基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法及装置与流程

本发明涉及电网通信技术领域，具体涉及一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法及装置。

背景技术：

电网中的信息通信资产设备的主要功能是实现电网高性能控制和自动化管理。随着智能电网技术的发展，大量新型电力设备投入使用，例如分布式能源，智能变电站，电动车充电站。这样的发展趋势给电力信息通信资产管理带来了严峻的挑战，首先，在电力系统中管理这类电气设备十分必要，因此需要安装部署更多的服务器、交换机和其他通信设备。如何管理日益增长的电网设备成为一个亟待解决的问题。传统的关系型数据库并不能满足此类发展需求。传统的关系数据库管理技术，在存储规模、查询效率、可扩展性和海量数据管理等诸多方面都遇到了严重的技术瓶颈。

技术实现要素：

本发明实施例的主要目的在于提供一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法及装置，以克服现有技术中无法有效处理电网系统中海量数据管理等问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，所述的建模方法包括：获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据所述属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点；根据各所述电力信息通信设备间的连接关系建立连接各所述电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据所述电力信息通信设备与所述电网信息系统的从属关系建立连接所述电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构；根据所述电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立所述电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

在一实施例中，上述的电力信息通信设备包括：服务器、存储设备及网络设备；各所述电力信息通信设备间的连接关系包括：所述服务服务器与网络设备的连接关系、各所述网络设备间的连接关系、所述存储设备与网络设备间的连接关系以及各所述存储设备件的连接关系；所述电网信息系统与从属于所述电网信息系统的服务器、存储设备及网络设备分别连接。

在一实施例中，上述的建模方法还包括：根据各所述电力信息通信设备间或各所述电网通信系统间的业务数据关系建立第三边结构；将所述第三边结构加入至所述的图数据模型中。

在一实施例中，上述的电力信息通信设备的属性信息包括：设备id、子类别、设备型号及设备位置；所述电网信息系统的属性信息包括：系统编号、系统名称及系统描述信息。

在一实施例中，上述的建模方法还包括：定义所述第一边结构、第二边结构及第三边结构的属性信息，所述第一边结构、第二边结构及第三边结构的属性信息至少包括：边的编号、设备名称、系统名称、是否有向、边的类型。

本发明实施例还提供一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置，所述的建模装置包括：节点建立单元，用于获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据所述属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点；边结构建立单元，用于根据各所述电力信息通信设备间的连接关系建立连接各所述电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据所述电力信息通信设备与所述电网信息系统的从属关系建立连接所述电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构；图数据模型建立单元，用于根据所述电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立所述电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

在一实施例中，上述的电力信息通信设备包括：服务器、存储设备及网络设备；各所述电力信息通信设备间的连接关系包括：所述服务服务器与网络设备的连接关系、各所述网络设备间的连接关系、所述存储设备与网络设备间的连接关系以及各所述存储设备件的连接关系；所述电网信息系统与从属于所述电网信息系统的服务器、存储设备及网络设备分别连接。

在一实施例中，上述的边结构建立单元还用于：根据各所述电力信息通信设备间或各所述电网通信系统间的业务数据关系建立第三边结构；将所述第三边结构加入至所述的图数据模型中。

在一实施例中，上述的电力信息通信设备的属性信息包括：设备id、子类别、设备型号及设备位置；所述电网信息系统的属性信息包括：系统编号、系统名称及系统描述信息。

在一实施例中，上述的建模装置还包括：边属性定义单元，用于定义所述第一边结构、第二边结构及第三边结构的属性信息，所述第一边结构、第二边结构及第三边结构的属性信息至少包括：边的编号、设备名称、系统名称、是否有向、边的类型。

本发明实施例的有益效果在于，可建立电力信息通信网络拓扑图以及设备系统关联拓扑图，更好地支撑设备资产监控和故障分析功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例2中基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置的一个具体示例的原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“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”、“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。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，如图1所示，该建模方法主要包括如下步骤：

