一种基于IED信息和共同关键词检查的目标设备对匹配方法与流程

本发明涉及智能变电站的设计、调试领域，具体涉及一种基于ied和共同关键词检查的目标设备对匹配方法。

背景技术：

国内各电力设计院以虚端子表或scd(变电站配置描述文件substationconfigurationdescription)来设计智能变电站中各装置之间的输入、输出信号联系，从而给出各设备之间的虚连接；目前各电力设计院设计人员利用由厂家icd(ied能力描述文件iedcapabilitydescription)文件导出的设备虚端子源头表，针对待设计的接收ied(智能电子设备intelligentelectronicdevice)和发送ied，通过手动复制，在虚端子表excel文件中设计各设备的各条虚连接，这样的做法较为繁琐，没有智能性，可能出现复制错误情况。

例如(马凯,黄曙,侯艾君,等.智能变电站二次系统典型设计智能辅助方案研究[j].广东电力，2014,27(3)：40-43)以间隔标准化和装置间隔标准化为基础，建立典型间隔知识库，采用虚端子模糊匹配进行工程设计，提高了二次系统典型设计的效率；(刘明忠；郑永康；童晓阳；庄先涛；蔡骥然；李保恩；田力智；孟雷；姜振超；丁宣文；陈迟；陈沧杨；张云华；徐双凯；张敏；魏博渊；何志鹏；向红吉。一种基于多scd模板的虚端子表自动生成方法[p].cn201510169738.5，2015-4-13)根据由已有scd处理得到的多个scd模板文件，采用待设计关联对设备编码去匹配历史scd数据库中各ied的关联对，但是由于设计人员给出的待设计关联对设备编码不一定准确，所以匹配到的历史关联对并不理想；(庄先涛.智能变电站虚端子设计关键技术的研究与开发[d],西南交通大学硕士论文，2015)虽然考虑了采用数据库来存放历史scd的模板虚连接，主要采取设备编码和字符串的模糊匹配方法来查找目标关联对，但是当设备编码不准确或者还没有给出时，这种做法可能会造成查找的目标关联对不准确或者查不到；(黄志高，李妍，李腾，赵雪霖，李鹏，顾俊捷，智能变电站scd文件虚回路自动生成技术的设计和实现，电力系统保护与控制，2017,45(17):106-111)ied设备的匹配主要通过ied的描述关键字desckey和iedname关键字进行匹配。描述关键字通过正则表达式来反应描述的匹配模式，其不足是必须事先为每个设备准备一组描述关键字desckey，并且需要ied名称iedname同时匹配，这样当某变电站的ied数量很多时，为各设备准备一组描述关键字的工作量很大，并且此时待设计接收ied和发送ied可能还没有iedname，不能进行iedname的匹配。

现有方法没有充分利用历史scd中相似设备关联对(由一个接收ied和一个发送ied组成的关联对)及其虚连接，虽然有的方法中利用了历史关联对，但是没有能够为历史当前待设计的接收ied和发送ied在历史关联对中准确匹配出目标关联对，存在找到的目标关联对不准确、效率低、易出错等问题。

技术实现要素：

本发明提供一种提高目标关联对匹配和查找准确性的基于ied和共同关键词检查的目标设备对匹配方法。

本发明采用的技术方案是：一种基于ied信息和共同关键词检查的目标设备对匹配方法，包括以下步骤：

步骤1：解析历史scd文件中各ied节点，得到各ied节点的基本信息及其拥有的关联对，构造历史scd数据库中包含每个设备历史关联对的历史关联对表；一个历史关联对为由一个接收ied和一个发送ied的基本信息组成的关联信息；

步骤2：针对当前待设计的接收ied、发送ied，解析它们对应的icd文件中ied节点，得到ied节点的各基本信息，以接收ied、发送ied的基本信息作为查询历史关联对表的查询条件；

