外文翻译--设计实现电网知识的可视化
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中文3000字,1690单词，9600英文字符 毕业设计(论文)外文资料翻译
学 院： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 姓 名： 学 号： 外文出处 Knowledge Acquisition and Modeling, 2009. KAM'09.
Second International Symposium on. IEEE, 2009, 1: 442-445. 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。
指导教师评语：
签名： 年 月 日
(用外文写) - 1 -
附件1：外文资料翻译译文 设计实现电网知识的可视化 Zhaoyang Qu, Junzhou Liu 摘要：正确高效率的电网工作状态是电力系统运行稳定性的保障。如今，电网知识
学习方式不直观，不生动，且效率不高。本文提出了电网知识可视化的概念，使用基于PFCM（概率模糊认知地图）电网可视化技术，设计了电网知识的可视化平台。在VR（虚拟现实）技术的基础上，以图形模式的方法来展示知识，可以很容易理解和分析。 关键词：知识可视化;电网运行状态显示; PFCM，虚拟现实;SOA 1．引言 电网的数据和运行条件信息是复杂和实时的。如何展示使其能够有效地被人们学习接受是研究的热点。“一张图片胜过千言万语！”这句话反映了电网的运行状态显示的关键是可视化。通过图形显示模式，可视化向我们展示了电网的运行数据。人类比起计算机来说，在逻辑对比分析中具有令人难以置信的能力和优势。计算机安全事故的发生比人类快10000倍[1]，当从一个图片发现趋势或者深刻含义时，人类的直觉往往比计算机更灵敏。然而，目前的电网的运行条件显示系统面临的一个普遍问题需要解决： 基于二维或三维的电网运行条件显示方面有他们的缺点。例如，显示的数据量太小，缺乏显示使用和深层次的抽象信息，“看不清楚，看不明白，无法看透！”等缺点导致人们的学习能力降低，不能为潜在的安全威胁做出正确的决策和警告，所以前者的方法不能满足生动的视觉需求[2]。 鉴于上述问题，提出了基于电网知识可视化平台的电网运行条件的显示方法。 2.电网知识可视化平台架构 电网知识可视化可以被定义为隐性知识，如电网实时数据与知识提取技术的显性知识转化过程，知识推理和虚拟现实等；当然也包括数据和信息提取、数据和信息的创新的处理。 基于SOA（面向服务的架构）的平台架构如图1所示。链接表示逻辑层，业务逻辑层，客户端层，底层数据库与该服务总线技术的交互，以便处理电网的可视化和客户端层获得了知识可视化平台中客户端和服务器的链接。在平台中它包括所有的系统的客户端或设备。这些设备可以通过提供的API服务的平台进行连接;表示 - 2 -
逻辑层是对取得的知识可视化的核心处理，提取出电网实时资料和可视化的知识，通过Servlet和JSP单元实现，与此同时封装了所有知识可视化服务和访问系统中电网和客户端的业务逻辑。业务逻辑层提供各种所需的平台客户端中电网知识可视化的服务，包括平台运行配置客户端所有可视化的表示逻辑，并支持插件模式，平台控制台、底部渲染功能；通过平台服务总线数据API的连接和SCADA，DMS的数据库，底层数据库提供所需的电网知识可视化的实时数据。
图1.可视化平台架构 3.电网知识提取 电网知识可视化需要三个步骤。第一步：挖掘电网知识和建立可视化过程所需的知识单元;第二步：通过知识单元实现建立知识图形的推理模型;第三步：通过OPENGL函数模型输出，最后以饼状图和柱状图的形式显示。 例如，我们选取局部电网中的运行情况，以此来详细的讨论怎样实现电网知识的可视化。假设本地电网设备有8个，其中，我们以x，y和z分别显示断路器，过流保护和距离保护的数量。 1.1创建电网属性列表的运转状态及相关矩阵 首先选择一个示例，根据电网实时操作信息集，以断路器，过流保护和距离保护条件属性中的动作信息，创造条件属性列表S，条件是属性列表中包括数N（N= X + Y+ Z）的实时操作。 - 3 -
表1中为信息样本，我们在其中列出断路器CB1，CB2... CB（x），距离保护RR1，RR2... RR（y）时，过电流保护器为CO1，CO2... CO（Z），其中所述值的条件属性是“0”或“1”，“1”表示关闭修改断路器及保护动作，“0”表示断路器修改或复位动作的值。 表一 电网属性列表操作条件
创建等差矩阵nnij)m(MD，以响应该包括n个样本中的决策表，可以得到命令-N*N的矩阵所示为图2：
图2 可辨矩阵DM
