用户用电事件图谱的构造及其优化方法研究

作     者：张慧 

作者单位：安徽建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张振亚

授予年度：2024年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：用电事件 事件图谱 小世界模型 图谱可视化 社区检测 

摘      要：根据研究表明,电力行业产生的碳排放超过总排放量的40%,电力行业的碳达峰、碳中和进度将直接影响“双碳目标实现的进程。用户侧用电事件图谱的构造有利于了解个体用户的用电行为和习惯,发现用电过程中存在的能源浪费问题和不合理现象,为建筑节能和建筑行为节能提供决策支持工具,帮助制定更有效的能源管理和节能政策。为了更好地构造用户用电事件图谱,本文研究了面向图谱的用户用电事件相关性计算方法以及用电事件图谱可视化方法,并设计实现了用户用电事件图谱可视化系统。具体的: 首先,针对事件图谱中事件相关性计算的问题,本文使用关联规则挖掘的思想,基于事件二项集的支持度计算用户用电事件间的相关性。为了更好地研究用户用电事件间的隐含联系,根据小世界模型对事件相关性计算方法进行优化,通过对事件相关性进行三阶扩展,挖掘事件间的间接相关性,实现用户用电事件相关性更优描述。实验结果表明,经过三阶扩展的用电事件相关性的准确率与F1值均大于直接计算的事件相关性,基于小世界模型的事件相关性计算模型能够更好地挖掘事件间的隐含联系。 然后,针对用电事件图谱可视化问题,为了更好地展示用电事件间的联系,生成符合美学标准的图谱布局的同时展示图谱结构,本文设计将社区检测方法与力导向布局算法进行融合,从初始化节点坐标方法,融合社区检测的节点作用力计算方法以及调整速度自适应方法三个方面对事件图谱可视化模型进行优化。使用最小边缘交叉,最小角度度量以及轮廓系数对布局效果进行评估。在三个公共数据集以及本文用户用电数据集中进行实验,实验结果均表明,本文提出的事件图谱可视化方法可以在符合美学标准的情况下,更好地展示出事件图谱的结构。 最后,为了便于用户构造用电事件图谱以及了解自身用电事件,基于优化的图谱布局算法,设计并实现了用户用电事件图谱可视化系统。该系统由用户端、前端服务器、后端服务器以及数据库服务器组成,前端服务器用于事件图谱的展示以及与用户的交互;后端服务器基于本文所提图谱布局算法进行图谱布局,并利用数据库服务器存储和管理用户用电数据、图谱信息以及其他相关数据;数据库服务器分为图数据库以及MySQL数据库,图数据库用于存储与管理用电事件图谱相关信息,MySQL数据库用于存储用户相关信息;用户端登录系统后可上传用电事件信息,查看用电事件图谱以及查询事件的相关性信息。系统运行结果表明,用户用电事件图谱可视化系统可以良好地展示用户用电事件图谱。 本文研究了用户用电事件图谱的构造及优化方法,通过对用户用电事件相关性的研究以及事件图谱可视化方法的优化,对揭示用户用电事件间的内在联系,发现不同用户用电模式和习惯,为建筑节能和建筑行为节能提供决策支持工具具有重要意义。 图[23]表[12]参[73]