一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置

技术领域

本发明涉及多数据领域电网设备检索技术领域，尤其涉及一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置。

背景技术

在电力行业，多域数据检索是一种很重要的业务场景：某个电网设备相关的属性往往分布于多个数据领域中，许多应用场景需要结合多个数据领域的数据计算出结果；例如，判断某条线路是否容易受山火灾情影响，需要从GIS域检索出处于易发山火区域的线路、从生产域检索出巡视力度不足的线路，等等，再将其取交集得到最终结果。

目前，绝大部分电网数据都存储在关系型数据库中，这意味着多域数据检索业务伴随着大量的跨表、跨库查询，从而导致查询性能低下，查询程序繁杂难扩展等问题；近年来，随着图数据库技术的日益成熟，电力行业内也逐渐开始了基于图数据库的数据存储、检索等方面的研究，但在多域检索方面，仍然缺乏兼顾性能和可扩展性的方案。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置，能够解决现有多域数据检索方法查询性能低下，查询程序复杂难以扩展的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法，包括：

基于电网设备信息和数据域结构建立设备模型和数据域模型，并基于两模型间的顶点关系将模型进行关联形成图关系模型；

设置域节点过滤器筛选属性值相符的域节点；

基于所述域节点过滤器之间的逻辑运算关系设置关系结合器；

基于所述域节点过滤器、所述关系结合器和实际业务逻辑设置查询条件并进行设备检索。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述建立设备模型和数据域模型，包括：将配电网中各个设备定义为设备顶点E，将各设备的属性定义为顶点属性；将数据域X上与设备相关的数据定义为域顶点D(X，E)。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述形成图关系模型，包括：将具有关系的设备顶点E和域顶点D间用关系de连接，将具有关系的两个设备顶点间用关系ee连接，以形成图关系模型。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述设置域节点过滤器，包括：通过设置域节点属性之间的集合关系来筛选符合条件的域节点，具体为：通过设置相等、包含、非空、比较属性筛选手段筛选过滤出所需属性节点。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述设置关系结合器，包括：通过设置若干个域节点过滤器之间的逻辑运算关系将域节点过滤器获得的域节点进行合并组合，具体为：通过设置与、或、非、与或、异或逻辑运算关系将若干个域节点过滤器结合在一起，按逻辑运算关系合并组合域节点过滤器得到的顶点。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述设置查询条件，包括：依据实际业务运行所需的设备属性、数据域和数据间的关联关系将所述域节点过滤器与所述关系结合器进行组合，进而获取设备查询条件。

作为本发明所述的基于图数据库的电网设备多域数据检索方法的一种优选方案，其中：所述进行设备检索，包括：

解析设备查询条件，按照设备查询条件的顺序执行对应的节点过滤器和关系结合器逻辑，确定满足条件的域顶点；

从域顶点出发，经过关系de，确定满足条件的设备顶点；

判断是否存在ee关系，若存在ee关系则经过关系ee，确定关联设备顶点，递归检测ee关系直至所有关联的设备顶点都被检索完毕，输出最终所检索到的设备顶点；若不存在ee关系则直接输出经过de关系所获取到的设备顶点。

一种基于图数据库的电网设备多域数据检索系统，其特征在于：包括模型构建模块、关系构建模块以及查询检索模块，

模型构建模块，所述模型构建模块用于基于电网设备信息和数据域结构建立设备模型和数据域模型，并基于两模型间的顶点关系将模型进行关联形成图关系模型；

关系构建模块，所述关系构建模块用于设置域节点过滤器，并基于所述域节点过滤器之间的逻辑运算关系设置关系结合器；

查询检索模块，所述查询检索模块用于基于所述域节点过滤器、所述关系结合器和实际业务逻辑设置查询条件并进行设备检索。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提出一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置，通过建立设备模型与数据域模型形成图关系模型实现了设备域数据域之间的关联，通过设置域节点和节点过滤器之间的关联关系，实现了对设备查询条件的扩展，在查询条件设置的过程中辅以实际业务逻辑的支持增加了查询条件设置的灵活性与可扩展性，同时有效的解决了跨表查询所造成的查询程序复杂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置的方法流程图；

图2为本发明一个实施例提供的一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置的系统流程图；

图3为本发明一个实施例提供的一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置的计算机设备的内部结构图；