步骤s101：获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点；

步骤s102：根据各电力信息通信设备间的连接关系建立连接各电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系建立连接电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构；

步骤s103：根据电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

通过上述的步骤s101至步骤s103，本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，建立电力信息通信网络拓扑图以及设备系统关联拓扑图，更好地支撑设备资产监控和故障分析功能。

以下结合具体示例，对本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信设备建模方法做进一步说明。

上述的步骤s101，获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点。

本发明实施例的建模方法，是基于图数据库开展的。因此，电力信息通信系统建模过程中的所有设备和设备间的关联关系都可通过图模型进行表示。

在本发明实施例中，是针对电力信息通信系统中的电力信息通信设备及电网信息系统构建节点。具体地，首先要获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，然后结合电力信息通信设备的属性信息建立电力信息通信设备节点，并结合电网信息系统的属性信息建立电网信息系统节点。

在一实施例中，在电力信息通信系统中，主要包含三类物理设备：服务器、存储设备及网络设备。其中，服务器包含多种类型的服务器，如应用服务器(app)、数据服务器(data)、接口服务器(port)、地图服务器(map)、代理服务器(agent)和f5负载平衡设备(f5)等。存储设备与其中的数据服务器相连，而网络设备在电力信息通信系统建模中，主要是指交换机。但本发明并不以此为限。

并且，根据上述不同类型的物理设备对应建立的是不同的节点：服务器节点、存储设备节点及网络设备节点。对于不同类型的节点，其包含了不同的属性信息，节点对应的属性信息如表1及表2所示。

表1

表2

由上述表格可以看出，设备id、子类别、设备型号和设备位置是通用属性。也就是说，任何类别的节点都至少具有这四个属性。而服务器设备和存储设备的ip地址和网络设备(交换机)的接口是一一对应的。值得注意的是一个节点可能有超过一个ip地址或超过一个接口。

操作系统、硬件配置和集群方式是服务器设备的特有属性。操作系统可以为任意版本的windows或linux；硬件配置主要记载了服务器的cpu核心、主频和内存大小；集群方式是指一个服务器集群的拓扑关系(如f5或rac)，同一个集群中的所有服务器的集群方式属性是相同的。

一般而言，一个服务器只能归属于一个电网信息系统。在一实施例中，电网信息系统包括国家电网公司信息运维综合监管系统(ims)，国家电网公司生产管理信息系统(pms)和国家电网公司地理信息系统(gis)等。

对于电网信息系统，其属性信息主要包括：系统编号，系统名称，系统描述信息等。

需要说明的是，上述的属性信息及电网信息系统类型等均为举例说明，而并非用以显示本发明。

上述的步骤s102，根据各电力信息通信设备间的连接关系建立连接各电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系建立连接电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构。

其中，第一边结构是对应于电力信息通信设备间的连接关系。在电力信息通信系统建模中，使用双向边对设备间的连接关系进行建模，每一条边对应一根光缆。边两端的可以连接的设备类型如表3所示。

表3

第二边结构是对应于电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系。在电力信息通信系统建模中，电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系即表示电力信息通信设备是否从属于该电网信息系统。对于从属于该电网信息系统的物理设备(服务器、存储设备及网络设备)，该电网信息系统与服务器、存储设备及网络设备分别连接。

上述的步骤s103，根据电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

经过上述的步骤s101及步骤s102建立了电力信息通信系统中的节点及相应的边结构后，根据该节点与边结构建立电力信息通信系统的图数据模型。

通过本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，利用图数据中的节点、边、属性的概念去描述电力信息通信系统中的连接关系。其中，节点对应具体的物理设备(如网络设备，服务器，存储设备)以及虚拟的电网信息系统(电网地理信息系统，gis)等。边对应设备之间的物理连接关系，如某台服务器连接某个网络设备，边也用以表示设备和电网信息系统的归属关系，例如某台服务器属于电网gis系统。属性既可以描述点的特征，如设备的版本型号，电网系统的名称等，也可以描述边的特征，如边的类型是物理连接边还是系统归属边。实现了设备和系统之间关联关系的灵活存储、增删、修改以及不同类型连接关系的建模将极大提升电力信息通信设备管理中连接关系的管理效率和便捷性，并且支撑基于关联关系的拓扑分析，电力信息通信设备的拓扑分析。

