簡(jiǎn)析可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用

李鵬

摘? 要：電力信息系統(tǒng)每天都會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息。顯而易見(jiàn)的是，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理和分析方式已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足電力信息系統(tǒng)運(yùn)維要求。而可視化技術(shù)主要是基于視覺(jué)觀(guān)察掌握事物發(fā)展的動(dòng)態(tài)，同時(shí)也可為受眾提供全面、直觀(guān)且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前，視覺(jué)文化發(fā)展迅速，并在多個(gè)領(lǐng)域均發(fā)揮著十分重要的作用和價(jià)值。本文就將重點(diǎn)分析可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：可視化技術(shù)? 電力信息系統(tǒng)? 運(yùn)維? 映射技術(shù)

Abstract： The power information system produces massive amounts of data every day.? It is obvious that the traditional data processing and analysis methods have been unable to meet the requirements of power information system operation and maintenance. At the same time， it can provide visual and accurate information for the audience. At present， visual culture develops rapidly and plays an important role and value in many fields. This paper will focus on the application of visualization technology in the operation and maintenance of power information system for reference.

Key Words： Visualization technology; Power information system; Operation and maintenance; Mapping technology

1? 可視化技術(shù)的內(nèi)涵、模型與構(gòu)造

可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中發(fā)揮著重要的作用，為了充分發(fā)揮該技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在應(yīng)用可視化技術(shù)的過(guò)程中，需先明確可視化技術(shù)的內(nèi)涵、模型和構(gòu)造。

1.1 內(nèi)涵

可視化技術(shù)是計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與圖像技術(shù)的有機(jī)整合體。既可以將圖形、信息和數(shù)據(jù)等多元化媒體內(nèi)容轉(zhuǎn)化為數(shù)字形態(tài)，又可以集中對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)施數(shù)字化處理?？梢暬夹g(shù)具有綜合性、系統(tǒng)性等基本特征，不僅打破了以人機(jī)交換為主的固有格局，也進(jìn)一步完善了技術(shù)應(yīng)用形式。

首先，可視化技術(shù)具有管理功能。通過(guò)構(gòu)建全面的可視化系統(tǒng)，可以對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全方位、動(dòng)態(tài)化監(jiān)控。可視化技術(shù)具有集約化特征，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的集約化管理。在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維過(guò)程中，可視化技術(shù)的應(yīng)用可以將整體運(yùn)維方案轉(zhuǎn)化為三維立體模型加以展示，由此增強(qiáng)電力信息系統(tǒng)運(yùn)維工作的科學(xué)合理性。

1.2 可視化技術(shù)模型

可視化技術(shù)就是一種可供調(diào)節(jié)的映射技術(shù)，其形成經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)信息分析，到圖像信息可視化，再到人體形象化感知的過(guò)程。數(shù)據(jù)變換是對(duì)原始數(shù)據(jù)的映射，最終形成一個(gè)完整的表格。該表格能夠清晰呈現(xiàn)各數(shù)據(jù)的客觀(guān)變化規(guī)律，以及數(shù)據(jù)之間的線(xiàn)性關(guān)系。

1.3 可視化結(jié)構(gòu)

信息可視化也就是一個(gè)映射過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，是指自抽象信息到可視化結(jié)構(gòu)的映射。對(duì)于可視化的探究，有必要從物理數(shù)據(jù)方面著手。數(shù)據(jù)信息無(wú)法自主映射到物理空間中，也無(wú)法直觀(guān)化、具象化的呈現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息模型。在實(shí)際操作過(guò)程中，可視化結(jié)構(gòu)通過(guò)標(biāo)識(shí)屬性、圖形屬性對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)行編碼，進(jìn)而獲得滿(mǎn)足客觀(guān)需求的可視化構(gòu)造，如實(shí)反映數(shù)據(jù)。

（1）基于草圖的交互技術(shù)。

交互技術(shù)，即讓用戶(hù)借助對(duì)粗略化的幾何形狀的觀(guān)察，使接近意圖的圖形實(shí)現(xiàn)交互輸入。這種輸入方式更加直觀(guān)化、具象化。

