专利名称：用于电力监控系统的自然语言导航的制作方法
技术领域：
本公开一般涉及电力监控系统，且更具体地，涉及用于电力监控系统的自然语言导航。
背景技术：
电力监控系统软件中的导航一般涉及使用图形用户界面(GUI)的物体的视觉识别和选择。为了找到感兴趣的信息，用户必须选择用于显示特定的数据类型(例如，实时数据查看器、警报查看器或者历史趋势数据查看器)的相关的电力系统软件功能模块；以及在视觉上在可用内容的列表中搜索，或者指定数据源、数据量以及将由选定的功能模块使用来生成期望的输出的其它查询信息。
发明内容
由于现代系统包含数百个监控点和数百种数据量类型，电力监控系统在被检测的点和被捕获的数据方面稳步增长。这种大的监控系统对使用需要选择特定的数据源和数据量的传统GUI方法进行导航提出挑战。而且，需要用户在选择感兴趣的内容之前选择特定的功能模块(和/或相关视图)的传统的方法使得组合从多个功能模块提取信息的复合视图变得很难。对电力监控系统所捕获的数据的兴趣也在增长，并且这类系统现在被期望服务于更多的用户观众。在过去，典型的系统已经可以支持少量的训练有素的用户，现在的典型系统服务于更多数量的，更多样化的受过很少或者根本没有培训的临时用户。这类用户有他们希望获得的信息(比如特定建筑物的能量成本)的判断力，但是往往缺少技术知识和培训来成功地驾驭监控系统以找到他们正寻找的东西。附图的简要说明在阅读了以下详细描述和参考附图时，本发明前述的和其它的优势将变得明显。
图1是由自然语言导航系统使用的主要组件的框图；图2是自然语言导航方法的流程图；图3是显示在视频显示器上的输入字段的图示，其示出在下拉框中显示的被建议的完整自然语言词组；图4是显示项从一个自然语言词组到一个或多个类别项的映射的框图；图5示出数据源、量以及选择标准类别的示例性类别项；以及图6是结果查看器的示例性用户界面显示，其示出了显示在视频显示器上的来自于呈现组件的输出。尽管本发明容许各种修改以及可选形式，具体实施方式
作为例子在附图中示出并且将在此被详细描述。然而应该理解，本发明并没有被规定为限于所公开的具体形式。相反，本发明将涵盖在落在由附加权利要求中定义的本发明的精神和范围中的所有的修改、 等同以及替换。
具体实施例方式自然语言导航系统通过合并用户输入的字母数字文本以通过电力监控系统引导信息的直接导航和显示来处理上述挑战。自动完成结合过去的用户提交的知识来提供为帮助用户找到他们正在寻找的信息而设计的查询建议。图1是由自然语言导航系统使用的主要组件的框图。输入104表示来自于用户的字母数字输入，其包括一个或多个项组成的自然语言词组(由字母数字字符例如字或缩写组成)。用户输入的自然语言词组可以是自然语言查询的形式，比如“建筑物A此刻的kW需求量是什么？ ”。可选地，自然语言词组可以仅仅包含用户寻找的信息的关键元素，比如“kW 需求量建筑物A现在”。当用户输入词组时，自动完成组件102可以可选地通过建议由已经输入的项以及可能的其它项组成的可能的完整词组来提供指导。用户可以选择由自动完成组件102提出的建议之一用于提交给解析组件106，或者可以继续输入自然语言词组，同时查看来自于自动完成组件102的被实时更新的建议。解析组件106接受提交的自然语言词组并且从词组中提取一个或多个项。虽然不是必须地，项通常由空格分隔。比如，“建筑物A”或者“九月2008”可以是一个项。解析组件106构建一个或多个正式的查询用于由处理器组件108通过将所提取的词组项映射到相应的类别项来检索，类别项提供确定要求的结构化查询元素所需要的上下文。每个类别项表示结构化查询的一个元素。作为一个例子，在自然语言词组中的项“kW需求量建筑物A现在”将“kW需求量” 映射到数据量类别，将“建筑物A”映射到数据源类别，以及将“现在”映射到数据操作动作或获取和显示实时数据所需要的选择标准。解析组件106向处理器部件108构建对来自于与建筑物A关联的监控设备的kW需要量测量的当前值的查询。处理器组件108又检索查询中被请求的信息并将查询结果提供到呈现组件110。应强调的是，自然语言词组可包括暗示或指示要执行的一个或多个数据操作动作的一个或多个项。作为一个例子，自然语言词组“kWh上个月建筑物A对建筑物B按sq. ft. 标准化”将会检索建筑物A和建筑物B在上个月的总的kWh消耗，并接着按平方英尺(以 sq. ft.