样本 状态属性（电网信息的操作） CB1 CB2 „ CB(x) PR1 PR2 „ PR(y) „ CO1 CO2 „ CO(z) x=y=z=n 1 2 3 . . . n 1 0 „ 0 0 0 „ 0 „ 1 0 „ 0 0 1 „ 0 1 0 „ 0 „ 0 1 „ 0 0 1 „ 1 1 0 „ 0 „ 0 0 „ 1 „ „ „ „ „ „ „ „ „ 0 0 „ 0 0 0 „ 0 „ 0 0 „ 0 - 4 -
2.1创建电网知识操作单元 首先判断识别矩阵MD的单一属性，并分别为各矩阵元素建立分离表达式;然后进行计算，结合所有分离表达式，使之成为析取范式，以字母k加入析取表达式，逐个结合;最后，通过判断结合的结果，发现知识单元Rmai[3]，过程和详细说明如图3。 - 5 - 图3.电网知识单元建设进程 4.电网知识推理 创建电网操作知识单元是建立在数据的基础上的，然而知识单元是挖掘原始数据密钥中的信息。并且不能以人类视觉形式为接受的方式来展示。创建出基于VR技术显示方式的知识单元[4]的认知地图，那么整个过程中就可以完成实现和应用知识的可视化。 1.1创建基于PFCM的数学模型 使用PFCM（概率模糊认知图）概念能够有效地解决专家知识和不确定推理或问题之间的不确定性所产生的因果关系。因果关系的不确定性通过PFC和PFC来融合。而FCM增强了模拟因果关系FCM的能力[5]。数学模型为：
njtVcjtVcmtVcitWPtVciftVniijCj,...,2,1),)(),...)(),(|)(()(()1(1 (1)
在式（1）中，n代表所有的概念数量，Vcj(t+1)代表概念Cj状态值在t+1内的时间，Vci（t）代表状态值时间t的推理，Vcm（t）代表相关概念Cm状态值在t内的时间。Wij（t）代表在强度t内概念Ci和概念Cj之间的因果关系，r代表这一时刻状态值对下一时刻状态值反应时间的影响因素，F（x）代表概念Cj的阈值函数。 2.1创建基于PFCM知识推理模型： 基于PFCM的知识推理模型：假设一个知识单元包含n个信息点，那么PFCM模型应该包含n个节点，然后建立状态矩阵C是n1，建立关系的权重矩阵W是nn： ],...,3,2,1[Ccnccc （2）
（3） - 6 -
状态矩阵：C1，C2，C3，，Cn是n个信息点的状态的值。其状态转换函数： Y=C*W （4） 然后，得到的每一个节点的状态输出：
njcwyiniijj,...,2,1,1 （5）
yj是基于关系权重作用于信息点j和状态Cj的知识动作[7]。这样的信息点状态输出函数可以得到一个结果，就是信息点j的新状态。
)()(1niiijjjjcwfyfc （6）
矩阵计算和状态输出函数对知识单元的状态转变中的每一步进行推理[8]。假设n=6，x=3，y=1，z=2，则它可以基于PFCM上获得知识的推理模型的关系得到的权重矩阵w。矩阵和PFCM如图4所示： - 7 -
图4 关系权重矩阵W和PFCM 5.VR展示 知识推理模型计算后可以得到结果值。结果值示于表‖：5次计算，每次间隔时间为1秒。 图5中，平台的VR是基于三维坐标所显示的数据和其他数据的系统。通过旋转z周围360度的坐标轴，可以观察到，信息分别被连接到x和y坐标轴。平台建立了三维模型和一般的动态交互系统，为用户提供交互式窗口和工具。 以SF6断路器CB1为例：x轴包括属性有“设备名称”，“设备规格”，“设备制造商”，“设备备注”;y轴包括属性有“运行状态”，“工作日志”，“维修记录”。 移动鼠标到属性栏中可以查看特定的属性。Y轴“工作日志”和运行状态”向我们展示以图形形式的知识形式。并且可以选择看到另外的图形显示方式，如“折线图”，“饼状图”，“直方图”，等等。 当CB1存在问题时，平台的虚拟现实显示系统可以给用户显示CB1的哪部分有问题。从图5中，可以看出用红色标记出了断路器断电。平台的虚拟现实显示系统向我们展示了故障原因是由于天然气泄漏率SF6的超标而发生的。超标能够通过检查运行状态和工作日志查明原因。当问题出现时，点击“维修记录”断电模式，以检查和编辑其历史的维护和维修记录。然后将鼠标移动到x轴和检测设备的特定属性，按照“设备规格”、“设备制造商”与设备制造商联系进行维修并做出维修计划。 6.结论 本文提出了电网运行条件显示的新方法-电网知识可视化。这种方法通过转变电网操作单元所获取知识中的信息。通过基于PFCM与VR技术的数学模型，和显示推理模型建立知识可视化的推理模型。然后通过VR显示并实现电网知识的可视化。电网运行条件的最终显示的结果是图形形式，使用户可以生动直观的观察，理解，做出更有效正确的决策。
表2 计算结果值表 计算 时间 C1 断路器1 C2 断路器2 C3 断路器2 C4 断路器2 C5 断路器2 C6 断路器2 1:10:12 0.17 0.48 0.12 0.12 0.07 0.05