（2）手勢(shì)交互接口技術(shù)。

用戶(hù)只要通過(guò)姿態(tài)與手勢(shì)就能輸入，與可視化系統(tǒng)的交互更加方便快捷。

（3）多點(diǎn)式觸屏控制平臺(tái)。

用戶(hù)可同時(shí)使用多個(gè)手指對(duì)圖形應(yīng)用程序?qū)嵤┎倏亍Ｓ捎诙帱c(diǎn)式觸屏控制平臺(tái)具有高效性、便捷性特征，備受業(yè)內(nèi)人士的推崇。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)多點(diǎn)式觸屏控制平臺(tái)的應(yīng)用范圍較為有限，仍需大范圍推廣。

（4）無(wú)線(xiàn)手柄交互技術(shù)。

采用無(wú)線(xiàn)手柄交互技術(shù)，用戶(hù)可以在無(wú)鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的情況下進(jìn)行桌面快捷操作?？梢暬夹g(shù)在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在如下幾方面。

其一，采用人工輪流值班和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控相結(jié)合的方式，對(duì)整個(gè)電力信息系統(tǒng)實(shí)行全方位、動(dòng)態(tài)化、精細(xì)化監(jiān)控，確保電力信息系統(tǒng)運(yùn)維工作的集約化、標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，提高綜合管理水平。其二，利用技術(shù)整合，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的集約化處理，提高管理工作效率。其三，通過(guò)對(duì)電力信息系統(tǒng)的全面且深入分析，降低發(fā)生故障的概率，促進(jìn)整個(gè)電力信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2? 電力信息系統(tǒng)中應(yīng)用可視化技術(shù)的要求及原則

2.1 應(yīng)用要求

系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中應(yīng)用可視化技術(shù)時(shí)，只有準(zhǔn)確把握應(yīng)用要求，方可提高可視化技術(shù)的可行性，進(jìn)而不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行情況。

首先，系統(tǒng)要具備實(shí)時(shí)監(jiān)控電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、防火墻和電力設(shè)備間的數(shù)據(jù)信息，其次，對(duì)系統(tǒng)中的多種數(shù)據(jù)資源采取統(tǒng)一管理模式，并具備實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警分析等功能。分析、儲(chǔ)存、警告運(yùn)維過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)，且采用圖表方式展示數(shù)據(jù)。在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維的過(guò)程中合理應(yīng)用可視化技術(shù)，能夠推動(dòng)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全運(yùn)行。用戶(hù)可操作并瀏覽采集信息，以分層權(quán)限管理模式對(duì)不同用戶(hù)開(kāi)展分層訪(fǎng)問(wèn)和管理。

2.2 應(yīng)用原則

可視化技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，工作人員需始終堅(jiān)持可視化原則、高能性原則、統(tǒng)一規(guī)劃原則和分步實(shí)施原則，以此保證應(yīng)用效果。

首先是可視化原則。電力系統(tǒng)運(yùn)維中應(yīng)用可視化技術(shù)時(shí)，必須高度重視數(shù)據(jù)組織和處理，采取關(guān)聯(lián)、比對(duì)等多種形式以更加生動(dòng)直觀(guān)的方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的總體發(fā)展趨勢(shì)。

其次是高能性原則，在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維工作中應(yīng)用可視化技術(shù)，需采取多種措施降低對(duì)監(jiān)控設(shè)備的負(fù)面影響，維持系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性，與平臺(tái)中的設(shè)備相匹配，從而提高數(shù)據(jù)信息處理的效率，加大深度和廣度，一方面能夠分析和優(yōu)化信息數(shù)據(jù)，另一方面也具備完善的預(yù)警功能。

再次是統(tǒng)一規(guī)劃原則。技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，要以發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展規(guī)劃為基礎(chǔ)，認(rèn)真分析，統(tǒng)一安排，以此統(tǒng)一管理和控制數(shù)據(jù)模型與架構(gòu)。

