基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)在線服務(wù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

胡聰，洪德華，劉翠玲，王鵬

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司，合肥230041）

0 引言

隨著電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)加速，電網(wǎng)已經(jīng)建成了覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等全領(lǐng)域的專業(yè)應(yīng)用信息系統(tǒng)，為電網(wǎng)數(shù)字化提供了有效的支撐[1-2]。伴隨著新型業(yè)務(wù)的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能能新技術(shù)的興起，電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)已不能較好地適應(yīng)新業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間存在較為突出的數(shù)據(jù)共享壁壘，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)無(wú)法有效性的挖掘內(nèi)部潛在的價(jià)值，業(yè)務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的服務(wù)化水平較弱，新業(yè)務(wù)構(gòu)建速度延后[3-4]。同時(shí)電網(wǎng)沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)分散，沒有形成電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，數(shù)據(jù)資產(chǎn)維護(hù)難度大，缺少統(tǒng)一的主數(shù)據(jù)維護(hù)體系，數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估體系及流程還不完善[5-6]。

為破解上述難題，本文重點(diǎn)研究數(shù)據(jù)中臺(tái)的服務(wù)設(shè)計(jì)方法，突破數(shù)據(jù)服務(wù)定義分解、資產(chǎn)自動(dòng)化循環(huán)管理等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，構(gòu)建電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)目錄，從頂層加強(qiáng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型執(zhí)行力度，落實(shí)數(shù)據(jù)模型應(yīng)用，從理論技術(shù)上解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)至今數(shù)據(jù)共享、貫通等難題，進(jìn)一步促進(jìn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)整合利用，加快構(gòu)建數(shù)據(jù)貫通的數(shù)字電網(wǎng)。

1 現(xiàn)狀分析

企業(yè)中臺(tái)是企業(yè)級(jí)能力復(fù)用的服務(wù)共享平臺(tái)，由一個(gè)或多個(gè)共享服務(wù)中心組成，每個(gè)共享服務(wù)中心由一組具備復(fù)用、共享能力的服務(wù)組成[7-8]。企業(yè)中臺(tái)按照服務(wù)能力類型劃分共享為業(yè)務(wù)中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)。其中數(shù)據(jù)中臺(tái)整合電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，按照電網(wǎng)業(yè)務(wù)貫通發(fā)展需求，強(qiáng)化電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，將電網(wǎng)通用的數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)行沉淀形成共性服務(wù)能力。數(shù)據(jù)中臺(tái)能力架構(gòu)圖如圖1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)中臺(tái)能力架構(gòu)圖

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)按照能力劃分，可以劃分為電網(wǎng)數(shù)據(jù)接入能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)資源管理能力、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理能力。

2 數(shù)據(jù)分析服務(wù)方案

數(shù)據(jù)中臺(tái)服務(wù)設(shè)計(jì)和拆分方法從企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)模型的基本定義和架構(gòu)、模型涵蓋的業(yè)務(wù)價(jià)值、模型方法的設(shè)計(jì)等角度分析，整合統(tǒng)一電網(wǎng)數(shù)字化體系標(biāo)準(zhǔn)，分步驟將電網(wǎng)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行統(tǒng)一建模，不斷迭代數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)業(yè)務(wù)概念轉(zhuǎn)換成軟件的類型、類型的屬性、行為等，進(jìn)而可以有效地降低電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的難度，并且數(shù)據(jù)服務(wù)可以擁有良好的可擴(kuò)展性。

2.1 總體架構(gòu)

電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)依托電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)的統(tǒng)一構(gòu)建，電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云平臺(tái)，以Web 方式向用戶提供服務(wù)檢索和查看，通過(guò)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析服務(wù)（API 接口）向電網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、電網(wǎng)各類業(yè)務(wù)中臺(tái)等提供電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)；同時(shí)基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)構(gòu)建的分析場(chǎng)景，可發(fā)布為服務(wù)，實(shí)現(xiàn)一線班組及管理人員對(duì)業(yè)務(wù)分析數(shù)據(jù)的在線查看。數(shù)據(jù)分析服務(wù)體系架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)分析服務(wù)體系

基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)能力主要包括服務(wù)設(shè)計(jì)、服務(wù)構(gòu)建、服務(wù)應(yīng)用和服務(wù)管理四方面。

