電力信息系統(tǒng)運維中可視化技術的應用探究

李清　閆夢秋　鐘宇歡

[摘 ? ?要] ?隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步，在電力信息系統(tǒng)升級維護的過程中可視化技術的應用范圍越來越廣。隨著社會的不斷發(fā)展，電力已經(jīng)成為現(xiàn)代社會能源結構中的一個重要組成部分，也是保障社會運行和生產(chǎn)生活的重要能源。在新中國成立以后，黨和國家的領導和指揮下，電力事業(yè)飛速發(fā)展，已經(jīng)取得了較大的成就，建立了聞名世界的西電東送和三峽工程等一系列保障我國電力運行的基礎工程。本文通過介紹可視化技術的概念以及對電力信息系統(tǒng)中相關技術進一步分析，探討可視化技術在電力信息系統(tǒng)中的實際應用，希望能夠起到參考和借鑒作用。

[關鍵詞]電力信息系統(tǒng);系統(tǒng)運維;可視化技術;應用探究

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）05–00–03

Application of Visualization Technology in Operation and Maintenance of

Power Information System

Li Qing ， Yan Meng-qiu ， Zhong Yu-huan

[Abstract]With the development of science and technology and the progress of society， the application of visualization technology in the process of power information system upgrade and maintenance is more and more extensive.With the continuous development of society， electric power has become an important part of the energy structure of modern society， and it is also an important energy to ensure the operation and production of society.After the founding of New China， under the leadership and command of the Party and the state， the electric power industry has developed rapidly， and has made great achievements.Three Gorges Project and a series of basic projects to ensure the operation of electric power in China.By introducing the concept of visualization technology and further analyzing the related technologies in power information system， this paper discusses the practical application of visualization technology in power information system， hoping to play a reference and reference role.

[Keywords]power Information system; system operation and maintenance; visualization technology; application inquiry

近些年來信息技術迅速發(fā)展，可視化技術應運而生。可視化技術顛覆了以往人們對電力系統(tǒng)復雜數(shù)據(jù)的處理方式，可以將這些數(shù)據(jù)以圖表的形式直觀地展現(xiàn)出來，將原本抽象的數(shù)字轉化為直觀可視化的統(tǒng)計圖表，方便人們對數(shù)據(jù)進行利用和總結。在新階段的電力系統(tǒng)管理中，引入可視化技術可以解決多系統(tǒng)共同運作情況下保證重裝系統(tǒng)安全，獨立穩(wěn)定運行，并且能夠教系統(tǒng)數(shù)據(jù)直觀的展現(xiàn)給工作人員，幫助工作人員進行問題分析和決策制定。在發(fā)生異常情況的時候，我們工作人員能夠直接地感受到數(shù)據(jù)發(fā)生的波動，采取緊急應對方案，以可視化技術作為基礎，能夠將電力信息運作和管理更加的可視化，透明化，提高工作效率，電力系統(tǒng)非常的穩(wěn)定。

1 ?有關可視化技術的介紹

1.1 ?可視化技術的概念

可視化技術是由計算機圖形相結合來完成的一種將數(shù)據(jù)轉變?yōu)閳D像在顯示設備上加以顯示而且可以進行進一步的交互處理的圖像處理技術。計算可視化、信息可視化、知識可視化、數(shù)據(jù)可視化是現(xiàn)階段可視化技術包括的主要內(nèi)容。此四類可視化技術分別包含不同的可視化技術方面?？茖W可視化技術是將不同類型、不同來源的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算處理轉化為更加直觀的可用圖像，并將該圖像信息在顯示設備中顯示出來。信息可視化是在科學可視化的基礎上，加入了圖像學、認知科學、數(shù)據(jù)挖掘及各類圖像技術，以學科理論為基礎，發(fā)展壯大起來的可視化技術手段。信息可視化技術最大的貢獻，是針對各類數(shù)據(jù)信息交互界面都可以構建出更加直觀的可視化圖像信息?？梢詭椭藗兏庇^可靠的了解數(shù)據(jù)，還可以幫助人們更加準確且有深度的對該信息進行分析[1]。

1.2 ?數(shù)據(jù)可視化技術的核心處理方式

經(jīng)由可視化技術處理，最終輸出的信息都是以圖形或圖像的形式存在的。該圖形或圖像信息的根本來源，是收集或實驗得到的原始數(shù)據(jù)。由收集或實驗得到的原始數(shù)據(jù)變?yōu)樽罱K處理結果中的圖形或圖像信息，需要經(jīng)過非常復雜的處理過程。

首先是對于數(shù)據(jù)的清洗與整理，這一過程主要包括的就是數(shù)據(jù)變換也就是將原本毫無規(guī)律的數(shù)據(jù)整理成有結構且清晰明了的數(shù)據(jù)表。在數(shù)據(jù)變換的過程中，會清除一部分原始數(shù)據(jù)中無效甚至出錯的數(shù)據(jù)，然后將剩下的有效數(shù)據(jù)根據(jù)該組數(shù)據(jù)的邏輯關系整理成一張結構清晰的數(shù)據(jù)表，其目的是讓可視化技術過程中的后續(xù)處理更加方便。在接下來進行的就是映射過程。映射過程就是指，將數(shù)據(jù)表處理為可視化結構，在映射過程結束之后就是對于圖形信息的比例縮放、位置定位以及對圖像尺寸的裁剪等等，通過諸如此類的方式，將由數(shù)據(jù)表轉化而成的可視化結構變幻成可視化視圖[2]，最后即是對圖形變換的具體參數(shù)進行設置，讓最終練產(chǎn)生的圖像信息可以用于可視化技術服務的相關的各項活動中。通過這樣復雜的程序，可以將抽象的、甚至雜亂不堪的數(shù)據(jù)，變成可以直觀感受到的可視化圖像信息如圖1所示。

