一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法及装置与流程
本发明涉及低碳电力，并且更具体地，涉及一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法及装置。
背景技术：
1、碳足迹主要是指在人类生存和消费活动中所排放的与气候变化相关的气体总量，相比于其他碳排放研究，碳足迹是从生命周期的角度出发，分析产品生命周期或与活动直接和间接相关的碳排放过程。按照研究对象的不同，碳足迹可以分为国家/区域碳足迹、组织/企业碳足迹以及产品服务碳足迹、个人碳足迹。
2、以生命周期评价(life cycleanalysis，lca)法为代表碳足迹核算方法，碳足迹核算范围分为从原材料获取到产品离开生产组织(从摇篮到大门)的部分生命周期和涵盖整个生命周期阶段(从摇篮到坟墓)的全生命周期。该方法主要包括四个基本步骤：目标定义和范围的界定、清单分析、影响评价与结果解读。其中生命周期清单分析(life cycleinventoryanalysis)是生命周期评价中对所研究产品整个生命周期中输入和输出进行汇编和量化的阶段，其输入包括物料消耗、自然资源消耗、能源消耗，输出包括产品、副产品、待处置废弃物、环境排放。清单分析是碳足迹核算的基础。当前针对变电工程建设过程碳排放情况的研究还较少，碳足迹清单不明确。在输变电碳足迹核算中，因变电工程建设环节复杂，涉及策划、设计、施工、移交等过程，生命周期过程中涉及的资源消耗种类多，跨多种行业，且具有行业特殊性，同时现有碳排放因子库的不完善与缺乏，故可实用的碳足迹清单编制难度大。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法及装置。
2、根据本发明的一个方面，提供了一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法，包括：
3、收集变电工程足迹量化涉及的基础数据，其中基础数据包括：物料活动水平数据、能量消耗活动水平数据以及物料及能源的排放因子数据；
4、依据变电工程的工程量清单计算规范的相关规定、变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程以及基础数据，构建变电工程本体知识图谱；
5、根据排放因子数据从变电工程本体知识图谱进行物料及能源排放因子的知识抽取，确定排放因子知识图谱；
6、根据物料活动水平数据以及排放因子知识图谱的概念层级数据确定种子集；
7、根据预设规则通过种子集对变电工程本体知识图谱和排放因子知识图谱进行对齐，根据对齐后的变电工程本体知识图谱的末层实体，确定变电工程从摇篮到大门生命周期阶段的碳足迹清单。
8、可选地，收集变电工程足迹量化涉及的基础数据，包括：
9、收集变电工程的分部分项工程原材料阶段、建设阶段及安装阶段的物料活动水平数据和第一能量消耗活动水平数据，物料活动水平数据和第一能量消耗活动水平数据包括：材料数据、机械数据以及能源数据，其中材料数据包括材料类型及对应的材料消耗数量或重量，机械数据包括机械类型、机械的能源消耗类型和台班数；能源数据为消耗的化石能源、电能及热能的数量；
10、收集变电工程的运输阶段的第二能量消耗活动水平数据，第二能量消耗活动水平数据包括运输工具类型及其对应的能源消耗类型和运输距离；
11、根据第一能量消耗活动水平数据以及第二能量消耗活动水平数据确定能量消耗活动水平数据；
12、收集已发布的物料及能源的排放因子数据。
13、可选地，依据变电工程的工程量清单计算规范的相关规定、变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程以及基础数据，构建变电工程本体知识图谱，包括：
14、根据变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程，构建变电工程的本体实体的属性实体，其中属性实体包括：设计阶段、施工阶段以及主设备；
15、根据能效消耗特点进行划分，构建属性实体设计阶段本体库；
16、根据变电工程工程量清单计算规范将分部分项工程作为施工阶段的实体，并结合物料活动水平数据以及能量消耗活动水平数据，构建属性实体施工阶段本体库；
17、根据变电工程使用的主设备的材料及零部件构建清单，构建属性实体主设备本体库；
18、根据属性实体设计阶段本体库、属性实体施工阶段本体库以及属性实体主设备本体库，构建变电工程本体知识图谱。
19、可选地，根据排放因子数据从变电工程本体知识图谱进行物料及能源排放因子的知识抽取，确定排放因子知识图谱，包括：
20、利用预设排放因子结构矩阵从变电工程本体知识图进行物料及能源排放因子的知识抽取，并以预设排放因子结构矩阵为基础形成排放因子知识图谱。
21、可选地，预设排放因子结构矩阵包括：
22、概念层级矩阵：
23、
24、式中：upperlevel_n表示上一层级概念实体，lowlevel_n表示下一层级概念实体，kts表示识别的所有知识三元体；
25、排放因子判别矩阵：
26、
27、式中：n表示层级矩阵中的实体，value表示实体n的排放因子的值；
28、值矩阵：
29、
30、属性矩阵：
31、
32、式中：attribute为排放因子的属性。