表示)标准化那些值来显示效率的可比较的度量。在这个例子中，电力监控系统没有预先计算每座建筑物的每sq.ft.的kWh;相反地，它基于词组片段“按sq.ft.标准化”的被解析的意义在要求时执行这个计算。许多标准数据操作动作可在电力监控系统中被预先定义，如前所述，并可由自动完成组件102基于用户以前的自然语言词组提交而被建议。电力监控系统产生可被操作并显示给用户的各种数据类型(可互换地称作“数据的类型”)。数据类型可包括实时、历史趋势、警报、诊断、波形和电力质量数据。这些数据类型由在处理器组件108中的不同功能模块处理。实时数据类型的功能模块是实时数据模块，其处理表示正在被电力监控系统监控的一个或多个电特性的数据，当它们正在被电力监控系统中的监控点测量时。历史趋势数据类型的功能模块是历史趋势数据模块，其处理表示在预定的历史时间段内正在被电力加控系统监控的一个或多个电特性数据，当这些特性由在电力监控系统中的监控点测量时。警报数据类型的功能模块是警报模块，其处理指示由在电力监控系统的监测点测量的一个或多个电特性是否超过预先设定的报警阈值的一个或多个警报事件。诊断数据类型的功能模块是波形数据模块，其处理表示由在电力监控系统中的监测点测量的一个或多个电特性的波形捕获数据。电力质量数据类型的功能模块是电力质量事件模块，其从电力监控系统中的被请求的数据源中检索一系列电力质量事件数据。对这些数据类型执行的数据操作动作通常生成被操纵的数据，并可包括生成选定的数据集(例如找到最小、最大以及平均值)的统计汇总或者选择例如对特定的测量、数据源、和/或时间范围(例如，2008年9月)的数据集。数据操作动作也可包括执行一个或多个计算或者算术运算，例如求和以及按比例缩放(例如计算每平方英尺的能量消耗)。不是仅仅解释在被提交的项中的字，当解析部件106将被提交的项识别为指示数据操作动作时，解析组件106结合处理器组件108进一步通过执行或者实现操作在电力监控系统中的数据的动作而进行。换言之，在上述例子中，从物理或者虚拟的监控点请求的数据是kWh，且数据类型是实时的。项“按sq.ft.标准化”被解析组件106解释，以指示数据操作动作以一定方式操作kWh数据，在这里基于建筑物A和建筑物B的每个的已知平方英尺来按平方英尺标准化kWh消耗。操纵数据的另一种方式是将所请求的数据组织成数据的组或集合， 例如在2008年9月期间测量的所有数据量。因此，不是仅仅提供上一个月的建筑物A和建筑物B的kWh消耗，处理器组件108执行一系列计算来按平方英尺标准化其总的消耗，并且向呈现组件110提供被计算的标准化值作为被操作的数据。响应于接收到来自于解析组件106的一个或者多个查询，处理器组件108检索在一个或多个查询中被请求的信息，并产生被呈现组件110接收并且为用户组合成一个或多个结果的输出112的输出。每个结果以与所涉及的数据类型相关联的格式显示。结果可直接与用户提交的自然语言词组(包含例如用户请求的测量)相关，或者可显示与用户提交的自然语言词组相关的数据，如通过先前的用户提交和动作判断的。用户可点击结果的突出显示的标题以跳到更详细的视图。作为例子，响应于自然语言词组“kW需求量建筑物A”，解析组件106可产生对测量“kW需求量”可采用的所有数据类型的查询。来自于处理器组件108的输出可由呈现组件110组合成复合输出112，其包括建筑物A的kW需求量的当前(和更新)值以及在刚过去的几天内建筑物A的kW需求量的趋势。在跟踪几个用户的自然语言词组提交后，呈现组件110可输出用户经常搜索kW需求量和kWh测量的指示用于显示在视频显示器(未示出) 上，并且可在输出112中的“有关结果”部分中包括建筑物A的普及的或频繁使用的kWh测量结果。点击或者选择每个结果的高亮显示的标题将用户引导到具有更详细信息的视图。图2是自然语言导航方法的流程图200。用户提交以由一个或多个项组成的自然语言词组的形式的导航请求002)。项可指示感兴趣的内容，例如数据量(例如kWh)或者数据源(例如建筑物A)。项也可进一步指示数据操作动作，例如在日期范围内数据的选择 (例如2008年9月)，如上所述。解析组件106从被提交的自然语言词组提取单独的项(204)并且将这些项映射到类别项(206)。这两个块突出解析组件106的关键目的，其是将来自于用户的自然语言导航请求转换成处理器组件108所需要的结构化查询。