步骤3：根据步骤2得到的查询条件，查询步骤1得到的历史关联对表中是否存在满足条件的历史关联对，若仅有一个历史关联对，则将其作为目标设备对，存入匹配历史关联对集合，退出；否则，转入下一步；

步骤4：若没有查询到历史关联对，则不指定查询条件，对历史关联对表重新进行查询；若查询到不止一个历史关联对，则遍历所有查询到的历史关联对，依次进行共同关键词检查，如果检查结果为“通过共同关键词检查”，则转入下一步；否则，处理下一个历史关联对；

步骤5：对于通过了共同关键词检查的历史关联对，采用字符串匹配算法rkr-gst，分别获取历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述、历史关联对中的历史发送设备描述和当前待设计发送设备描述之间的相似度rece_match、send_match；若rece_match、send_match均大于相似度阈值，则将当前历史关联对放入匹配历史关联对集合；然后处理下一个历史关联对；

步骤6：匹配历史关联对集合中的各历史关联对即为当前待设计的接收ied和发送ied的最终目标设备对；

进一步的，所述步骤4中针对一个历史关联对的共同关键词检查过程如下：

s1：构造一个通用的共同关键词集合，其中至少一个关键词带有限制词；

s2：构造临时关键词数组；

s3：对于这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述，或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述，针对通用的共同关键词集合中每个关键词，若当前关键词没有限制词，则检查这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述、或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述是否同时包含该关键词；若是，则将该关键词加入临时关键词数组；然后转入下一个关键词；

若当前关键词有限制词，则检查这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述、或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述是否同时包含该关键词，是否同时都不包含限制词；若均满足，则将该关键词加入临时关键词数组；然后转入下一个关键词；

s4：遍历通用的共同关键词集合中所有关键词后，确定临时关键词数组的元素个数是否大于设定阈值，若是，就说明这个历史关联对中的历史接收设备描述通过了共同关键词检查，则转入步骤s5，否则给出“未通过共同关键词检查”的检查结果，并返回；

s5：按照步骤s2-s4，对这个历史关联对中的历史发送设备描述和当前待设计发送设备描述进行共同关键词检查，如果临时关键词数组的元素个数大于设定阈值，就说明这个历史关联对中的历史发送设备描述通过了共同关键词检查，返回“通过共同关键词检查”的检查结果，否则，返回“未通过共同关键词检查”的检查结果；

进一步的，所述步骤1中的ied节点信息包括设备描述、设备类型、制造商、版本号；

进一步的，所述步骤2中查询条件，为当前待设计接收ied的接收设备类型、接收设备制造商、接收设备版本号、当前待设计发送ied的发送设备类型、发送设备制造商、发送设备版本号；

进一步的，所述步骤2中的ied节点信息包括每个ied的基本信息、其拥有的各关联对、每个关联对拥有的虚连接集。

本发明的有益效果是：

(1)本发明在历史关联对中先查找同型号的设备，匹配成功的可能性最大；

(2)本发明匹配过程中若没有找到同型号设备或找到多个同型号设备，再扩大查找历史关联对的范围，通过带有限制词的共同关键词，分别对历史关联对中的历史接收设备描述和历史发送设备描述进行检查，以找到设备描述尽可能准确匹配的目标关联对，并且采用字符串匹配算法进行匹配以找到更准确的目标设备对；

(3)本发明通过目标关联对准确匹配方法，提高了目标关联对匹配的准确性。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种基于ied信息和共同关键词检查的目标设备对匹配方法，包括以下步骤：

步骤1：解析历史scd文件中各ied节点，得到各ied节点的基本信息及其拥有的关联对，构造历史scd数据库中包含每个设备历史关联对的历史关联对表；一个历史关联对为由一个接收ied和一个发送ied的基本信息组成的关联信息；