图4为本发明一个实施例提供的图关系模型示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1-3，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置，包括：

S1：基于电网设备信息和数据域结构建立设备模型和数据域模型，并基于两模型间的顶点关系将模型进行关联形成图关系模型；

在一个可选的实施例中，电网设备信息具体为：所有用于组成配电网的设备，以及各设备的属性；数据域结构具体为：不同领域的数据库之间的关联关系，包括各数据库之间是否相互独立或存在数据重合的情况。

更进一步的，将配电网中各个设备定义为设备顶点E，将各设备的属性定义为顶点属性；将数据域X上与设备相关的数据定义为域顶点D(X，E)。

更进一步的，将存在关联关系的设备顶点用关系ee连接；将存在关系的设备顶点E和域顶点D用关系de连接，进而形成图关系模型。

应说明的是，构建图关系模型是为了将设备之间的关联关系、设备与数据域之间的关联关系通过ee连接和de连接的方式清晰的进行关联与表示，从而在多数据领域设备检索的过程中，尽可能快速且完整地检索出所有相关的设备信息。

S2：设置域节点过滤器筛选属性值相符的域节点；

具体的，通过设置域节点属性之间的集合关系来筛选符合条件的域节点，其中，设置的域节点集合关系包括：相等、包含、非空、比较。

应说明的是，通过设置域节点过滤器中的集合关系能够快捷地在设备查询过程中通过比对各属性之间的集合关系来确定属性值相符的域节点，极大的缩短了设备查询时间。

还应说明的是，域节点过滤器满足无状态特性，即多次调用返回结果一致，以保证其可重复使用；域节点过滤器满足延迟执行特性，即过滤逻辑被执行时才执行获取和判断操作，以最大程度地减少无效执行次数，从而提高性能。

S3：基于所述域节点过滤器之间的逻辑运算关系设置关系结合器；

具体的，通过设置若干个域节点过滤器之间的逻辑运算关系将域节点过滤器获得的域节点进行合并组合，其中，逻辑运算关系包括：与、或、非、与或、异或逻辑运算关系。

应说明的是，通过设置关系结合器能够将不同数据域下的同一设备进行合并，同时也能够将冗余的设备信息进行剔除，进而有效的对域节点进行精简，从而降低后续的查询规模。

还应说明的是，关系结合器满足无状态特性，即多次调用返回结果一致，以保证其可重复使用；关系结合器满足延迟执行特性，即运算逻辑被执行时才执行获取、判断、合并操作，以最大程度地减少无效执行次数，从而提高性能。

S4：基于所述域节点过滤器、所述关系结合器和实际业务逻辑设置查询条件并进行设备检索。

更进一步的，依据实际业务运行所需的设备属性、数据域和数据间的关联关系将所述域节点过滤器与所述关系结合器进行组合，进而获取设备查询条件。

更进一步的，基于所获取的设备查询条件进行设备信息的检索；

在一个可选实施例中，设备检索的步骤具体为：

解析设备查询条件，按照设备查询条件的顺序执行对应的节点过滤器和关系结合器逻辑，确定满足条件的域顶点；

从域顶点出发，经过关系de，确定满足条件的设备顶点；

判断是否存在ee关系，若存在ee关系则经过关系ee，确定关联设备顶点，递归检测ee关系直至所有关联的设备顶点都被检索完毕，输出最终所检索到的设备顶点；若不存在ee关系则直接输出经过de关系所获取到的设备顶点。

应说明的是，通过设置域节点和节点过滤器之间的关联关系，实现了对设备查询条件的扩展，在查询条件设置的过程中辅以实际业务逻辑的支持增加了查询条件设置的灵活性与可扩展性，同时有效的解决了跨表查询所造成的查询程序复杂的问题。

一种基于图数据库的电网设备多域数据检索系统，其特征在于：包括模型构建模块、关系构建模块以及查询检索模块，

模型构建模块，用于基于电网设备信息和数据域结构建立设备模型和数据域模型，并基于两模型间的顶点关系将模型进行关联形成图关系模型；

关系构建模块，用于设置域节点过滤器，并基于所述域节点过滤器之间的逻辑运算关系设置关系结合器；

查询检索模块，用于基于所述域节点过滤器、所述关系结合器和实际业务逻辑设置查询条件并进行设备检索。

上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于电网设备信息和数据域结构建立设备模型和数据域模型，并基于两模型间的顶点关系将模型进行关联形成图关系模型；