一个或多个结构化查询由解析组件106生成并且被提交到处理器组件108 (208)。 处理器组件108处理接收到的查询并将输出提交到呈现组件110(210)。呈现组件110接收来自处理器组件108的输出，并且组织和格式化输出112来生成结果的汇总012)。汇总结果视图包括一些可以显示的元素，包括显示最后输入的自然语言词组以及一个或多个结果的输入字段。每个结果包括标题部分和数据部分，加亮的标题部分作为链接，并且数据部分用与所涉及的数据类型有关的格式。可以跟随加亮的标题链接到包含相关信息的详细视图。图3是显示在视频显示器上的输入字段302的示例性图示，其显示在输入框302 下在下拉框304中的被建议的完整的自然语言词组。当自然语言词组被输入时，在下拉框 304中的被建议的词组将包括词组项以及已经输入的部分项，以及另外的被建议的项。被建议的词组在用户将自然语言词组输入到输入字段302中时能够被自动完成组件102动态地更新。自动完成组件102保留过去的自然语言词组提交的记录，并且可以使用一个或多个以下的策略来生成被建议的自然语言词组■使用的频率被建议的项被添加到当前的部分词组以匹配按使用的频率排序的过去的自然语言词组提交。■按时间发生顺序被建议的项被添加到当前的部分词组以匹配以时间发生顺序 (或者反向时间发生顺序)显示的过去的自然语言词组提交。■字母顺序被建议的项被添加到当前的部分词组以匹配以字母顺序(或者反向字母顺序)显示的过去的自然语言词组提交。■相关联的提供的被建议的项与用户输入的当前部分词组中的项相关联。关联的项可以被预先定义(例如“与kWh关联的kW需求量”)或者通过跟踪过去的自然语言词组提交来确定。当生成被建议的词组时，自动完成组件102可访问电力监控系统的所有用户或者一些组的用户、或者单独的用户、或者其某种组合输入的过去的自然语言词组提交。当对正在被用户输入的自然语言词组中的明显完整的项没有准确的匹配时，模式匹配技术可被用于建议具有与明显完整的项的最强关联的项。例如，如果用户错误地开始输入“kWh建筑物 A”作为自然语言词组，但是以前使用过项“建筑物”，自动完成组件102可在被建议的词组的集合中包含被建议的项“建筑物”。对项的不同的文本颜色或者加重以及部分自然语言词组可被用于指示什么时候自然语言导航系统具有足够的信息来完成导航请求。所使用的颜色或者加重可指示当前输入的部分词组的“强度”；例如，映射到多个类别的项可以被考虑为比只映射到仅仅一个类别的项“更强”的匹配。更粗、更重的颜色(例如红色、黑色)可指示强烈匹配的输入，而减弱的、较浅的颜色(例如黄色、淡绿色)可指示较弱匹配的输入。用户可以明确地存储并标记选择自然语言词组作为书签，其可以被取消以及用于将来的电力监控系统导航。用户可以可选地将另外的元数据(例如注解以及标记)附加到书签中来帮助其组织以及检索。由上述“相关的”策略生成的自然语言词组建议可由自动完成组件102从其他自然语言词组建议单独分组，并且在视觉上被单独显示在下拉框304中。这样的相关的自然语言词组提供用于将用户带领到与他们可能不知道存在的导航请求有关的相关数据。在图3所示的例子中，用户已经将“kWh建筑物”输入到输入字段302中，且自动完成组件102已经产生并且在下拉框304中显示了一组被建议的词组，其包括用户已经输入的项。通过访问过去提交的数据库，自动完成组件102已经生成一组被建议的自然语言词组，包括用户可以接受并在提交前进一步构建的部分自然语言词组(例如“kWh建筑物A”)。 注意，最后两个被建议的自然语言词组包括通配符“ ％ ”，其可被用做自然语言词组中的一个或者多个字符的占位符。在图3所示的例子中，“建筑物％”项规定具有以“建筑物”开头的名字的所有数据源都应该被包括在导航请求中。通配符的使用在下面被更详细地讨论。下拉框304也在包括“kW需求量”测量的相关区域下包括两个被建议的自然语言词组。例如，对建筑物能量成本感兴趣以及搜索每月kWh值的用户也可看到包括对同一建筑物的每月最大kW需求量值的相关的词组建议。项从自然语言词组到一个或多个类别项的映射由图4中所示的框图示出。一般而言，自然语言词组项解析成被电力监控系统更容易理解的结构化查询由一个或多个相关类别所组织的查找表协助并与现代电力监控系统有关。在图4中，解析组件106被显示为参考四个不同的类别项■数据源类别404 这个类别项指一组表达式，其映射项和在电力监控系统中的相应的数据源之间的关系。