对于各历史scd文件，分别解析其中各ied节点，得到每个ied的基本信息(包括设备名name、设备描述desc、设备类型type、制造商manufacturer、设备版本号configversion)、其拥有的各关联对，构造历史scd数据库，构造数据库中的历史关联对表t_relatedpair，它包括发送设备描述、发送设备类型、发送设备制造商、发送设备版本号、接收设备描述、接收设备类型、接收设备制造商、接收设备版本号、scd编号等，存储各scd中每个设备的关联对，作为后续目标关联对准确匹配与查找的数据源头。

步骤2：针对当前待设计的接收ied、发送ied，解析它们对应的icd文件中ied节点，得到ied节点的各基本信息，以接收ied、发送ied的基本信息作为查询历史关联对表的查询条件；

首先针对当前待设计的接收ied、发送ied，分别从相应icd文件解析其中的ied节点，例如ied节点为<iedname＝"template"desc＝"line_protection_device"type＝"udl531"manufacturer＝"思源"configversion＝"1.00">，获得接收ied和发送ied的设备描述desc、设备类型type、制造商manufacturer、版本号configversion信息；构造待设计ied的数据结构iedinfo_d，存放待设计ied的设备描述ieddesc、设备类型type、设备制造商manufacturer、设备版本号configversion；

然后，分别根据其数据结构iedinfo_d得到相应的接收设备描述d_rece_desc、接收设备类型d_rece_type、接收设备制造商d_rece_manufacturer、接收设备版本号d_rece_configversion、发送设备描述d_send_desc、发送设备类型d_send_type、发送设备制造商d_send_manufacturer、发送设备版本号d_send_configversion；以d_rece_type、d_rece_manufacturer、d_rece_configversion、d_send_type、d_send_manufacturer、d_send_configversion作为查询条件；

步骤3：根据步骤2得到的查询条件，查询步骤1得到的历史关联对表中是否存在满足条件的历史关联对，若仅有一个历史关联对，则将其作为目标设备对，存入匹配历史关联对集合，退出；否则，转入下一步；

步骤4：若没有查询到历史关联对，则不指定查询条件，对历史关联对表重新进行查询；若查询到不止一个历史关联对，则遍历所有查询到的历史关联对，依次进行共同关键词检查，如果检查结果为“通过共同关键词检查”，则转入下一步；否则，处理下一个历史关联对；

如果没有查询到一对历史关联对，则对历史关联对表重新查询历史关联对，此时不指定查询条件；

对查询到的各历史关联对，依次进行共同关键词检查，获得相应的检查结果；

先将当前历史关联对中的历史接收设备描述h_rece_desc与当前待设计接收ied的设备描述d_rece_desc，进行共同关键词检查：

s1：构造一个通用的共同关键词集合，其中至少一个关键词带有限制词；

事先构造一个通用的共同关键词集合，比如包含母线、母联、线！母线、主变、保护测控、保护！保护测控、测控！保护测控、保测、智能终端、合并单元、110、220、500、35、10！110、1#、2#、a套、b套等关键词，其中部分关键词带有限制词，比如关键词“线！母线”表示当前关键词“线”带有限制词“母线”，关键词与限制词之间用！隔开；

s2：构造临时关键词数组；

s3：对于这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述，或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述，针对通用的共同关键词集合中每个关键词，若当前关键词没有限制词，则检查这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述、或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述是否同时包含该关键词；若是，则将该关键词加入临时关键词数组；然后转入下一个关键词；

若当前关键词有限制词，则检查这个历史关联对中的历史接收设备描述和当前待设计接收设备描述、或者历史关联对中的历史发送设备描述和当前待发送设备描述是否同时包含该关键词，是否同时都不包含限制词；若均满足，则将该关键词加入临时关键词数组；然后转入下一个关键词；

如果当前关键词有限制词，检查当前关键词是否被h_rece_desc和d_rece_desc同时包含，检查h_rece_desc和d_rece_desc同时都不包含限制词，如果这两点都满足，就将该共同关键词加入到临时关键词数组；否则，处理下一个关键词；

