时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质

本发明涉及时变图领域，尤其是涉及一种基于内存的时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术：

1、时变图是一种能够描绘图数据随时间发展变化的数据模型，与传统的属性图相比，其可以承载图的历史数据，能够为快速改变的图数据提供统一的数据模型。

2、以智能电网为例，电网包含许多不同的设备，每个设备持续高频率地采集数据，设备之间以不同的关系相互连接。这些设备可以视为图节点，设备采集的数据对应着不断更新的节点属性，设备之间的物理连接可以抽象成节点间的关系。然而，传统的图数据模型忽略了图在时间维度上的发展与变化。现有的电网大数据平台一般将图拓扑数据与节点监控的时序数据分别存储在图数据库与时序数据库中。这显然会增加数据存取操作的复杂度，造成存取性能的损失。

3、针对属性图的缺点，时变图的节点和边增加时间属性，不仅能表示当前状态，还保存图数据的历史变化。虽然在不同研究工作中的时变图模型有所不同，但是其核心是一种能够描述图数据随时间在拓扑结构或节点与边的属性上的发展演化的一种数据模型。时间维度的引入使得时变图模型能支持更多样的数据结构。相较于静态的图数据模型，时变图模型能够支持存储图数据更完整的信息。对于图计算而言，时变图为图数据的计算提供更丰富的数据输入，能够得出更准确更有意义的分析结果。

4、然而，传统的时变图存储方法基于磁盘图数据库进行存储，需要先将时变图数据转化为属性图数据，这种方法具有以下问题：(1)难以支持图拓扑结构与属性同时发生改变；(2)存取性能较差，基于磁盘的存取引擎需将时变图数据转化为属性图；(3)造成存储赘余；(4)难以查询。

5、由此可见，能否针对现有技术的不足，提供一种改进的时变图的存储查询技术，为拓扑结构、节点属性变化的图数据提供统一的数据模型与高效的存取服务，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明的目的是在于克服现有技术的缺陷，提供一种改进的时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质。根据本发明所提供的改进的时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质，解决了时变图数据存取性能较差以及难以查询的技术问题。

3、用于解决课题的方法

4、本发明第一方面涉及一种时变图的存储查询方法，包括以下步骤：

5、构建时变图的拓扑模型，对时变图的每个节点和每条边的数据结构进行构建；

6、对数据进行压缩；

7、创建数据索引后存储时变图；

8、对所存储的时变图进行支持时间维度的查询。

9、优选地，每个节点的数据结构包括：节点的id，节点的标签，节点的生命区间，出边，入边，节点的静态属性，节点的动态属性。

10、优选地，每条边的数据结构包括：边的id，边的标签，边的生命区间，出节点，入节点，边的静态属性，边的动态属性。

11、优选地，采用流式压缩法对节点的动态属性和边的动态属性进行压缩。

12、优选地，索引包括：节点与边的id索引、标签索引、图拓扑时序索引与动态属性时序索引。

13、优选地，在对时变图进行查询时，对查询算子进行时间维度上的扩展。

14、本发明第二方面涉及一种时变图的存储查询系统，包括：

15、构建模块，用于构建时变图的拓扑模型，对时变图的每个节点和每条边的数据结构进行构建；

16、压缩模块，用于对数据进行压缩；

17、索引模块，用于创建数据索引后存储时变图；

18、查询模块，用于对所存储的时变图进行支持时间维度的查询。

19、本发明第三方面涉及一种计算机设备，

20、采用本发明第一方面涉及的时变图的存储查询方法。

21、本发明第四方面涉及一种计算机可读存储介质，

22、采用本发明第一方面涉及的时变图的存储查询方法。

23、发明的效果

24、根据本发明所提供的改进的时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质。通过为包括节点、边、属性在内的图元素增加时间区间标签，表示该元素在图中的有效时间区间。通过时序数据压缩、索引构建方法实现时变图高性能存取和低存储空间占用，解决了时变图数据存取性能较差以及难以查询的技术问题，大大提升了时变图数据的存取性能，避免了数据模型转化带来的数据赘余，加快了时变图相关查询任务的执行速度，简化了时变图查询，降低了学习成本。

技术特征：

1.一种时变图的存储查询方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的时变图的存储查询方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的时变图的存储查询方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的时变图的存储查询方法，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的时变图的存储查询方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的时变图的存储查询方法，其特征在于，

7.一种时变图的存储查询系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，

技术总结本发明提供一种时变图的存储查询方法、系统、计算机设备和存储介质，时变图的存储查询方法包括以下步骤：构建时变图的拓扑模型，对时变图的每个节点和每条边的数据结构进行构建；对数据进行压缩；创建数据索引后存储时变图；对所存储的时变图进行支持时间维度的查询。根据本发明，解决了时变图数据存取性能较差以及难以查询的技术问题，大大提升了时变图数据的存取性能，避免了数据模型转化带来的数据赘余，加快了时变图相关查询任务的执行速度，简化了时变图查询，降低了学习成本。技术研发人员：冷昶,冯一帆,刘帅,郭超平,刘海鹏,乔颖,王宏安受保护的技术使用者：中国科学院软件研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29