數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其在電力行業(yè)過程監(jiān)控中的應(yīng)用

李田

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數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其在電力行業(yè)過程監(jiān)控中的應(yīng)用

李田

（南京國電南自軌道交通工程有限公司，江蘇 南京 210032）

隨著信息科技的發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)融入到各個各業(yè)的不同領(lǐng)域中，并以自身特性發(fā)揮出至關(guān)重要的作用。在電力行業(yè)中，為了滿足日常生產(chǎn)生活中的用電需求、降低電網(wǎng)負(fù)擔(dān)、增強管理水平，也應(yīng)當(dāng)對技術(shù)方法進行開發(fā)，并嘗試在電網(wǎng)運營監(jiān)管的過程中使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，順應(yīng)時代發(fā)展規(guī)律，實現(xiàn)管理方法升級。

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)；電力行業(yè)；過程監(jiān)控；計算機信息技術(shù)

1 數(shù)據(jù)挖掘的概述

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining，簡稱“DM”），是一種基于現(xiàn)代化計算機信息技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。該技術(shù)可以實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)的自動篩選。在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，可以自動、智能地將有效的信息篩選出。而這種作用可以分為兩個方面，一方面，數(shù)據(jù)挖掘可以在大量的、紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中將有價值的數(shù)據(jù)篩選出來；另一方面，數(shù)據(jù)挖掘可以在不完全、模糊的數(shù)據(jù)中提取出對我們有價值的潛在的數(shù)據(jù)?？梢哉f，它是所有信息處理工作的第一步，任何的信息處理工作都需要對有效信息進行一次篩選，這樣可以節(jié)省一定的時間，提高信息處理的效率。比如數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、知識的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)然這兩種工作中數(shù)據(jù)挖掘的具體作用不同，在統(tǒng)計分析中，他所對應(yīng)的數(shù)據(jù)一般是具有一定統(tǒng)計規(guī)律的。而在知識的發(fā)現(xiàn)中，主要是利用數(shù)據(jù)挖掘來挖掘一些隱藏的有價值的數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)挖掘的需求

2.1 主要業(yè)務(wù)

人力資源管理信息系統(tǒng)建設(shè)的核心是全面支撐人資集約化，主要體現(xiàn)在ERP系統(tǒng)中，通過人力資源各個模塊的管理，最終實現(xiàn)人事、勞動等相關(guān)方面報表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。分析數(shù)據(jù)挖掘在電網(wǎng)運營管理中的主要業(yè)務(wù)，需要從ERP系統(tǒng)的各個管理方面入手。在系統(tǒng)中，除了人力資源管理，最重要的就是財務(wù)管理。員工的工資、成本管理、資產(chǎn)監(jiān)控等模塊的財務(wù)統(tǒng)計分析是財務(wù)管理中的數(shù)據(jù)挖掘統(tǒng)計需求。財務(wù)的系統(tǒng)管理可以提高企業(yè)的財務(wù)運轉(zhuǎn)能力，提高企業(yè)的運營效益。此外，物資管理也是企業(yè)管理的一個重要部分，而物資集約化管理也是主要業(yè)務(wù)之一。其中，包括物資的計劃、采購、庫存、配送和廢舊回收，一定程度上對業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)進行了完善，對業(yè)務(wù)的具體執(zhí)行方法進行了統(tǒng)一規(guī)范，這樣使企業(yè)的整個管理體系更加完善。

2.2 運營監(jiān)控平臺概述

要想全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘功能模塊，就需要使用大量的數(shù)據(jù)。所以，需要在電力企業(yè)的所有管理系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)，主要是ERP系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、物資分析評估等。進行完數(shù)據(jù)的提取后，就要對物料的使用情況進行分析。對各個等級的電網(wǎng)系統(tǒng)各方面的物資使用情況分別進行分析，而且根據(jù)不同等級地區(qū)的不同特點，各個模塊所包含的內(nèi)容也有所不同，但都包含公司代碼、維修日期、電壓等級等基本參數(shù)。根據(jù)需要，我們以時間為順序進行數(shù)據(jù)挖掘，可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和預(yù)測分析等多種分析方式。

2.3 系統(tǒng)需求

系統(tǒng)的需求分為功能需求和非功能需求。在功能需求中，終端客戶可以根據(jù)一定的條件進行檢索，在自動檢索中，要根據(jù)不同的檢索形式、不同的檢索要求設(shè)置不同的程序算法，而且根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘的功能和目的來設(shè)置過濾的數(shù)據(jù)條件，對數(shù)據(jù)進行篩選。除了這些基礎(chǔ)設(shè)置，我們還要采取一定的系統(tǒng)支持，主要采用ETL系統(tǒng)支持，最終選用合適的展現(xiàn)終端，終端可以根據(jù)對清晰度的要求來自行選擇，整個系統(tǒng)就可以進行自動的運算與執(zhí)行，達到我們所要求的目的。而系統(tǒng)的非功能需求就是指除了系統(tǒng)的基本運行之外的，主要是單個系統(tǒng)與國家電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)合，完成不同層次的數(shù)據(jù)庫建設(shè)。而在建設(shè)中，主要要遵守通用性原則、適應(yīng)性原則以及高效性的原則，這樣就可以滿足不同背景下不同客戶的需求，并且在一定程度上縮短工作時間，提高工作效率。