在一实施例中，本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，还包含有一建立业务联系结构的步骤。

具体地，是根据电力信息通信设备之间或电网信息系统之间的业务数据关系，建立第三边结构，并将该第三边结构加入到图数据模型中，该第三边结构可称为业务逻辑边，以体现电力信息通信设备之间或电网信息系统之间的业务联系。

在一实施例中，对于上述过程中所建立的第一边结构、第二边结构及第三边结构，可定义其属性信息。其中，设备连接边数据结构(第一边结构)的属性信息包括：边的编号，设备1名称，设备2名称，是否有向，边的属性。设备从属边数据结构(第二边结构)的属性信息包括：边的编号，设备名称，系统名称，是否有向，边的属性。系统业务逻辑边数据结构(第三边结构)的属性信息包括：边的编号，系统1名称，系统2名称，是否有向，边的属性。也就是说，对于上述过程中所建立的第一边结构、第二边结构及第三边结构，其属性信息至少包括边的编号、设备名称、系统名称、是否有向、边的类型等，具体还可根据边的不同而进行调整。

本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模方法，还可实现设备间或系统间的业务关系的描述，通过此类关系的表征，可通过具体的拓扑关系的分析来确定系统故障的影响范围等。

实施例2

本发明实施例提供一种基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置1，如图2所示，该建模装置1主要包括：节点建立单元11、边结构建立单元12及图数据模型建立单元13。

其中，节点建立单元11用于获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点；边结构建立单元12用于根据各电力信息通信设备间的连接关系建立连接各电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系建立连接电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构；图数据模型建立单元13用于根据电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

通过上述各个组成部分间的协同工作，本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置1，能够建立电力信息通信网络拓扑图以及设备系统关联拓扑图，更好地支撑设备资产监控和故障分析功能。

以下结合具体示例，对本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信设备建模装置1中的各个组成部分及其功能做进一步说明。

上述的节点建立单元11，用于获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，根据属性信息分别建立电力信息通信设备节点及电网信息系统节点。

本发明实施例的建模装置1所实现的建模过程，是基于图数据库开展的。因此，电力信息通信系统建模过程中的所有设备和设备间的关联关系都可通过图模型进行表示。

在本发明实施例中，是针对电力信息通信系统中的电力信息通信设备及电网信息系统构建节点。具体地，首先要获取电力信息通信设备及电网信息系统的属性信息，然后结合电力信息通信设备的属性信息建立电力信息通信设备节点，并结合电网信息系统的属性信息建立电网信息系统节点。

在一实施例中，在电力信息通信系统中，主要包含三类物理设备：服务器、存储设备及网络设备。其中，服务器包含多种类型的服务器，如应用服务器(app)、数据服务器(data)、接口服务器(port)、地图服务器(map)、代理服务器(agent)和f5负载平衡设备(f5)等。存储设备与其中的数据服务器相连，而网络设备在电力信息通信系统建模中，主要是指交换机。但本发明并不以此为限。

并且，根据上述不同类型的物理设备对应建立的是不同的节点：服务器节点、存储设备节点及网络设备节点。对于不同类型的节点，其包含了不同的属性信息，节点对应的属性信息如表1及表2所示。

由表1及表2可以看出，设备id、子类别、设备型号和设备位置是通用属性。也就是说，任何类别的节点都至少具有这四个属性。而服务器设备和存储设备的ip地址和网络设备(交换机)的接口是一一对应的。值得注意的是一个节点可能有超过一个ip地址或超过一个接口。

操作系统、硬件配置和集群方式是服务器设备的特有属性。操作系统可以为任意版本的windows或linux；硬件配置主要记载了服务器的cpu核心、主频和内存大小；集群方式是指一个服务器集群的拓扑关系(如f5或rac)，同一个集群中的所有服务器的集群方式属性是相同的。