例如对于关键词“线！母线”，“线”被h_rece_desc“110kv大石线保护”、d_rece_desc“110kv母线保护”同时包含，但是h_rece_desc不包含限制词“母线”，而d_rece_desc包含限制词“母线”，即h_rece_desc和d_rece_desc不满足同时都不包含限制词，则关键词“线”不能加入到临时关键词数组；

s4：遍历通用的共同关键词集合中所有关键词后，确定临时关键词数组的元素个数是否大于设定阈值(阈值为3)，若是，就说明这个历史关联对中的历史发送设备描述通过了共同关键词检查，则转入步骤s5，否则给出“未通过共同关键词检查”的检查结果，并返回；

例如，历史接收设备描述h_rece_desc“110kv大石线保护”和当前待设计接收ied的设备描述d_rece_desc“110kv母线保护”的临时关键词数组的元素个数是2，小于设定阈值，说明当前历史关联对没有通过共同关键词检查；

又例如，历史接收设备描述h_rece_desc为“110kv大石线保护”、当前待设计接收ied的设备描述d_rece_desc为“110kv和平线保护”，则临时关键词数组的元素个数为3，它们通过了关键词检查；

s5：按照步骤s2-s4，对这个历史关联对中的历史发送设备描述和当前待设计发送设备描述进行共同关键词检查，如果临时关键词数组的元素个数大于设定阈值，就说明这个历史关联对中的历史发送设备描述通过了共同关键词检查，返回“通过共同关键词检查”的检查结果，否则，返回“未通过共同关键词检查”的检查结果；

同理，将当前历史关联对中的历史发送ied的设备描述h_send_desc与当前待设计发送ied的设备描述d_send_desc进行类似的共同关键词检查处理，如果h_send_desc和d_send_desc通过了共同关键词检查处理，返回“通过共同关键词检查”的检查结果，否则，返回“未通过共同关键词检查”的检查结果；

步骤5：对于通过了共同关键词检查的历史关联对，采用字符串匹配算法rkr-gst，分别获取历史接收设备描述和当前接收设备描述、历史发送设备描述和当前发送设备描述之间的相似度rece_match、send_match；若rece_match、send_match均大于相似度阈值，则将当前历史关联对放入匹配历史关联对集合；

例如，历史接收设备描述h_rece_desc为“110kv大石线保护”、当前待设计接收ied的设备描述d_rece_desc为“110kv和平线保护”，它们之间的相似度rece_match为0.8；

若rece_match、send_match同时都大于相似度阈值0.65，则判定当前历史关联对于当前待设计的接收ied、发送ied的设备描述都是比较匹配的，就将当前历史关联对放入到“匹配历史关联对集合”；

然后处理下一历史关联对，处理方法如上，直到处理完所有历史关联对；

步骤6：匹配历史关联对集合中的各历史关联对即为当前待设计的接收ied和发送ied的最终目标设备对。

本发明针对待接收ied、发送ied，从相应icd文件解析获得它们的设备描述、设备类型、制造商、设备版本号，通过对已有各历史scd文件解析各ied，形成历史关联对，存入历史数据库；针对待设计接收ied、发送ied，先以接收ied、发送ied的基本信息作为查询历史关联对表的查询条件，查询满足查询条件的历史关联对，这样成功匹配到同厂家、同设备、同型号的可能性最大；如果没有找到同厂家同型号设备或者找到多个同厂家同型号设备，再扩大范围查找历史关联对；事先构造通用的共同关键词集合，其中部分关键词带有限制词；分别将查询的某历史关联对中的接收(发送)设备描述与当前待设计的接收(发送)ied的设备描述进行共同关键词检查处理，通过了共同关键词检查后，再通过字符串匹配算法rkr-gst查找设备描述匹配度高的目标关联对，匹配出多个更准确的目标设备对。本方法解决了虚端子设计中查找历史数据库中目标关联对不准确、效率不高的技术问题，提高了其智能性和效率。