最后是分步實(shí)施原則。制定科學(xué)的規(guī)劃，結(jié)合重點(diǎn)內(nèi)容，分層分段落實(shí)各項(xiàng)工作。在電力信息化系統(tǒng)某些業(yè)務(wù)中應(yīng)用可視化技術(shù)，根據(jù)其應(yīng)用效果逐步將可視化技術(shù)應(yīng)用在其他業(yè)務(wù)當(dāng)中，從而擴(kuò)大可視化技術(shù)的應(yīng)用范圍。當(dāng)前電力信息化系統(tǒng)運(yùn)行中，可視化技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，但在功能方面依然有待完善。為此，工作人員應(yīng)優(yōu)化系統(tǒng)功能，增加模塊及子模塊的數(shù)量。

3? 電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 知識(shí)表現(xiàn)

電力信息化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)中可在終端實(shí)現(xiàn)信息可視化，信息運(yùn)維工作質(zhì)量的好壞與信息能夠被準(zhǔn)確且全面的展示息息相關(guān)。在信息可視化處理中可充分利用相互關(guān)系和特點(diǎn)密切二者間的聯(lián)系?？梢暬軌虬l(fā)現(xiàn)知識(shí)，也可展現(xiàn)隱蔽的信息內(nèi)容，從而為信息高效運(yùn)轉(zhuǎn)提供數(shù)據(jù)支持，準(zhǔn)確展示監(jiān)測(cè)的各項(xiàng)內(nèi)容，確保電力決策過(guò)程中各類(lèi)信息的可靠性和安全性，促進(jìn)科學(xué)決策。從上可以看出，在電力系統(tǒng)運(yùn)維工作中合理應(yīng)用可視化技術(shù)，能夠有效改善信息運(yùn)維的質(zhì)量。

3.2 信息的可視化

可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)維中發(fā)揮著不可替代的作用。在電力系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行和維護(hù)操作中，可視化技術(shù)往往作用于系統(tǒng)終端。一方面，確保數(shù)據(jù)信息更加完整化、直觀(guān)化、清晰化的呈現(xiàn)出來(lái)，另一方面，顯著提升電力系統(tǒng)運(yùn)維時(shí)效性和穩(wěn)定性。

從某種角度來(lái)說(shuō)，可視化技術(shù)的應(yīng)用為知識(shí)理論與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而且可視化技術(shù)能夠全面且客觀(guān)的反饋電力系統(tǒng)內(nèi)部潛在的數(shù)據(jù)信息。不僅如此，可視化技術(shù)的應(yīng)用，還可以實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)之間的互通交流。在實(shí)際的信息決策中，由于工作目標(biāo)和運(yùn)維規(guī)律大同小異，可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用，能夠顯著改善信息運(yùn)行質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)信息通過(guò)可視化界面呈現(xiàn)出來(lái)，并以此界面為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。界面展示層的設(shè)計(jì)成果在很大程度上決定了可視化界面的展示效果。為此，界面展示層要依照模塊化、松耦合進(jìn)行設(shè)計(jì)，且深度挖掘存在緊密關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)信息。通常情況下，這些數(shù)據(jù)信息往往會(huì)按照關(guān)聯(lián)的本質(zhì)向客戶(hù)加以呈現(xiàn)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

3.3.1? 云計(jì)算

云計(jì)算技術(shù)可在互聯(lián)網(wǎng)的支持下完成數(shù)據(jù)處理，是一種較為科學(xué)且先進(jìn)的分布式技術(shù)，通過(guò)拆分系統(tǒng)中的程序，對(duì)其加以全面分析和處理。且其需要采用特定的計(jì)算方式，明確數(shù)據(jù)結(jié)果后方可傳至終端系統(tǒng)。云計(jì)算方式主要分為SOA構(gòu)建層、管理中間層、物理資源層和資源層等概念體系層，該技術(shù)可搜索圖像，基于圖像或視覺(jué)特點(diǎn)提供完備的檢索服務(wù)。人員可利用圖像間的差異判斷類(lèi)別、內(nèi)容和形式等，在對(duì)比文本、顏色和關(guān)鍵詞等信息的基礎(chǔ)上，提取重要信息。

3.3.2 物聯(lián)網(wǎng)

