圖數(shù)據(jù)庫(kù)電力設(shè)備全生命周期管理技術(shù)范文

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摘要：設(shè)備管理與電網(wǎng)運(yùn)行業(yè)務(wù)開始不斷融合，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、質(zhì)量溯源等管理缺乏良好生命周期管理體系，所以需要積極開展生命周期管理工作。對(duì)此，本文闡述了圖數(shù)據(jù)庫(kù)概述，介紹了常見圖數(shù)據(jù)庫(kù)類型，并提出以圖數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的知識(shí)存儲(chǔ)方案，同時(shí)介紹了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)圖庫(kù)；電力設(shè)備；全生命周期管理

我國(guó)提出泛在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)后，國(guó)網(wǎng)公司的電力設(shè)備管理部門已經(jīng)構(gòu)建相關(guān)信息管理平臺(tái)，以電力設(shè)備各個(gè)側(cè)面角度對(duì)設(shè)備采購(gòu)、調(diào)度以及檢修維護(hù)等方面展開全面管理，積累大量數(shù)據(jù)信息，為物資、調(diào)度等業(yè)務(wù)提供良好支撐。在國(guó)家電網(wǎng)中，電網(wǎng)運(yùn)行以及電力設(shè)備屬于核心資產(chǎn)，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行情況對(duì)于電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有直接影響，對(duì)電力設(shè)備全生命周期管理進(jìn)行研究，對(duì)于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行具有良好意義。

1圖數(shù)據(jù)庫(kù)概述

在NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，圖形數(shù)據(jù)庫(kù)屬于一種重要類型，其借助圖形理論儲(chǔ)存實(shí)體的關(guān)系信息。另外，圖形數(shù)據(jù)庫(kù)也屬于非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的一種。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，不同人之間關(guān)系即屬于一種常見例子。采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)并不能夠?qū)﹃P(guān)系型數(shù)據(jù)進(jìn)行有效儲(chǔ)存，其查詢緩慢、復(fù)雜，并不能夠達(dá)到預(yù)期要求，但是，通過圖形數(shù)據(jù)庫(kù)可以對(duì)該缺陷進(jìn)行有效彌補(bǔ)。

2常見圖形數(shù)據(jù)庫(kù)類型

（1）AllegroGrap。AllegroGrap屬于以W3c標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，為資源描述框架進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。其主要為處理Web語(yǔ)義以及鏈接數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，在Prolog、RDFS++、SPARQL等方面具有良好使用性。AllegroGrap為FranzLnz公司研發(fā)的產(chǎn)品，該公司客戶有美國(guó)國(guó)防部、NASA、Kodak、Ford、Pfizer等。（2）FlockDB。Twitter為了分析關(guān)系數(shù)據(jù)建立了FlockDB。現(xiàn)代FlockDB的版本并不穩(wěn)定，其對(duì)FlockDB是否屬于圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，還存在爭(zhēng)議。FlockDB與其他數(shù)據(jù)庫(kù)主要區(qū)別就是圖的遍歷，同時(shí)，Twitter數(shù)據(jù)模型無須遍歷社交圖譜。（3）Neo4j。現(xiàn)階段該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用較為廣泛，其為開源的。Neo4j社區(qū)版不斷從AGPL許可協(xié)議向GPL協(xié)議方向轉(zhuǎn)變，并且Neo4j企業(yè)版還是可以使用AGPL協(xié)議。通過Java即能夠?qū)崿F(xiàn)Neo4j，與ACID特性兼容，同時(shí)，對(duì)于Python、Ruby等編程語(yǔ)言也能夠進(jìn)行充分支持。

3以圖數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)的知識(shí)存儲(chǔ)方案

3.1系統(tǒng)知識(shí)架構(gòu)

對(duì)于電力設(shè)備的生命周期管理來講，主要涵蓋采購(gòu)、運(yùn)輸、生產(chǎn)、存儲(chǔ)、使用以及其他環(huán)節(jié)，具有龐大的數(shù)據(jù)量，采用何種方法對(duì)系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確抽象處理，是建設(shè)電力設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)的重要任務(wù)，見圖1。系統(tǒng)中涵蓋電網(wǎng)公司、運(yùn)輸公司以及設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)等。運(yùn)輸公司涵蓋不同的中轉(zhuǎn)站，設(shè)備生產(chǎn)公司含有不同場(chǎng)站。具有字符串與數(shù)值兩類屬性信息，可以借助產(chǎn)品類別以及技術(shù)參數(shù)開展搜索推薦。各個(gè)產(chǎn)品記錄成品生產(chǎn)過程相關(guān)零件信息，結(jié)合序列號(hào)與批次號(hào)有效對(duì)應(yīng)零件實(shí)例以及產(chǎn)品實(shí)例，可以順利對(duì)設(shè)備質(zhì)量展開追查以及檢修工作。