3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用

3.1 構(gòu)建系統(tǒng)框架

在電力企業(yè)的運營監(jiān)控平臺內(nèi)，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，將各層面、各角度的數(shù)據(jù)信息進行整合，并在數(shù)據(jù)通道的連接作用下，傳導(dǎo)到數(shù)據(jù)處理中心，利用顯示終端設(shè)備對其進行分析與處理。在這一數(shù)據(jù)處理的過程中，主要覆蓋了源數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫、顯示終端這三個部分，并在其連接與配合的作用下，發(fā)揮出系統(tǒng)的功能優(yōu)勢，構(gòu)建起了科學(xué)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架。源數(shù)據(jù)在經(jīng)由數(shù)據(jù)通道傳導(dǎo)到終端顯示設(shè)備，并完成數(shù)據(jù)挖掘處理的這一過程，可以對所有涵蓋的信息資料進行篩選，并從中剔除無效數(shù)據(jù)，精選出具有優(yōu)勢指導(dǎo)性的數(shù)據(jù)內(nèi)容，實現(xiàn)在終端設(shè)備上的合理利用。在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的作用下，使企業(yè)在監(jiān)控過程中的信息處理效率得到強化，并完成了整體系統(tǒng)管理工作中的核心環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了運行信息的高效整合。值得注意的是，在對挖掘、篩選出的數(shù)據(jù)信息進行分析處理的工作中，要根據(jù)實際情況對終端處理系統(tǒng)進行選擇，在系統(tǒng)監(jiān)測、營運分析、協(xié)調(diào)控制、綜合管理、全景展示這五個方面，對篩選的數(shù)據(jù)資料進行處理，在完成不同的工作內(nèi)容的同時，滿足過程監(jiān)控中的不同需求。

3.2 建立數(shù)據(jù)倉庫

數(shù)據(jù)倉庫作為系統(tǒng)框架下的內(nèi)容，屬于非功能性需求，但也在具體的監(jiān)控工作中發(fā)揮著一定的作用。在結(jié)構(gòu)上由操作數(shù)據(jù)存儲（ODS）與數(shù)據(jù)倉庫/數(shù)據(jù)挖掘（DW/DM）兩部分組成。在功能上，ODS將業(yè)務(wù)國際內(nèi)容作為基礎(chǔ)，并通過實體-聯(lián)系（E-R）模型對其操作過程進行處理，形成事物數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)兩部分。在結(jié)構(gòu)上，ODS層應(yīng)與原系統(tǒng)保持一致性，在表格的設(shè)計中，將兩者的數(shù)據(jù)內(nèi)容進行整合，以滿足監(jiān)控工作中的特殊需要。DW/DM在結(jié)構(gòu)上，屬于多維度的數(shù)據(jù)庫，在不同的數(shù)據(jù)需求內(nèi)容中，表現(xiàn)出差異性的工作方式。然而，在基本的概念內(nèi)容上，所有維度中的根數(shù)據(jù)關(guān)系都以包含的關(guān)系為設(shè)計基礎(chǔ)，使檢索和應(yīng)用具有較高的簡便性。

3.3 設(shè)計數(shù)據(jù)挖掘的模型與過程

在完成整體框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作后，為了保證數(shù)據(jù)挖掘工作的順利展開，應(yīng)當(dāng)對數(shù)據(jù)挖掘的計算方法進行確認(rèn)，并重點關(guān)注選擇的方法與設(shè)計的科學(xué)性，使系統(tǒng)能正常的發(fā)揮功能作用。在數(shù)據(jù)挖掘的過程中，可以根據(jù)流程順序?qū)⑵鋭澐譃榫唧w的兩個部分，即從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)絆DS層、從ODS層傳導(dǎo)到DW/DM層，這個兩個步驟下的傳導(dǎo)都是在ETL工具的作用下實現(xiàn)的。從系統(tǒng)的角度進行分析，在完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，需要在數(shù)據(jù)源、映襯關(guān)系、數(shù)據(jù)目標(biāo)，三點要素的共同作用下完成。在內(nèi)容上，數(shù)據(jù)源是待處理的數(shù)據(jù)信息，總量大，種類豐富，但其中包含了有效信息與無用信息；映襯關(guān)系是進行數(shù)據(jù)處理過程中的計算方法，指代實現(xiàn)數(shù)據(jù)目標(biāo)的篩選過程；數(shù)據(jù)目標(biāo)是指通過數(shù)據(jù)計算剔除無效數(shù)據(jù)之后得到的具體數(shù)據(jù)表格，其中，只會對有效數(shù)據(jù)源進行規(guī)則陳列。