1.3 ?可視化技術中的交互技術

可視化技術中除將數(shù)據(jù)變化為圖像信息以外還有另一重點，就是可視化系統(tǒng)與使用者之間的聯(lián)系，換而言之就是使用者與可視化系統(tǒng)間的交互通道。在此交互通道上，如何使交互方式更加的自然、友好且能夠讓使用者對可視化系統(tǒng)的指令高效、準確的傳遞。之所以將可視化交互技術作為可視化技術中的重點是因為良好的交互設計能夠大大提高對于可視化系統(tǒng)的利用效率，無論是使用數(shù)據(jù)檢索分析功能還是數(shù)據(jù)展示功能，其效率高低都與可視化交互技術的設計是否良好息息相關。經(jīng)常被使用到的交互技術也是現(xiàn)階段可視化技術中較為通用的幾種交互技術，是基于草圖的交互、多點觸控交互、手柄交互、手勢交互之類的交互設計[3]。幾種交互方式各有各的特點，分別適用于不同的場合、場景。首先介紹基于草圖的交互技術，該交互技術的特點就是更貼近人類交流的習慣。它可以將模糊的或不規(guī)則的幾何形狀作為一種輸入形式，基于模糊或不規(guī)則的幾何形狀，對系統(tǒng)發(fā)出需求，基于草圖的交互技術可以支持系統(tǒng)對該類信息進行分析最終給出處理結果。多點觸控交互，顧名思義就是可以在使用觸摸顯示屏時同時使用多個手指，或者是多個用戶對同一觸摸顯示屏顯示出的圖形圖像同時進行操作，這種交互方式更適合輸入復雜指令。現(xiàn)階段，多點觸控交互設計已經(jīng)達到了可以檢測使用者對屏幕施加的壓力大小以及使用者的溫度信息的程度，可以依賴該類手段實現(xiàn)使用者與可視化系統(tǒng)的深度交互。手柄交互則是利用操作手柄對可視化系統(tǒng)進行操控的方式，通過手柄按鍵對可視化系統(tǒng)發(fā)出操作指令，該類方式多用于特殊環(huán)境下的系統(tǒng)交互。手勢交互從本質(zhì)上是依托多點觸控技術而產(chǎn)生的一種高級交互方式，它改變了多點觸控技術單獨某點觸碰的按鍵或滑動式交互，升級為了通過若干細致的點狀描繪出使用者手部的不同姿態(tài)的方式，把不同的手部姿態(tài)作為對于可視化系統(tǒng)發(fā)出的交互指令?，F(xiàn)階段，這種較為高級的交互技術已經(jīng)被廣泛應用，一定程度上成為了人機交互的常用方式。

2 ?可視化技術在電力系統(tǒng)管理工作中的應用

近年來，我管電力系統(tǒng)飛速發(fā)展，在運營和管理過程中會產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的管理方法在面對如此海量的數(shù)據(jù)的時候難免會束手無策，因為分析和處理不當而難以發(fā)揮良好的作用，而可視化技術的出現(xiàn)為海量數(shù)據(jù)提供了一種新的處理方法，能夠實現(xiàn)對數(shù)據(jù)全方面的分析和處理，發(fā)揮數(shù)據(jù)能夠起到的真正作用，構建完善的信息保障體系，更好的為電力信息系統(tǒng)提供技術支持[4]。在電力系統(tǒng)中，可視化技術的應用主要在三個過程。

2.1 ?數(shù)據(jù)的準備

在電力信息系統(tǒng)的運行過程中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)主要分為兩種，一種是系統(tǒng)硬件在運營中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，另一種則是業(yè)務指標數(shù)據(jù)，但是無論哪種數(shù)據(jù)都需要對通過適當?shù)姆绞竭M行收集，并進行初步的整理，為以后其他工作的開展提供理論基礎，成為易于加工和處理的結構化數(shù)據(jù)。

2.2 ?數(shù)據(jù)的發(fā)掘

對于已經(jīng)收集完成并進行簡單處理后的數(shù)據(jù)，想要進一步進行開發(fā)和應用，必須要對價值進行挖掘。數(shù)據(jù)挖掘是一門十分復雜的科學，需要借助神經(jīng)網(wǎng)絡，關聯(lián)規(guī)則等一些特殊的算法，對數(shù)據(jù)之間存在的隱秘聯(lián)系進行挖掘，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后所蘊含的真正意義，借助可視化數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，使其清晰直觀的表現(xiàn)出來，供管理人員進一步的使用。

2.3 ?數(shù)據(jù)的展示

紛繁復雜的數(shù)據(jù)在經(jīng)過專業(yè)技術處理之后，以統(tǒng)計圖表等直觀的形式展現(xiàn)給使用者。但是數(shù)據(jù)可視化只是處理數(shù)據(jù)的初步，在接下來維運工作人員需要篩選異常的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)運營過程中的異常狀況，并加以處理。從這一方面而言，數(shù)據(jù)可視化能夠保住管理人員做出決策處理問題。統(tǒng)計圖表是一個較為傳統(tǒng)的可視化處理方法，通過折線圖、柱狀圖、餅狀圖等的方式，易于管理工作人員的理解，也能夠對系統(tǒng)的運營管理狀況有一個直觀的了解如圖2所示。

3 ?結語

科學技術的發(fā)展使得可視化技術能夠融入電力系統(tǒng)的運營工作中，為電力信息系統(tǒng)提供了強有力的技術支持。在電力系統(tǒng)中引入可視化技術，能夠極大的提高工作人員的效率，實現(xiàn)運營工作的精細化管理，為國家電網(wǎng)的正常運行做出了巨大的貢獻。

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