[發明專利]一種智能電網信息管理系統復雜性評估方法及系統

在審

• 申請號: 201810510515.4
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108734404A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 莫一夫;張勇軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種智能電網信息管理系統復雜性評估系統，其特征在于包括：

數據采集模塊，用于采集智能電網信息管理系統復雜性評估指標體系對應的數據，或供工作人員手動輸入部分指標數據；

評估模塊，利用基于結構熵的復雜性評估方法，計算智能電網信息管理系統各個復雜性測量因素的結構熵值，計算得到智能電網信息管理系統的各個復雜性分量和系統整體復雜性評估值；

儲存模塊，儲存數據和評估結果。

2.利用權利要求1所述的一種智能電網信息管理系統復雜性評估系統的評估方法，其特征在于包含以下步驟：

S1、從系統主站層、通信網絡層和智能終端設備層三個方面，建立智能電網信息管理系統復雜性評估指標體系；

S2、數據采集模塊通過系統自動采集或者手動輸入的方式獲取相應指標數據，并將數據儲存到儲存模塊；

S3、評估模塊再計算各復雜性測量因素的結構熵值；

S4、評估模塊基于多維熵空間尺度理論，計算智能電網信息管理系統復雜性分量和系統整體復雜性評估值；

S5、評估模塊輸出評估結果到儲存模塊。

3.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述步驟S1提及的智能電網信息管理系統復雜性評估指標體系包括：系統主站層、通信網絡層、智能終端設備層三個復雜性測量域；系統主站層包括了數據實體集數、數據聯系集數、數據屬性數、元組數、訪問總量5個復雜性測量因素；通信網絡層包括通信設備數量、通信設備類型和通信丟包率3個復雜性測量因素；智能終端設備層包括終端設備數量、終端設備類型、數據采集頻率3個復雜性測量因素。

4.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述步驟S3具體包括：

(1)實體集數

具有相同類型及相同性質或屬性的實體能歸為一個實體集；在設計時，把電表、變壓器、集中器這些具體設備看作實體，也能把設備日凍結數據、月收費情況、更換設備這些抽象概念看作實體；智能電網信息管理系統的E-R模型中，實體用方框來表示，設實體集數為n_e，則實體集的結構熵為：

(2)聯系集數

聯系是實體與實體之間的相互關聯；聯系的類型有一對一、一對多、多對一和多對多四種；同一類聯系構成聯系集；聯系集數是指E-R模型中聯系集的數量，即E-R模型中菱形的數量；設智能電網信息管理系統中聯系集數為n_r，其結構熵為：

(3)數據屬性數

屬性是指實體集或聯系集中每個個體所具有的性質；實體或聯系的屬性值是存儲在系統數據的重要組成部分，每個實體和聯系都有屬性；每個實體的屬性都有各自的值；

數據屬性數是指E-R模型中每個實體集和聯系集的屬性的數量之和，即E-R圖中橢圓形符號的數量；設智能電網信息管理系統E-R模型中共有n_p個實體集和聯系集，則n_p＝n_e+n_r，第i個實體集或聯系集的屬性數為n_i，則總的屬性數的結構熵為：

(4)元組數

在智能電網信息管理系統中，元組數對應著數據庫存儲的數據量，是系統主站層復雜性的直接影響因素；一個元組也就是數據表中的一行；一個數據表中的每一個元組均有一個惟一的對應編號即記錄號；設智能電網信息管理系統共有n張數據表，其中第i張數據表的元組數為n_ti，則表i中的數據量的結構熵為：

(5)訪問總量

系統主站層的動態數據復雜性主要表現為用戶對智能電網信息管理系統各頁面的數據操作，因而可以用訪問總量來分析其復雜程度；

在測量時間內，用戶對智能電網信息管理系統各頁面的訪問操作數量即是訪問總量；設智能電網信息管理系統在一段測量時間內，用戶對智能電網信息管理系統各頁面的訪問總量為n_v，則訪問總量的結構熵為：

(6)通信設備數量

設智能電網信息管理系統中通信設備的數量為n_c，其結構熵為：

(7)通信設備類型

設智能電網信息管理系統中有n_tc種通信設備，那么通信設備類型的結構熵為：

(8)通信丟包率

設第i種通信設備的通信丟包率為r_i，那么通信設備通信丟包率的結構熵為：

(8)智能終端設備數量

設智能電網信息管理系統中智能終端設備的數量為n_a，其結構熵為：

(9)智能終端設備類型

設智能電網信息管理系統中有n_ta種智能終端設備，那么智能終端設備類型的結構熵為：

(10)數據采集頻率

設第i種智能終端設備的數據采集頻率為f_i，那么智能終端設備的數據采集頻率的結構熵為：

5.根據權利要求2所述的評估方法，其特征在于：所述步驟S4具體包括：

設e_i為系統的一個n維復雜性向量，e_i＝(e_i1，e_i2，……，e_in)，其中e_in表示系統第i層各復雜性指標的結構熵值；根據多維向量空間的歐幾里得關系，系統復雜性分量的計算公式如下：

當系統的結構熵矩陣行列數不一致時，對于列數較少的行向量，可用0元素將短缺的行元素補齊，那么張量的形式為：||Φ_i||＝||e_i||，||Φ_i||即是系統第i層的統一結構熵；

若系統各層次的復雜性評價分量具有相同屬性，可用下式求整個系統的復雜性統一評估值：

式中，||e_i+1-e_i||是系統i+1層在i層之后所產生的復雜性信息量，m是系統總層數；

如果系統各層次的復雜性評價分量均具有不同的屬性，則計算整個系統的復雜性統一評估值的方法為：

當系統中同時存在著部分具有相同屬性和部分具有不同屬性的復雜性向量時，具有相同屬性的向量可利用式(13)來計算其所產生的復雜性信息量，具有不同屬性的向量利用式(14)來計算其產生的復雜性信息量，最終二者相加即得系統整體復雜性評估值。