数据源代表电力监控系统中的物理的或者虚拟的监控点，其测量或者检测一个或者多个电特性并产生指示被测量或者检测的电特性的数据。虚拟的监控点一般是电力监控系统中的软件模块，其例如通过从其他监控点添加或者减去数据来从电力监控系统中的其它物理监控点取得被监控的数据。量类别406 这个类别项指一组表达式，其映射项和在电力监控系统中由物理或者虚拟监控点测量的测量量之间的关系。数据类型类别408 这个类别项指一组表达式，其映射项和电力监控系统产生的数据类型之间的关系。选择标准类别410 这个类别项指一组表达式，其映射项和应该在结构化查询中使用的选择标准之间的关系，用于根据标准(在本例中，该标准是时间)选择数据的范围 (例如，现在，刚过去的七天)。解析组件106比较自然语言词组项和来自于上面的类别项的一个或多个类别项， 以建立对处理器组件108的一个或者多个结构化查询，其将会返回最佳地匹配由用户提交的自然语言词组的意图的结果。类别项可以是直接使用词组项(例如数据源类别404项， 如“建筑物A”)映射的名称或者标签，或者可以是映射到特定的自然语言词组(例如将项 “现在”映射到选择标准类别408项，其指导最新的读数的检索)的较复杂的表达式。图5示出数据源、量和选择标准类别的示例性类别项。使用这些示例性类别项，解析组件106可以将自然语言词组项映射到显示在输入自然语言词组和下面的表1中的一个或者多个类别项输入自然语言短语“kW需求量建筑物A趋势最后7天”表1 词组项到类别项映射
权利要求
1.一种解析自然语言词组以检索与电力监控系统关联的数据的方法，包括接收包括由字母数字字符组成的一个或者多个项的自然语言词组，所述项包括指示用于操作所述电力监控系统的数据的数据操作动作的至少一个项，所述数据具有数据类型，解析所述词组以提取所述一个或者多个项；将所述一个或者多个项的每一个映射到一个或者多个类别项，其中所述类别项包括数据量类别、数据源类别和选择标准类别，所述数据量类别指示代表由在所述电力监控系统中的监控点测量的一个或者多个电特性的数据的量，所述数据源类别指示由所述监控点测量的数据的源，以及所述选择标准类别指示将对所述监控点所测量的所述数据执行的所述数据操作动作；基于所述一个或者多个类别项构建结构化查询；响应于接收到所述结构化查询，从映射到所述数据源类别的数据源中检索数据，并且根据映射到所述选择标准类别的所述数据操作动作操作该数据以产生被操作的数据；至少格式化所述被操作的数据来供在视频显示器上呈现，以产生格式化的被操作的数据；以及在所述视频显示器上显示所述格式化的被操作的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据所述数据操作动作操作所述数据包括产生所述数据的统计汇总。
3.如权利要求2所述的方法，其中产生所述数据的所述统计汇总包括找出所述数据中的最小值、最大值或者平均值。
4.如权利要求1所述的方法，其中根据所述数据操作动作操作所述数据包括按时间范围将所述数据组织成数据集。
5.如权利要求1所述的方法，其中根据所述数据操作动作操作所述数据包括对所述数据执行计算。
6.如权利要求1所述的方法，还包括当所述词组正在被输入时基于至少一个标准自动地建议至少一个被建议的项。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个标准是已经被输入的过去的项的使用的频率。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个标准是已经被输入的过去的项的时间发生顺序。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个标准是已经被输入的过去的项的字母顺序。