服務(wù)設(shè)計(jì)是服務(wù)分析能力建設(shè)的基礎(chǔ)，通過(guò)業(yè)務(wù)場(chǎng)景及服務(wù)需求分析，對(duì)數(shù)據(jù)分析服務(wù)體系、服務(wù)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)及服務(wù)應(yīng)用策略進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

服務(wù)構(gòu)建是服務(wù)分析能力建設(shè)的核心，包括結(jié)果數(shù)據(jù)集、算法模型服務(wù)和分析場(chǎng)景構(gòu)建。結(jié)果數(shù)據(jù)集構(gòu)建是依托數(shù)據(jù)中臺(tái)共享層、分析層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)組件能力，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理、服務(wù)開發(fā)等過(guò)程完成服務(wù)的構(gòu)建；算法模型服務(wù)構(gòu)建是依托中臺(tái)算法模型組件構(gòu)建的算法模型服務(wù)；業(yè)務(wù)分析場(chǎng)景構(gòu)建是依托數(shù)據(jù)中臺(tái)自助式分析組件經(jīng)過(guò)業(yè)務(wù)邏輯加工形成業(yè)務(wù)分析場(chǎng)景后，發(fā)布的服務(wù)。

服務(wù)應(yīng)用是服務(wù)分析能力建設(shè)的關(guān)鍵，包含服務(wù)注冊(cè)和服務(wù)調(diào)用兩個(gè)階段。已構(gòu)建的結(jié)果數(shù)據(jù)集服務(wù)和算法模型服務(wù)，在數(shù)據(jù)中臺(tái)服務(wù)目錄上進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)，已構(gòu)建的業(yè)務(wù)分析場(chǎng)景進(jìn)行發(fā)布；注冊(cè)或發(fā)布成功后，通過(guò)Web 應(yīng)用向最終用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)分類展示、服務(wù)推薦/訂閱等應(yīng)用能力，用戶在授權(quán)范圍內(nèi)調(diào)用所需的數(shù)據(jù)分析服務(wù)。

服務(wù)管理是服務(wù)分析能力建設(shè)的保障，貫穿服務(wù)構(gòu)建和服務(wù)應(yīng)用的全過(guò)程，基于數(shù)據(jù)分析服務(wù)全生命周期過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)管理，包括數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用審批等管理能力，并進(jìn)行統(tǒng)一服務(wù)運(yùn)維。

2.2 服務(wù)設(shè)計(jì)

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)方法：電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)服務(wù)化設(shè)計(jì)分為數(shù)據(jù)服務(wù)中心規(guī)劃、數(shù)據(jù)服務(wù)識(shí)別、數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)服務(wù)治理。

數(shù)據(jù)服務(wù)中心規(guī)劃：依托電網(wǎng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域模型的輸入，結(jié)合數(shù)據(jù)服務(wù)中心規(guī)劃方法以及決策流程和指標(biāo)明確數(shù)據(jù)服務(wù)中心。

服務(wù)識(shí)別：依賴電網(wǎng)業(yè)務(wù)需求推導(dǎo)出多級(jí)流程、電網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)序圖、電網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)則、電網(wǎng)業(yè)務(wù)功能等當(dāng)成數(shù)據(jù)服務(wù)識(shí)別的輸入項(xiàng)，結(jié)合各種需求輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)梳理方法梳理潛在的數(shù)據(jù)服務(wù)。從潛在的數(shù)據(jù)服務(wù)做數(shù)據(jù)加工處理形成電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)的服務(wù)模型，另外從數(shù)據(jù)服務(wù)的非功能需求中，推導(dǎo)出電網(wǎng)業(yè)務(wù)中臺(tái)技術(shù)支撐能力。

服務(wù)設(shè)計(jì)：依托數(shù)據(jù)服務(wù)識(shí)別過(guò)程中形成的數(shù)據(jù)服務(wù)模型，構(gòu)建對(duì)外開放的數(shù)據(jù)中臺(tái)服務(wù)接口，給出不同數(shù)據(jù)服務(wù)中心的數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)。

服務(wù)實(shí)現(xiàn)：根據(jù)電力信息系統(tǒng)代碼開發(fā)規(guī)范、業(yè)界微服務(wù)開發(fā)典型實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)接口的代碼業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計(jì)、開發(fā)以及測(cè)試。

