圖數據庫電力設備全生命周期管理技術范文
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摘要：設備管理與電網運行業務開始不斷融合，對設備的運行狀態、質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。對此，本文闡述了圖數據庫概述，介紹了常見圖數據庫類型，并提出以圖數據庫為基礎的知識存儲方案，同時介紹了系統實現方法，希望能夠為相關人員提供參考。
我國提出泛在物聯網發展戰略目標后，國網公司的電力設備管理部門已經構建相關信息管理平臺，以電力設備各個側面角度對設備采購、調度以及檢修維護等方面展開全面管理，積累大量數據信息，為物資、調度等業務提供良好支撐。在國家電網中，電網運行以及電力設備屬于核心資產，設備穩定運行情況對于電網安全、穩定運行具有直接影響，對電力設備全生命周期管理進行研究，對于電網穩定運行具有良好意義。
1圖數據庫概述
在NoSQL數據庫中，圖形數據庫屬于一種重要類型，其借助圖形理論儲存實體的關系信息。另外，圖形數據庫也屬于非關系數據庫的一種。社會網絡中，不同人之間關系即屬于一種常見例子。采用關系型數據庫并不能夠對關系型數據進行有效儲存，其查詢緩慢、復雜，并不能夠達到預期要求，但是，通過圖形數據庫可以對該缺陷進行有效彌補。
2常見圖形數據庫類型
（1）AllegroGrap。AllegroGrap屬于以W3c標準為基礎，為資源描述框架進行圖形數據庫構建。其主要為處理Web語義以及鏈接數據而設計，在Prolog、RDFS++、SPARQL等方面具有良好使用性。AllegroGrap為FranzLnz公司研發的產品，該公司客戶有美國國防部、NASA、Kodak、Ford、Pfizer等。（2）FlockDB。Twitter為了分析關系數據建立了FlockDB?，F代FlockDB的版本并不穩定，其對FlockDB是否屬于圖形數據庫，還存在爭議。FlockDB與其他數據庫主要區別就是圖的遍歷，同時，Twitter數據模型無須遍歷社交圖譜。（3）Neo4j?，F階段該數據庫應用較為廣泛，其為開源的。Neo4j社區版不斷從AGPL許可協議向GPL協議方向轉變，并且Neo4j企業版還是可以使用AGPL協議。通過Java即能夠實現Neo4j，與ACID特性兼容，同時，對于Python、Ruby等編程語言也能夠進行充分支持。
3以圖數據庫為基礎的知識存儲方案
3.1系統知識架構
對于電力設備的生命周期管理來講，主要涵蓋采購、運輸、生產、存儲、使用以及其他環節，具有龐大的數據量，采用何種方法對系統知識進行準確抽象處理，是建設電力設備生命周期管理系統的重要任務，見圖1。系統中涵蓋電網公司、運輸公司以及設備生產企業等。運輸公司涵蓋不同的中轉站，設備生產公司含有不同場站。具有字符串與數值兩類屬性信息，可以借助產品類別以及技術參數開展搜索推薦。各個產品記錄成品生產過程相關零件信息，結合序列號與批次號有效對應零件實例以及產品實例，可以順利對設備質量展開追查以及檢修工作。
3.2知識關聯圖
通過上述知識架構能夠發現，電力設備的管理數據來源涵蓋三方面：（1）從設備生產公司搜集的設備參數、生產批次等。（2）從運輸企業搜集的設備運送數量、目的地等信息。（3）從電網企業搜集的設備安裝信息以及使用情況等。上述這些信息的關聯度較高，各個設備的頻次信息以及零件數量等，包含使用同批次零件設備的關系關聯。如果想對一套設備生命周期的信息進行有效追蹤，則需要全面收集該設備的零部件生產、組裝投運等各個環節數據信息。結合系統數據需求，并且為了對不同數據關聯信息進行充分保留，為以后挖掘其隱含關系，該系統設計了電力設備數據關聯圖。對于圖數據庫，不同編號對應著不同設備實例，能夠對設備類型對應屬性進行關聯，同時，能夠對設備供應鏈信息進行直接關聯，見圖2。將儲存結構設計成圖，能夠對深度為3的關聯信息展開深度查詢，充分強化質量溯源效率。比如，將某個設備設計為起點，借助對其連接運單信息進行查詢，技能達到ID運單號節點，并對該節點中InstanceHasShipment邊進行遍歷，就能夠獲得同一批運輸的電力設備。