10.如权利要求6所述的方法，其中所述至少一个标准是正在被输入的项和已经被输入的过去的项之间的关联度。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个被建议的项是多个被建议的项，所述方法还包括通过以指示相应的关联强度的相应颜色显示所述多个被建议的项中的每一个来指示所述关联度的强度。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括实时数据模块，当所述一个或者多个电特性正由在所述电力监控系统中的所述监控点测量时，所述实时数据模块实时地处理代表所述一个或者多个电特性的数据。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括历史趋势数据模块，所述历史趋势数据模块处理代表在预定的历史时间段内的所述一个或者多个电特性的数据，在预定的历史时间段内，所述一个或者多个电特性由在所述电力监控系统中的所述监控点进行测量。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括警报模块，所述警报模块处理一个或者多个警报事件，该一个或者多个警报事件指示由在所述电力监控系统中的所述监控点测量的所述至少一个或者多个电特性是否超过预定的警报阈值。
15.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括波形数据模块，所述波形数据模块处理代表由在所述电力监控系统中的所述监控点测量的一个或者多个电特性的波形捕获数据。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括诊断模块，所述诊断模块处理指示用于分析由在所述电力监控系统中的一个或者多个电力监控设备测量的数据的诊断标准的信息。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述一个或者多个功能模块包括电力质量事件模块，所述电力质量事件模块从所述电力监控系统中的所请求的数据源中检索一系列电力质量事件数据。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个或者多个电特性包括电压、电流、谐波幅值、功率因子、无功功率、伏特-安培、频率、电力需求量或者能量需求量。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述监控点是所述电力监控系统中的物理监控设备或者虚拟监控点，其中所述虚拟监控点从所述电力监控系统中的其他监控点获得所监控的数据。
20.一种用于解析自然语言词组以检索与电力监控系统关联的数据的系统，包括输入部，其接收自然语言词组，所述自然语言词组包括由字母数字字符组成的一个或者多个项，所述项包括指示用于操作所述电力监控系统的数据的数据操作动作的至少一个项，所述数据具有数据类型；解析组件，其解析所述词组以提取所述一个或者多个项，将所述一个或者多个项的每一个映射到一个或者多个类别项，其中所述类别项包括数据量类别、数据源类别和选择标准类别，所述数据量类别指示代表由在所述电力监控系统中的监控点测量的一个或者多个电特性的数据的量，所述数据源类别指示由所述监控点测量的数据的源，以及所述选择标准类别指示将对所述监控点所测量的数据执行的所述数据操作动作，以及基于所述一个或者多个类别项构建结构化查询；处理器组件，其响应于接收到所述结构化查询，从映射到所述数据源类别的数据源检索数据，并且根据映射到所述选择标准类别的所述数据操作动作操作所述数据以产生被操作的数据；呈现组件，其格式化所述被操作的数据来供在视频显示器上呈现，以产生格式化的被操作的数据，以及输出部，其在所述视频显示器上显示所述格式化的被操作的数据。
全文摘要
公开了一种解析自然语言词组以检索与电力监控系统关联的数据的方法。输入接收包括项的自然语言词组，其中所述项中的一个指示用于操作电力监控系统的数据的数据操作动作。解析组件解析词组以提取项并将那些项映射到相应的类别项。解析组件基于类别项构建结构化查询，并且将查询提供到从被提交的词组中指定的数据源中检索数据的处理器组件。处理器组件也根据数据操作动作操作数据。来自处理器组件的输出被提供到呈现组件，呈现组件格式化被处理的数据用于呈现在视频显示器上，并且格式化的被操作的数据显示在视频显示器上。
文档编号G06F17/27GK102549567SQ201080042767
公开日2012年7月4日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月29日
发明者托马斯·斯图尔特·史蒂文森, 杰弗里·韦恩·约翰逊, 格雷戈里·艾伦·汤普森, 特丽萨·克日瓦内克·沃尔 申请人:施耐德电气美国股份有限公司