服務(wù)治理：數(shù)據(jù)服務(wù)運(yùn)行全程調(diào)用日志、運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、鏈路跟蹤數(shù)據(jù)，分析服務(wù)運(yùn)行調(diào)用效率。當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)存在依賴關(guān)系太多時(shí)，該數(shù)據(jù)服務(wù)則為不穩(wěn)定服務(wù)需要進(jìn)行優(yōu)化；當(dāng)服務(wù)調(diào)用頻率，響應(yīng)速度較快，說(shuō)明該服務(wù)滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主要需求；該服務(wù)上線后無(wú)業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用，說(shuō)明該服務(wù)屬于偽需求，不存在使用者。通過(guò)服務(wù)治理，可以發(fā)現(xiàn)服務(wù)之間的血緣關(guān)系，通過(guò)服務(wù)之間的關(guān)系，判斷服務(wù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，更加可靠的運(yùn)維服務(wù)。

2.3 服務(wù)構(gòu)建

數(shù)據(jù)分析服務(wù)的完整構(gòu)建流程包括從需求收集到服務(wù)下線共8 個(gè)環(huán)節(jié)，電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)構(gòu)建流程如圖3 所示。

圖3 電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)構(gòu)建

電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)涵蓋電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)需求收集、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)設(shè)計(jì)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)開發(fā)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)第三方測(cè)試、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)對(duì)外發(fā)布、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)更新、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)下線。

2.4 服務(wù)應(yīng)用

基于業(yè)務(wù)需求，服務(wù)提供者開發(fā)數(shù)據(jù)分析服務(wù)，在統(tǒng)一門戶中進(jìn)行編目發(fā)布。服務(wù)使用者通過(guò)查詢，獲取所需服務(wù)信息，經(jīng)授權(quán)后，調(diào)用相應(yīng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)，獲取分析算法模型或分析成果數(shù)據(jù)集。服務(wù)使用者可對(duì)服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，為服務(wù)優(yōu)化提供依據(jù)和參考。服務(wù)管理者進(jìn)行相應(yīng)的服務(wù)監(jiān)控與維護(hù)管理工作。數(shù)據(jù)分析服務(wù)應(yīng)用流程如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)分析服務(wù)應(yīng)用流程

基于電網(wǎng)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)提取數(shù)據(jù)分析服務(wù)新需求，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析腳本開發(fā)，并將分析過(guò)程或分析結(jié)果等封裝成服務(wù)；服務(wù)注冊(cè)/注銷：將服務(wù)注冊(cè)于數(shù)據(jù)分析服務(wù)目錄，或根據(jù)業(yè)務(wù)需求變化要求，從目錄注銷；服務(wù)編目：根據(jù)服務(wù)元數(shù)據(jù)信息，對(duì)服務(wù)編排目錄層級(jí)位置；服務(wù)發(fā)布：更新或調(diào)整目錄結(jié)構(gòu)及服務(wù)信息后，正式對(duì)外發(fā)布，供服務(wù)使用者獲取最新服務(wù)信息；服務(wù)檢索：數(shù)據(jù)分析服務(wù)使用者，在數(shù)據(jù)中臺(tái)上進(jìn)行服務(wù)檢索，尋找需要的數(shù)據(jù)分析服務(wù)；服務(wù)發(fā)現(xiàn)：數(shù)據(jù)分析服務(wù)使用者尋找到所需的服務(wù)，獲取服務(wù)元數(shù)據(jù)信息及服務(wù)調(diào)用、使用方式；服務(wù)評(píng)價(jià)：反饋電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務(wù)的質(zhì)量、安全等問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

本文依托國(guó)網(wǎng)安徽電力公司數(shù)據(jù)中臺(tái)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證[9-10]，模擬驗(yàn)證數(shù)據(jù)在線服務(wù)流程，在配置后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)解析流程后，數(shù)據(jù)在線服務(wù)訪問(wèn)過(guò)涉及到數(shù)據(jù)校驗(yàn)、唯一性判斷、查詢服務(wù)、修改服務(wù)、刪除服務(wù)等，配套工具通過(guò)腳本方式實(shí)現(xiàn)服務(wù)實(shí)例化，與具體的主數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)聯(lián)應(yīng)用，數(shù)據(jù)在線服務(wù)滿足相關(guān)要求。具體驗(yàn)證效果如圖5 所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)當(dāng)前電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要，本文提出了基于國(guó)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)在線服務(wù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用解決方案，設(shè)計(jì)了面向電網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析服務(wù)總體架構(gòu)，闡述了服務(wù)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了服務(wù)構(gòu)建關(guān)鍵步驟和服務(wù)應(yīng)用的流程，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)在線服務(wù)方案的可行性。