3.2知識(shí)關(guān)聯(lián)圖

通過上述知識(shí)架構(gòu)能夠發(fā)現(xiàn)，電力設(shè)備的管理數(shù)據(jù)來源涵蓋三方面：（1）從設(shè)備生產(chǎn)公司搜集的設(shè)備參數(shù)、生產(chǎn)批次等。（2）從運(yùn)輸企業(yè)搜集的設(shè)備運(yùn)送數(shù)量、目的地等信息。（3）從電網(wǎng)企業(yè)搜集的設(shè)備安裝信息以及使用情況等。上述這些信息的關(guān)聯(lián)度較高，各個(gè)設(shè)備的頻次信息以及零件數(shù)量等，包含使用同批次零件設(shè)備的關(guān)系關(guān)聯(lián)。如果想對(duì)一套設(shè)備生命周期的信息進(jìn)行有效追蹤，則需要全面收集該設(shè)備的零部件生產(chǎn)、組裝投運(yùn)等各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息。結(jié)合系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求，并且為了對(duì)不同數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行充分保留，為以后挖掘其隱含關(guān)系，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了電力設(shè)備數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)圖。對(duì)于圖數(shù)據(jù)庫(kù)，不同編號(hào)對(duì)應(yīng)著不同設(shè)備實(shí)例，能夠?qū)υO(shè)備類型對(duì)應(yīng)屬性進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)，能夠?qū)υO(shè)備供應(yīng)鏈信息進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)，見圖2。將儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成圖，能夠?qū)ι疃葹?的關(guān)聯(lián)信息展開深度查詢，充分強(qiáng)化質(zhì)量溯源效率。比如，將某個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，借助對(duì)其連接運(yùn)單信息進(jìn)行查詢，技能達(dá)到ID運(yùn)單號(hào)節(jié)點(diǎn)，并對(duì)該節(jié)點(diǎn)中InstanceHasShipment邊進(jìn)行遍歷，就能夠獲得同一批運(yùn)輸?shù)碾娏υO(shè)備。

3.3以地理位置為基礎(chǔ)的級(jí)聯(lián)儲(chǔ)存

系統(tǒng)中一些數(shù)據(jù)涵蓋運(yùn)輸中轉(zhuǎn)點(diǎn)以及公司場(chǎng)站等地理位置數(shù)據(jù)。國(guó)網(wǎng)公司一般會(huì)選擇大行政區(qū)分類管理子公司。所以，該系統(tǒng)借助圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行級(jí)聯(lián)地理知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。大區(qū)是第一級(jí)，省級(jí)是第二級(jí)，市級(jí)是第三級(jí)，中轉(zhuǎn)站/場(chǎng)站是第四級(jí)。使用邊對(duì)低級(jí)別和高級(jí)別地點(diǎn)展開連接，在原始數(shù)據(jù)中低級(jí)別地理信息情況下，可以借助連接關(guān)系對(duì)高級(jí)別地理信息進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)全。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)借助圖數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)性，可以對(duì)非結(jié)構(gòu)化、結(jié)構(gòu)化以及半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)展開可視化處理。基于已有知識(shí)架構(gòu)，本系統(tǒng)通過query請(qǐng)求對(duì)功能模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，同時(shí)展開可視化處理，進(jìn)而充分提高查詢活動(dòng)靈活性，保證數(shù)據(jù)易懂。

4.1Query請(qǐng)求

請(qǐng)求可選參數(shù)主要涵蓋以下類型：數(shù)值型、字符串型以及日期等。當(dāng)前，設(shè)備管理平臺(tái)中，查詢請(qǐng)求并不能夠?qū)ν粎?shù)展開多選。該系統(tǒng)選擇的查詢請(qǐng)求，在同一參數(shù)方面選擇結(jié)果并集，在不同參數(shù)方面，針對(duì)各個(gè)參數(shù)在結(jié)果方面進(jìn)行交集處理。比如，在運(yùn)輸界面中，對(duì)公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸?shù)冗\(yùn)輸方式進(jìn)行勾選，物品類型勾選成品，則在搜索結(jié)果中涵蓋公路與鐵路兩種運(yùn)輸方式的成品。

4.2系統(tǒng)功能

涵蓋質(zhì)量追溯、庫(kù)存、生產(chǎn)、運(yùn)輸、推薦等功能模塊。不同模塊可以對(duì)數(shù)據(jù)各類關(guān)系進(jìn)行分別展示，比如，推薦單元可以將設(shè)備類型與不同參數(shù)為起點(diǎn)，在頁(yè)面上陳列不同的相關(guān)產(chǎn)品。