一般而言，一个服务器只能归属于一个电网信息系统。在一实施例中，电网信息系统包括国家电网公司信息运维综合监管系统(ims)，国家电网公司生产管理信息系统(pms)和国家电网公司地理信息系统(gis)等。

对于电网信息系统，其属性信息主要包括：系统编号，系统名称，系统描述信息等。

需要说明的是，上述的属性信息及电网信息系统类型等均为举例说明，而并非用以显示本发明。

上述的边结构建立单元12，用于根据各电力信息通信设备间的连接关系建立连接各电力信息通信设备节点的第一边结构，并根据电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系建立连接电力信息通信设备节点及电网信息系统节点的第二边结构。

其中，第一边结构是对应于电力信息通信设备间的连接关系。在电力信息通信系统建模中，使用双向边对设备间的连接关系进行建模，每一条边对应一根光缆。边两端的可以连接的设备类型如表3所示。

第二边结构是对应于电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系。在电力信息通信系统建模中，电力信息通信设备与电网信息系统的从属关系即表示电力信息通信设备是否从属于该电网信息系统。对于从属于该电网信息系统的物理设备(服务器、存储设备及网络设备)，该电网信息系统与服务器、存储设备及网络设备分别连接。

上述的图数据模型建立单元13，用于根据电力信息通信设备节点、电网信息系统节点、第一边结构及第二边结构建立电力通信设备与电网信息系统的图数据模型。

经过上述的节点建立单元11及边结构建立单元12分别建立了电力信息通信系统中的节点及相应的边结构后，即可通过图数据模型建立单元13，根据该节点与边结构建立电力信息通信系统的图数据模型。

通过本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置1，利用图数据中的节点、边、属性的概念去描述电力信息通信系统中的连接关系。其中，节点对应具体的物理设备(如网络设备，服务器，存储设备)以及虚拟的电网信息系统(电网地理信息系统，gis)等。边对应设备之间的物理连接关系，如某台服务器连接某个网络设备，边也用以表示设备和电网信息系统的归属关系，例如某台服务器属于电网gis系统。属性既可以描述点的特征，如设备的版本型号，电网系统的名称等，也可以描述边的特征，如边的类型是物理连接边还是系统归属边。实现了设备和系统之间关联关系的灵活存储、增删、修改以及不同类型连接关系的建模将极大提升电力信息通信设备管理中连接关系的管理效率和便捷性，并且支撑基于关联关系的拓扑分析，电力信息通信设备的拓扑分析。

在一实施例中，本发明实施例的边结构建立单元12，还用于执行一建立业务联系结构的步骤。

具体地，边结构建立单元12是根据电力信息通信设备之间或电网信息系统之间的业务数据关系，建立第三边结构，并将该第三边结构加入到图数据模型中，该第三边结构可称为业务逻辑边，以体现电力信息通信设备之间或电网信息系统之间的业务联系。

在一实施例中，对于上述过程中所建立的第一边结构、第二边结构及第三边结构，可定义其属性信息。其中，设备连接边数据结构(第一边结构)的属性信息包括：边的编号，设备1名称，设备2名称，是否有向，边的属性。设备从属边数据结构(第二边结构)的属性信息包括：边的编号，设备名称，系统名称，是否有向，边的属性。系统业务逻辑边数据结构(第三边结构)的属性信息包括：边的编号，系统1名称，系统2名称，是否有向，边的属性。也就是说，对于上述过程中所建立的第一边结构、第二边结构及第三边结构，其属性信息至少包括边的编号、设备名称、系统名称、是否有向、边的类型等，具体还可根据边的不同而进行调整。

本发明实施例的基于图数据库的电力信息通信系统的建模装置1，还可实现设备间或系统间的业务关系的描述，通过此类关系的表征，可通过具体的拓扑关系的分析来确定系统故障的影响范围等。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。