务系统获取设备信息。本发明实施例通过配置数据库连接进而接入OMS系统、EMS系统等的设备基本信息;同时通过服务方式获取视频监视系统及气象系统的信息。
步骤2:采用单变量数据辨识及交叉数据辨识规则对设备信息进行数据清洗。
单变量数据辨识规则基于单一数据源进行规则配置,实现对数据的清洗;交叉数据辨识规则基于多个数据源进行规则配置,实现对数据的清洗。
步骤3:基于应用场景定义及数据标签定义从清洗结果中提取设备特征,具体的:
从应用场景定义中获取场景名称、场景描述、场景有效时间、适用业务人员、关注设备类型及场景布局;
从数据标签定义中获取标签名称、应用场景、有效开始时间、有效结束时间、关联设备、标签类型、标签层级;
从数据清洗结果中提取设备特征的方式包括多种:
方式(1),基于数据字段名称进行设备特征提取,如设备厂家字段、设备型号字段、设备类型字段、设备电压等级字段等,可提取设备特征包括设备所述厂家、设备的型号、设备的类型、设备的电压等级等特征信息;
方式(2),采用分词技术识别清洗结果,如监控信息,通过对其时间、对象、信息描述、行为等内容分词匹配设备名称及设备行为;
方式(3),采用聚类分析识别清洗结果,如设备缺陷描述信息,对其生产厂家、设备型号、设备类型等进行聚类分析,识别家族性缺陷信息;
步骤4:采用手动标注方式及自动标注方式对特征提取结果实现标签与设备的匹配,从而实现标签生成。具体的,手动标注方式主要依赖专家经验,如某主变设备投运时间字段为“2016年5月1日”,则通过基于数据字段名称提取设备特征可知设备投运时长为5年,进一步的,通过专家对其生产厂家及同厂家设备历史运行情况的总结分析,该设备寿命标签可标识为“年轻设备”;自动标注方式基于数据挖掘分析手段,如通过对设备投运时间、设备检修情况、设备缺陷情况等数据的分析预测设备寿命等。同时,对已超过有效结束时间的标签及时进行废止,同时在设备属性变化及气象环境变化情况下及时确认标签的有效性,具体更新流程如图3所示。
步骤5基于标签时效性、设备属性及气象环境的变化等对标签进行及时更新。具体的,基于标签时效性判定标签的有效期是否满足应用场景的需要;具体的:
设备属性变化的判定包括设备变更、设备检修、设备投运、设备退役等条件下引起的设备属性的变化;
设备变更主要是更换设备部件;
设备检修次数的变化会引起检修属性标签的变化,包括未检修、少量检修、频繁检修。
设备投运时间的变化会引起设备运行年限标签的变化,包括运行时间少于5年、运行时间大于等于5年少于10年、运行时间大于等于10年少于20年及运行时间大于等于20年。
设备退役状态的变化会引起设备运行状态标签的变化,包括规划、在建、在运、退役。
步骤6:基于应用场景及标签集实现对主网设备画像,具体的:
基于应用场景设置确认场景名称、场景描述、场景有效时间、适用业务人员、关注设备类型及场景布局;
通过标签集中各标签“应用场景”属性值与具体的应用场景适配来确认各个场景需要选择的标签子集;
场景布局描述各层次各类型标签位置信息,进而实现对电网设备画像及可视化展示。
实施例2
本发明实施例中提供了一种基于标签技术的主网设备画像方法,包括:
利用信息接入模块汇集多系统的设备信息及气象信息;
利用数据清洗模块对所述设备信息及气象信息进行清洗,并构建气象信息与设备信息之间的关联;所述的设备信息包括设备模型信息和设备运行信息;
利用应用场景定义模块进行场景化定义;
利用标签定义模块从应用场景定义模块中获取所需信息,实现对相应场景标签的分层分类定义;
利用特征提取模块以标签定义为基础对数据清洗模块输出的数据进行特征提取;
利用标签生成模块通过匹配特征信息与标签值生成标签;
利用设备画像展示模块对不同应用场景下关注设备类型的相应设备进行画像展示。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,所述设备信息包括OMS系统的设备模型信息及管理信息、EMS系统的设备运行信息及设备拓扑信息、视频监视系统的设备位置信息及监视信息;所述气象信息包括气象系统的设备运行环境信息。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,所述数据清洗模块以单变量数据辨识及交叉数据辨识规则为基础,对所述设备信息及气象信息进行清洗,使得接入信息满足一致性、规范性、完整性及时效性的要求。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,场景化定义的内容包括:场景名称、场景描述、场景有效时间、场景服务对象、关注设备类型及场景布局;所述关注设备类型用于匹配标签的关联设备,即为相应类型的设备;所述场景布局用于确认标签的展示位置。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,所述标签定义包括标签名称、应用场景、有效开始时间、有效结束时间、关联设备、标签类型、标签层级、标签值;分层定义标签时,所述标签的层级划分包括是静态标签、动态标签及预测标签;分类定义标签时,所述标签的类型划分包括模型标签、检修标签、告警标签、处置标签、预警标签。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,所述标签生成模块用于生成服务于设备画像的标签,其基于对清洗后的数据进行特征提取,实现标签名称、关联设备类型与设备特征的匹配,完成标签的生成,对已超过有效结束时间的标签及时进行废止,同时在设备属性变化及气象环境变化情况下及时确认标签的有效性。
在本发明实施例的一种具体实施方式中,所述特征提取模块基于标签定义中的标签名称确认相似的设备信息描述作为相应的特征。
本发明实施例中的方法可以基于实施例1中提出的装置来实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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