電力工程建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可合理利用智能化控制和標(biāo)簽等技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行綜合分析。智能化控制與網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算平臺(tái)相比，其可分析網(wǎng)絡(luò)傳感器發(fā)出的信息，并基于結(jié)果作出科學(xué)決策，以此完善系統(tǒng)。智能交通和臺(tái)燈調(diào)節(jié)也可以智能控制為基礎(chǔ)。智能標(biāo)簽可采用特殊電網(wǎng)控制標(biāo)簽，及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，切實(shí)維護(hù)電力工程建設(shè)作業(yè)的安全運(yùn)行。

3.4 基于SVG的電力系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

SVG技術(shù)是專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，能夠綜合分析和處理數(shù)據(jù)信息，該技術(shù)采用二維碼語(yǔ)言和XML的方式表達(dá)系統(tǒng)，應(yīng)用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)相互訪(fǎng)問(wèn)，再者，部分腳本還具備信息處理功能，利用DOM技術(shù)可科學(xué)有效地處理信息，且WEB網(wǎng)頁(yè)也可處理電力信息系統(tǒng)當(dāng)中的重要信息。

3.4.1 靜態(tài)電網(wǎng)信息可視化應(yīng)用

SVG技術(shù)應(yīng)用在電力信息系統(tǒng)可視化建設(shè)中，需要從三個(gè)方向加以分析，分別為數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)可視化和設(shè)備管理，數(shù)據(jù)可視化主要利用SVG圖形技術(shù)確保電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中捕捉到重要的運(yùn)行數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)及負(fù)荷數(shù)據(jù)，從而及時(shí)處理系統(tǒng)故障，為系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.4.2 動(dòng)態(tài)電網(wǎng)信息可視化應(yīng)用

電網(wǎng)信息系統(tǒng)可視化技術(shù)可在電網(wǎng)運(yùn)行中提取和分析數(shù)據(jù)，以此掌握電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)?？梢暬夹g(shù)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)電網(wǎng)中，可借助PMU數(shù)據(jù)充分發(fā)揮其作用和價(jià)值。該數(shù)據(jù)產(chǎn)生的變化和反應(yīng)也有利于判斷運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而全面展現(xiàn)技術(shù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

4? 電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中可視化技術(shù)的應(yīng)用方案

4.1 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理中需要分析電力信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)指標(biāo)和軟硬件運(yùn)行過(guò)程中的多項(xiàng)指標(biāo)，可視化信息資源主要由信息系統(tǒng)、業(yè)務(wù)指標(biāo)和軟硬件各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成。

4.2 數(shù)據(jù)挖掘

數(shù)據(jù)挖掘需要以自然語(yǔ)言、技術(shù)自動(dòng)識(shí)別和技術(shù)創(chuàng)新指標(biāo)等處理采集的數(shù)據(jù)，從而提取和展現(xiàn)易于理解的數(shù)據(jù)信息。

4.3 知識(shí)表現(xiàn)

采用可視化圖像和統(tǒng)計(jì)圖表反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果?？梢暬瘓D像中可更加直接地發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測(cè)對(duì)象中存在的各項(xiàng)不足，一方面有利于調(diào)整技術(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，另一方面也有利于科學(xué)決策。電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中，信息可視化的終端技術(shù)與電力信息系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量息息相關(guān)，信息可視化可以促進(jìn)人機(jī)互動(dòng)，也可統(tǒng)一發(fā)展目標(biāo)?？梢哉f(shuō)，可視化技術(shù)的應(yīng)用改進(jìn)了運(yùn)維工作的質(zhì)量，推動(dòng)系統(tǒng)的創(chuàng)新與發(fā)展。

5? 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展水平顯著提高，傳統(tǒng)的人工電力系統(tǒng)操作和運(yùn)行方式無(wú)法順應(yīng)時(shí)代需求，出現(xiàn)可視化和自動(dòng)化運(yùn)行模式。這也充分體現(xiàn)出我國(guó)電力行業(yè)的崛起與創(chuàng)新。為此，電力單位在日常工作中應(yīng)當(dāng)綜合分析電力系統(tǒng)建設(shè)的要求和特點(diǎn)，做好數(shù)據(jù)處理和信息挖掘，提高系統(tǒng)運(yùn)行水平，最終促進(jìn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

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