（1）產(chǎn)品推薦。在推薦單元中，能夠挑選的所需產(chǎn)品類別以及頁(yè)面布局類似圖4。在頁(yè)面左側(cè)，設(shè)置篩選欄將此類設(shè)備可選參數(shù)顯示出來。用戶設(shè)定后，系統(tǒng)能夠?qū)⑷繚M足要求的設(shè)備返回，通過設(shè)備名與圖的形式顯示結(jié)果。電力設(shè)備生產(chǎn)廠商較多，各家企業(yè)產(chǎn)品的類型存在差異，一般只有專業(yè)才會(huì)對(duì)各個(gè)設(shè)備與相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行全面掌握，在查看相應(yīng)類別設(shè)備過程中，一般需要通過充足時(shí)間與人力對(duì)所需設(shè)備進(jìn)行確定。但是，選擇產(chǎn)品推薦模塊能夠根據(jù)類別與參數(shù)展開快速過濾，獲得直觀結(jié)果。

（2）供應(yīng)鏈信息。涵蓋庫(kù)存、生產(chǎn)與運(yùn)輸三個(gè)模塊。各個(gè)功能模塊均含有左側(cè)邊欄，主要是提供篩選，用戶可以快速過濾結(jié)果。運(yùn)輸模塊顯示各個(gè)企業(yè)之間物流信息，借助地圖形式實(shí)現(xiàn)展示。結(jié)點(diǎn)就是企業(yè)場(chǎng)站，邊主要是對(duì)起點(diǎn)至終點(diǎn)的設(shè)備輸送狀態(tài)進(jìn)行記錄，同時(shí)，采用不同顏色實(shí)現(xiàn)區(qū)分，對(duì)任意線路進(jìn)行點(diǎn)擊就能夠查看相關(guān)信息。另外，地圖下方通過表格形式對(duì)運(yùn)單信息進(jìn)行羅列，點(diǎn)擊后即能夠進(jìn)入信息頁(yè)面，對(duì)運(yùn)單中價(jià)值、重量等詳細(xì)信息進(jìn)行查看。生產(chǎn)模塊主要是對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)品基于某段時(shí)間中生產(chǎn)效率與合格率進(jìn)行顯示。對(duì)某個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行點(diǎn)擊，即能夠?qū)υ摦a(chǎn)品零件以及相應(yīng)數(shù)量進(jìn)行查看，還能夠查看該產(chǎn)品的工廠生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)效率與合格率。一般會(huì)借助柱狀圖與表格形式實(shí)現(xiàn)展示。對(duì)于庫(kù)存模塊，主要是將相關(guān)公司實(shí)際庫(kù)存狀態(tài)展示出來，在地圖上顯示場(chǎng)站位置。在地圖縮放過程中，不同場(chǎng)站按照相應(yīng)地理區(qū)分展開拆分以及合并處理。地圖下方表格對(duì)設(shè)備狀態(tài)以及入庫(kù)時(shí)間等信息進(jìn)行詳細(xì)展示。

（3）質(zhì)量追溯。該功能單元首先將場(chǎng)站中已經(jīng)構(gòu)建的設(shè)備信息進(jìn)行顯示，點(diǎn)選相應(yīng)設(shè)備能夠獲得相應(yīng)批次號(hào)以及序列號(hào)等，進(jìn)而獲得相關(guān)設(shè)備基本參數(shù)、零件信息以及零件供應(yīng)鏈等信息。借助地圖形式，并通過網(wǎng)頁(yè)顯示供應(yīng)鏈信息，并通過左側(cè)信息欄展示其他信息。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要是以圖數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存與關(guān)聯(lián)性分析實(shí)現(xiàn)設(shè)備生命周期管理工作，界面易懂簡(jiǎn)潔，通過不同模塊將電力設(shè)備不同階段狀態(tài)展現(xiàn)出來，同時(shí)，可以集中顯示設(shè)備相關(guān)信息。在系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大過程中，會(huì)逐漸覆蓋電力行業(yè)中所有相關(guān)企業(yè)，比如，電網(wǎng)公司、生產(chǎn)商以及供應(yīng)商等，進(jìn)而形成電力公司知識(shí)圖譜，提供良好的智能服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯亞宸,方定江,韓海韻,賈嶸,張華敏,劉婷婷,劉廣一.基于圖數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)圖譜的電力設(shè)備質(zhì)量綜合管理系統(tǒng)研究[J].供用電,2019,36(11):35-40.

[2]劉廣一,何明,周建其等.基于圖計(jì)算的主動(dòng)配電網(wǎng)綜合能源服務(wù)技術(shù)支持系統(tǒng)[J].供用電,2019,036(011):1-11,54.

作者：厲炎均 單位：棗莊市中醫(yī)醫(yī)院