簡析可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運維中的應(yīng)用

李鵬

摘? 要：電力信息系統(tǒng)每天都會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)信息。顯而易見的是，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息處理和分析方式已經(jīng)無法滿足電力信息系統(tǒng)運維要求。而可視化技術(shù)主要是基于視覺觀察掌握事物發(fā)展的動態(tài)，同時也可為受眾提供全面、直觀且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前，視覺文化發(fā)展迅速，并在多個領(lǐng)域均發(fā)揮著十分重要的作用和價值。本文就將重點分析可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運維中的應(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)運維中發(fā)揮著重要的作用，為了充分發(fā)揮該技術(shù)的獨特優(yōu)勢，在應(yīng)用可視化技術(shù)的過程中，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)是計算機信息技術(shù)與圖像技術(shù)的有機整合體。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)，又可以集中對數(shù)據(jù)信息實施數(shù)字化處理。可視化技術(shù)具有綜合性、系統(tǒng)性等基本特征，不僅打破了以人機交換為主的固有格局，也進一步完善了技術(shù)應(yīng)用形式。

首先，可視化技術(shù)具有管理功能。通過構(gòu)建全面的可視化系統(tǒng)，可以對整個電力系統(tǒng)的運行狀況進行全方位、動態(tài)化監(jiān)控。可視化技術(shù)具有集約化特征，可實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的集約化管理。在電力信息系統(tǒng)運維過程中，可視化技術(shù)的應(yīng)用可以將整體運維方案轉(zhuǎn)化為三維立體模型加以展示，由此增強電力信息系統(tǒng)運維工作的科學(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程。數(shù)據(jù)變換是對原始數(shù)據(jù)的映射，最終形成一個完整的表格。該表格能夠清晰呈現(xiàn)各數(shù)據(jù)的客觀變化規(guī)律，以及數(shù)據(jù)之間的線性關(guān)系。

1.3 可視化結(jié)構(gòu)

信息可視化也就是一個映射過程。具體來說，是指自抽象信息到可視化結(jié)構(gòu)的映射。對于可視化的探究，有必要從物理數(shù)據(jù)方面著手。數(shù)據(jù)信息無法自主映射到物理空間中，也無法直觀化、具象化的呈現(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息模型。在實際操作過程中，可視化結(jié)構(gòu)通過標(biāo)識屬性、圖形屬性對數(shù)據(jù)信息實行編碼，進而獲得滿足客觀需求的可視化構(gòu)造，如實反映數(shù)據(jù)。

（1）基于草圖的交互技術(shù)。

交互技術(shù)，即讓用戶借助對粗略化的幾何形狀的觀察，使接近意圖的圖形實現(xiàn)交互輸入。這種輸入方式更加直觀化、具象化。

（2）手勢交互接口技術(shù)。

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

（3）多點式觸屏控制平臺。

用戶可同時使用多個手指對圖形應(yīng)用程序?qū)嵤┎倏?。由于多點式觸屏控制平臺具有高效性、便捷性特征，備受業(yè)內(nèi)人士的推崇。目前，國內(nèi)對多點式觸屏控制平臺的應(yīng)用范圍較為有限，仍需大范圍推廣。

（4）無線手柄交互技術(shù)。

采用無線手柄交互技術(shù)，用戶可以在無鼠標(biāo)和鍵盤的情況下進行桌面快捷操作。可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運維中的應(yīng)用優(yōu)勢具體體現(xiàn)在如下幾方面。

其一，采用人工輪流值班和實時動態(tài)監(jiān)控相結(jié)合的方式，對整個電力信息系統(tǒng)實行全方位、動態(tài)化、精細化監(jiān)控，確保電力信息系統(tǒng)運維工作的集約化、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，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的集約化處理，提高管理工作效率。其三，通過對電力信息系統(tǒng)的全面且深入分析，降低發(fā)生故障的概率，促進整個電力信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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)運行的過程中應(yīng)用可視化技術(shù)時，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，進而不斷優(yōu)化和完善系統(tǒng)建設(shè)和運行情況。

首先，系統(tǒng)要具備實時監(jiān)控電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器、防火墻和電力設(shè)備間的數(shù)據(jù)信息，其次，對系統(tǒng)中的多種數(shù)據(jù)資源采取統(tǒng)一管理模式，并具備實時監(jiān)控和預(yù)警分析等功能。分析、儲存、警告運維過程中采集的數(shù)據(jù)，且采用圖表方式展示數(shù)據(jù)。在電力信息系統(tǒng)運維的過程中合理應(yīng)用可視化技術(shù)，能夠推動多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全運行。用戶可操作并瀏覽采集信息，以分層權(quán)限管理模式對不同用戶開展分層訪問和管理。

2.2 應(yīng)用原則

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

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

其次是高能性原則，在電力信息系統(tǒng)運維工作中應(yīng)用可視化技術(shù)，需采取多種措施降低對監(jiān)控設(shè)備的負面影響，維持系統(tǒng)運行環(huán)境的穩(wěn)定性，與平臺中的設(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)。