4 大數(shù)據(jù)時代電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

4.1 監(jiān)控數(shù)據(jù)的類型

4.1.1 基礎(chǔ)型數(shù)據(jù)

電力運營監(jiān)控系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是指在系統(tǒng)運行過程中形成的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，其主要內(nèi)容有電流大小、電能大小以及電流穩(wěn)定性等。

4.1.2 電力企業(yè)的運營數(shù)據(jù)

運營數(shù)據(jù)是指電力企業(yè)的生產(chǎn)過程中形成的數(shù)據(jù)信息，其中包括電力銷售量、電量交易價格以及用電數(shù)據(jù)等。電力企業(yè)通過對這些數(shù)據(jù)的分析處理，可以發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運行過程中需要著重關(guān)注的問題。

4.1.3 電力企業(yè)管理數(shù)據(jù)

管理數(shù)據(jù)主要是指ERP、協(xié)同辦公等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常只能在特定的條件下同步與共享，對這些數(shù)據(jù)的分析處理能夠方便各部門供電服務(wù)工作的有序開展。

4.2 對于監(jiān)測異動數(shù)據(jù)的處理

在電力系統(tǒng)運行時，異常情況的產(chǎn)生會進一步形成異常數(shù)據(jù)，所以，必須要及時對異常數(shù)據(jù)進行處理，這樣有利于提升電力企業(yè)供電服務(wù)以及電力管理的工作效率，對發(fā)現(xiàn)的問題及時采取措施解決。電力系統(tǒng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常通常表現(xiàn)在以下幾個方面：①業(yè)務(wù)方面的異動。業(yè)務(wù)方面出現(xiàn)的異動一般是指在電力業(yè)務(wù)方面，部分電力數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的變化，進而產(chǎn)生問題。②接口方面的異動。在數(shù)據(jù)傳輸時，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口產(chǎn)生異常，接口就會發(fā)生異動。③數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的異動。按照配置規(guī)則，及時并準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)接入進行校驗，針對校驗結(jié)果，形成的異動信息。

5 電力企業(yè)一體化整合集成平臺

在十九大提出的“推動信息化與工業(yè)化深度融合”的背景下，各個電力企業(yè)都積極融入大數(shù)據(jù)時代，通過信息化手段提升電力企業(yè)的核心業(yè)務(wù)模式。電力系統(tǒng)信息化與智能電網(wǎng)建設(shè)相輔相成，電網(wǎng)信息化在大數(shù)據(jù)時代的背景下已逐漸顯現(xiàn)出頑強的生命力與較大的發(fā)展?jié)摿?，許多電力企業(yè)通過建立集團統(tǒng)一的信息化生產(chǎn)管理平臺，在信息化的基礎(chǔ)上，逐步將大數(shù)據(jù)處理統(tǒng)一應(yīng)用于集團層面，建立了完備的統(tǒng)一生產(chǎn)系統(tǒng)與多業(yè)務(wù)平臺。這種生產(chǎn)系統(tǒng)與多業(yè)務(wù)平臺從本質(zhì)上來說均屬于大數(shù)據(jù)時代背景下的數(shù)據(jù)集成分析處理平臺。從系統(tǒng)架構(gòu)層面看，無論是涉及數(shù)據(jù)存儲的數(shù)據(jù)架構(gòu)，還是涉及數(shù)據(jù)分析處理的技術(shù)和應(yīng)用架構(gòu)及上層業(yè)務(wù)架構(gòu)，均與大數(shù)據(jù)的抽取與集成、分析、解釋技術(shù)密切相關(guān)。因此，大數(shù)據(jù)時代的電力企業(yè)信息化建設(shè)需要分別從上述角度進行深入考慮，使大數(shù)據(jù)集成和分析平臺高效、易用并且可擴展。

6 結(jié)論

在電網(wǎng)運營監(jiān)控的建設(shè)過程中，應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可以通過構(gòu)建系統(tǒng)框架、建立數(shù)據(jù)倉庫、設(shè)計數(shù)據(jù)挖掘的模型與過程，實現(xiàn)對電力行業(yè)過程監(jiān)控的升級，實現(xiàn)電力企業(yè)管理內(nèi)容與科學(xué)性提升的同時，提升了管理的效率水平，為加快電力行業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)作出了顯著貢獻。

［1］宣黎強，周宏，孫鵬，等.電力施工現(xiàn)場全過程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代國企研究，2017（18）：154.

2095－6835（2019）02－0144－02

TP311.13

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.02.144

〔編輯：張思楠〕