设置域节点过滤器筛选属性值相符的域节点；

基于域节点过滤器之间的逻辑运算关系设置关系结合器；

基于域节点过滤器、关系结合器和实际业务逻辑设置查询条件并进行设备检索。

实施例2

参照图1-4，为本发明的一个实施例，提供了一种基于图数据库的电网设备多域数据检索方法及装置，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。

选择山火防控措施编排业务进行仿真实验，即检索出同时处于GIS域中处于易发山火区段、环境域中高植被指数大于0.6或人口密集指数大于0.75、状态域中当年跳闸记录的设备，并按具体指标编排相应防控计划。

步骤1：建立图关系模型

按照图数据库的“顶点、属性、关系”规范，分别建立设备模型和数据域模型，并将两个模型关联在一起；

本实施例中，选用的图数据库为neo4j，并按neo4j的数据结构，将顶点设计为neo4j中的Node对象，将属性设计为neo4j中的Property对象，将关系设计为neo4j中的Relationship对象，具体步骤如下：

建立设备模型将各个设备定义为设备顶点E，将设备基础属性定义为顶点的属性；

建立数据域模型将GIS域中的山火易发区段属性、环境域中的高植被指数属性、人口密集指数属性、状态域中的当年跳闸记录属性提取出来，分别构造为域顶点D(GIS,E)、D(环境,E)、D(状态,E)

将具有关系的设备顶点和域顶点间用关系de连接，将具有关系的两个设备顶点间用关系ee连接。

步骤2：建立域节点过滤器

建立域节点过滤器，以“相等”、“包含”、“非空”、“比较”属性筛选手段筛选过滤出所需属性节点；在本实施例中使用了“相等”、“比较(大于)”两个域节点过滤器，具体为：

D(GIS,E).易发山火区段＝＝true、D(环境,E).高植被指数>0.6、D(环境,E).人口密集指数>75、D(状态,E).当年跳闸记录.size>0。

步骤3：建立关系结合器

建立关系结合器，用于将多个节点过滤器按逻辑运算关系进行结合，以“与”、“或”、“非”、“与或”、“异或”逻辑运算关系将若干个域节点过滤器结合在一起，按逻辑运算关系合并域节点过滤器得到的顶点；在本实施例中所用到的关系结合器包括：“与”、“或”两个关系结合器。

步骤4：设计查询条件

依据实际业务逻辑，将步骤2、3中所述域节点过滤器和关系结合器进行组合，根据本实施例的业务检索目标“同时处于GIS域中处于易发山火区段、环境域中高植被指数大于0.6或人口密集指数大于0.75、状态域中当年跳闸记录的设备”，可得查询条件表达式为:

“D(GIS,E).易发山火区段＝＝true

&&(D(环境,E).高植被指数>0.6||D(环境,E).人口密集指数>75)

&&D(状态,E).当年跳闸记录.size>0”

式中，“＝＝”为“相等”过滤、“>”为“比较(大于)”过滤；“||”为或结合、“&&”为“与”结合；“(D(环境,E).高植被指数>0.6||D(环境,E).人口密集指数>75)”是一个嵌套的查询条件。

可见，该查询条件表达式具有很强的可维护性，业务人员可根据实际需要灵魂地调整此条件，而无需修改相查询代码。

步骤5：按查询条件执行检索

解析步骤4得到的查询条件，按顺序执行对应的节点过滤器和关系结合器逻辑，得到满足查询条件的设备；按指定顺序执行对应逻辑，最终得到山火防控措施编排所需要的设备信息。

在执行山火防控措施编排业务过程中，可以通过建立设备模型与数据域模型形成图关系模型实现了设备域数据域之间的关联，通过设置域节点和节点过滤器之间的关联关系，实现了对设备查询条件的扩展，在查询条件设置的过程中辅以实际业务逻辑的支持增加了查询条件设置的灵活性与可扩展性，同时有效的解决了跨表查询所造成的查询程序复杂的问题。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。