33、可选地，预设规则为：
34、当某概念层级的下一层级概念实体不具备排放因子数值时，则采用其上一层级概念实体，若仍不存在排放因子时，则再次寻找上一级概念实体，直至寻找到存在排放因子的概念实体；
35、当同一概念实体的排放因子存在多个时，按照数据来源>地理范围>时间的优先级进行排放因子确定，其中数据来源以可信度为优先级准则，地理范围以本土化为优先级准则，时间以最新发布为优先级准则。
36、当概念实体的上一层级和下一层级都具有排放因子时，优先选择下一层概念实体的排放因子。
37、根据本发明的另一个方面，提供了一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成装置，包括：
38、收集模块，用于收集变电工程足迹量化涉及的基础数据，其中基础数据包括：物料活动水平数据、能量消耗活动水平数据以及物料及能源的排放因子数据；
39、构建模块，用于依据变电工程的工程量清单计算规范的相关规定、变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程以及基础数据，构建变电工程本体知识图谱；
40、第一确定模块，用于根据排放因子数据从变电工程本体知识图谱进行物料及能源排放因子的知识抽取，确定排放因子知识图谱；
41、第二确定模块，用于根据物料活动水平数据以及排放因子知识图谱的概念层级数据确定种子集；
42、第三确定模块，用于根据预设规则通过种子集对变电工程本体知识图谱和排放因子知识图谱进行对齐，根据对齐后的变电工程本体知识图谱的末层实体，确定变电工程从摇篮到大门生命周期阶段的碳足迹清单。
43、根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。
44、根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。
45、从而，本技术分别对输变电工程分部分项工程材料实体和机械实体及关系、已有排放因子进行知识提取和知识图谱构建建，并以概念层级种子集、实体是否存在排放因子、排放因子的属性优先级等因素为基础进行实体对齐，最终以完成实体对齐后的末层实体为输变电工程的碳足迹清单。本技术提供的碳足迹清单确保清单中的实体均具有有效排放因子，从而可确保该清单对碳足迹核算的可用性及可操作性。该清单中的物料及机械均可根据知识图谱关系进行反向追朔获取其归属的生命周期阶段及分部分项工程，从而为后期碳减排提供有利支撑。随着输入的排放因子数据的完善、工程数据的丰富，该方法具有碳足迹清单快速更新与完善的优点。
技术特征：
1.一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，收集变电工程足迹量化涉及的基础数据，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述变电工程的工程量清单计算规范的相关规定、变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程以及所述基础数据，构建变电工程本体知识图谱，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述排放因子数据从所述变电工程本体知识图谱进行物料及能源排放因子的知识抽取，确定排放因子知识图谱，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设排放因子结构矩阵包括：
6.根据要求1所述的方法，其特征在于，所述预设规则为：
7.一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，收集模块，包括：
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，构建模块，包括：
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第一确定模块，包括：
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-6任一所述的方法。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
技术总结
本发明公开了一种基于知识图谱的变电工程碳足迹清单生成方法及装置。方法包括：收集变电工程足迹量化涉及的基础数据；依据变电工程的工程量清单计算规范的相关规定、变电工程从摇篮到大门碳足迹相关生命周期过程以及基础数据，构建变电工程本体知识图谱；根据排放因子数据从变电工程本体知识图谱进行物料及能源排放因子的知识抽取，确定排放因子知识图谱；根据物料活动水平数据以及排放因子知识图谱的概念层级数据确定种子集；根据预设规则通过种子集对变电工程本体知识图谱和排放因子知识图谱进行对齐，根据对齐后的变电工程本体知识图谱的末层实体，确定变电工程从摇篮到大门生命周期阶段的碳足迹清单。
技术研发人员：李静,李淑珍,谢宾,宋惠忠,解志良,张峰,刘超,迟永宁,陈晶,张潇,刘蕊,邢颖,陈文静,于万水,姚国风,赵钊
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23