3.3以地理位置為基礎的級聯儲存
系統中一些數據涵蓋運輸中轉點以及公司場站等地理位置數據。國網公司一般會選擇大行政區分類管理子公司。所以，該系統借助圖數據庫進行級聯地理知識結構進行設計。大區是第一級，省級是第二級，市級是第三級，中轉站/場站是第四級。使用邊對低級別和高級別地點展開連接，在原始數據中低級別地理信息情況下，可以借助連接關系對高級別地理信息進行自動補全。
4系統實現
該系統借助圖數據庫關聯性，可以對非結構化、結構化以及半結構化數據展開可視化處理?；谝延兄R架構，本系統通過query請求對功能模塊數據進行獲取，同時展開可視化處理，進而充分提高查詢活動靈活性，保證數據易懂。
4.1Query請求
請求可選參數主要涵蓋以下類型：數值型、字符串型以及日期等。當前，設備管理平臺中，查詢請求并不能夠對同一參數展開多選。該系統選擇的查詢請求，在同一參數方面選擇結果并集，在不同參數方面，針對各個參數在結果方面進行交集處理。比如，在運輸界面中，對公路運輸、鐵路運輸等運輸方式進行勾選，物品類型勾選成品，則在搜索結果中涵蓋公路與鐵路兩種運輸方式的成品。
4.2系統功能
涵蓋質量追溯、庫存、生產、運輸、推薦等功能模塊。不同模塊可以對數據各類關系進行分別展示，比如，推薦單元可以將設備類型與不同參數為起點，在頁面上陳列不同的相關產品。
（1）產品推薦。在推薦單元中，能夠挑選的所需產品類別以及頁面布局類似圖4。在頁面左側，設置篩選欄將此類設備可選參數顯示出來。用戶設定后，系統能夠將全部滿足要求的設備返回，通過設備名與圖的形式顯示結果。電力設備生產廠商較多，各家企業產品的類型存在差異，一般只有專業才會對各個設備與相關技術參數進行全面掌握，在查看相應類別設備過程中，一般需要通過充足時間與人力對所需設備進行確定。但是，選擇產品推薦模塊能夠根據類別與參數展開快速過濾，獲得直觀結果。
（2）供應鏈信息。涵蓋庫存、生產與運輸三個模塊。各個功能模塊均含有左側邊欄，主要是提供篩選，用戶可以快速過濾結果。運輸模塊顯示各個企業之間物流信息，借助地圖形式實現展示。結點就是企業場站，邊主要是對起點至終點的設備輸送狀態進行記錄，同時，采用不同顏色實現區分，對任意線路進行點擊就能夠查看相關信息。另外，地圖下方通過表格形式對運單信息進行羅列，點擊后即能夠進入信息頁面，對運單中價值、重量等詳細信息進行查看。生產模塊主要是對系統產品基于某段時間中生產效率與合格率進行顯示。對某個產品進行點擊，即能夠對該產品零件以及相應數量進行查看，還能夠查看該產品的工廠生產線實際生產效率與合格率。一般會借助柱狀圖與表格形式實現展示。對于庫存模塊，主要是將相關公司實際庫存狀態展示出來，在地圖上顯示場站位置。在地圖縮放過程中，不同場站按照相應地理區分展開拆分以及合并處理。地圖下方表格對設備狀態以及入庫時間等信息進行詳細展示。
（3）質量追溯。該功能單元首先將場站中已經構建的設備信息進行顯示，點選相應設備能夠獲得相應批次號以及序列號等，進而獲得相關設備基本參數、零件信息以及零件供應鏈等信息。借助地圖形式，并通過網頁顯示供應鏈信息，并通過左側信息欄展示其他信息。
5結語
綜上所述，本文主要是以圖數據庫儲存與關聯性分析實現設備生命周期管理工作，界面易懂簡潔，通過不同模塊將電力設備不同階段狀態展現出來，同時，可以集中顯示設備相關信息。在系統規模不斷擴大過程中，會逐漸覆蓋電力行業中所有相關企業，比如，電網公司、生產商以及供應商等，進而形成電力公司知識圖譜，提供良好的智能服務。
參考文獻：
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作者：厲炎均 單位：棗莊市中醫醫院