最后是分步實施原則。制定科學(xué)的規(guī)劃，結(jié)合重點內(nèi)容，分層分段落實各項工作。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)運維中可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 知識表現(xiàn)

電力信息化系統(tǒng)運行維護中可在終端實現(xiàn)信息可視化，信息運維工作質(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)系和特點密切二者間的聯(lián)系。可視化能夠發(fā)現(xiàn)知識，也可展現(xiàn)隱蔽的信息內(nèi)容，從而為信息高效運轉(zhuǎn)提供數(shù)據(jù)支持，準(zhǔn)確展示監(jiān)測的各項內(nèi)容，確保電力決策過程中各類信息的可靠性和安全性，促進科學(xué)決策。從上可以看出，在電力系統(tǒng)運維工作中合理應(yīng)用可視化技術(shù)，能夠有效改善信息運維的質(zhì)量。

3.2 信息的可視化

可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)運維中發(fā)揮著不可替代的作用。在電力系統(tǒng)實際的運行和維護操作中，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、直觀化、清晰化的呈現(xiàn)出來，另一方面，顯著提升電力系統(tǒng)運維時效性和穩(wěn)定性。

從某種角度來說，可視化技術(shù)的應(yīng)用為知識理論與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。而且可視化技術(shù)能夠全面且客觀的反饋電力系統(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，還可以實現(xiàn)人與系統(tǒng)之間的互通交流。在實際的信息決策中，由于工作目標(biāo)和運維規(guī)律大同小異，可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)運維中的應(yīng)用，能夠顯著改善信息運行質(zhì)量。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降臄?shù)據(jù)信息通過可視化界面呈現(xiàn)出來，并以此界面為基礎(chǔ)實現(xiàn)人機交互。界面展示層的設(shè)計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、松耦合進行設(shè)計，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)信息往往會按照關(guān)聯(lián)的本質(zhì)向客戶加以呈現(xiàn)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

3.3.1? 云計算

云計算技術(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)且先進的分布式技術(shù)，通過拆分系統(tǒng)中的程序，對其加以全面分析和處理。且其需要采用特定的計算方式，明確數(shù)據(jù)結(jié)果后方可傳至終端系統(tǒng)。云計算方式主要分為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，基于圖像或視覺特點提供完備的檢索服務(wù)。人員可利用圖像間的差異判斷類別、內(nèi)容和形式等，在對比文本、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)，對數(shù)據(jù)實行綜合分析。智能化控制與網(wǎng)絡(luò)和云計算平臺相比，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，及時傳輸數(shù)據(jù)，切實維護電力工程建設(shè)作業(yè)的安全運行。

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)采用二維碼語言和XML的方式表達系統(tǒng)，應(yīng)用可視化技術(shù)實現(xiàn)相互訪問，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)運行過程中捕捉到重要的運行數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)及負荷數(shù)據(jù)，從而及時處理系統(tǒng)故障，為系統(tǒng)平穩(wěn)運行奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.4.2 動態(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)運行中提取和分析數(shù)據(jù)，以此掌握電網(wǎng)運行動態(tài)?？梢暬夹g(shù)應(yīng)用于動態(tài)電網(wǎng)中，可借助PMU數(shù)據(jù)充分發(fā)揮其作用和價值。該數(shù)據(jù)產(chǎn)生的變化和反應(yīng)也有利于判斷運行狀態(tài)，進而全面展現(xiàn)技術(shù)的動態(tài)實時監(jiān)控功能。

4? 電力信息系統(tǒng)運維中可視化技術(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)和軟硬件運行過程中的多項指標(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)挖掘需要以自然語言、技術(shù)自動識別和技術(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 知識表現(xiàn)

采用可視化圖像和統(tǒng)計圖表反饋監(jiān)測結(jié)果?？梢暬瘓D像中可更加直接地發(fā)現(xiàn)被監(jiān)測對象中存在的各項不足，一方面有利于調(diào)整技術(shù)檢測系統(tǒng)，加強監(jiān)測結(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)運維中，信息可視化的終端技術(shù)與電力信息系統(tǒng)運行質(zhì)量息息相關(guān)，信息可視化可以促進人機互動，也可統(tǒng)一發(fā)展目標(biāo)?？梢哉f，可視化技術(shù)的應(yīng)用改進了運維工作的質(zhì)量，推動系統(tǒng)的創(chuàng)新與發(fā)展。

5? 結(jié)語

我國電力系統(tǒng)發(fā)展水平顯著提高，傳統(tǒng)的人工電力系統(tǒng)操作和運行方式無法順應(yīng)時代需求，出現(xiàn)可視化和自動化運行模式。這也充分體現(xiàn)出我國電力行業(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，做好數(shù)據(jù)處理和信息挖掘，提高系統(tǒng)運行水平，最終促進電力系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。

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