大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)研究

吳登

摘要：電力系統(tǒng)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行并不是想象中那么容易，雖說當(dāng)前社會科技不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)生產(chǎn)的條件變得越來越好。但是電力系統(tǒng)生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行還未完全落實。這是因為電力行業(yè)信息通信技術(shù)特殊性使然，故障風(fēng)險時有發(fā)生。一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會受損，將會造成嚴重的后果。電力信息通信預(yù)警技術(shù)的存在就是為了對電力信息通信系統(tǒng)的運行情況進行實時監(jiān)督，其是現(xiàn)階段電力信息通信系統(tǒng)運維工作順利開展的重要保障措施?；诖?，有必要對大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)相關(guān)內(nèi)容進行分析，可供參閱。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);電力信息;通信;預(yù)警技術(shù)

1電力信息通信預(yù)警的意義

在電力信息通信行業(yè)當(dāng)中，故障風(fēng)險發(fā)生具有強耦合性，當(dāng)某個信息設(shè)備或者系統(tǒng)受到的故障破壞、惡意攻擊時，會使得大量終端設(shè)備的采集功能、監(jiān)測能力受到影響，進而造成電力系統(tǒng)物理空間設(shè)備無法正常運行。目前雖然電力信息通信技術(shù)發(fā)展迅速，近年來建設(shè)了多個電力信息運維監(jiān)測和管理系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)運維工作提供了強大的支撐，但是電力信息通信網(wǎng)絡(luò)中的運行數(shù)據(jù)采集缺乏統(tǒng)一有效的手段，數(shù)據(jù)全面性、準確性以及效率都有很多不足，并且各種監(jiān)控告警信息非常分散，導(dǎo)致信息通信運行中發(fā)生的問題往往只能被動響應(yīng)，無法通過基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)、信息系統(tǒng)實時運行狀況和歷史運行狀況的信息系統(tǒng)風(fēng)險預(yù)警模型進行運行故障的全面監(jiān)測與趨勢預(yù)測，嚴重影響了業(yè)務(wù)的正常開展。近年來，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，電力信息通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)逐漸趨于成熟，各種電力設(shè)備的種類和數(shù)量也在不斷地增加，大數(shù)據(jù)的特點也在逐漸的凸顯出來，因此在保證電力信息通信系統(tǒng)正常運行方面也有著更多的可能。在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上研究出的電力信息通信預(yù)警技術(shù)，能夠?qū)νㄐ棚L(fēng)險的隱患有著非常全面的感知，能夠及時發(fā)現(xiàn)電力信息通信網(wǎng)絡(luò)中存在的潛在隱患，這樣就能夠及時剔除隱患，盡可能保證電力系統(tǒng)運行過程的流暢，同時還能提高整個電力信息通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

2基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信預(yù)警技術(shù)研究

2.1基于大數(shù)據(jù)電力信息通信風(fēng)險分析及預(yù)警架構(gòu)

在大數(shù)據(jù)的發(fā)展過程中，主要有兩個開源的大數(shù)據(jù)處理平臺，分別是Hadoop和Spark，這兩個平臺在近些年得到了非?？焖俚陌l(fā)展，同時也出現(xiàn)了多種相關(guān)的應(yīng)用。首先在Hadoop大數(shù)據(jù)處理平臺上，支持大規(guī)模的數(shù)據(jù)集群操作，通過集群的方式能夠?qū)崿F(xiàn)對多個以及上千個節(jié)點的計算，在計算的過程中，計算速度會隨著集群數(shù)量的增加而不斷加快，這樣就能夠在一定程度上解決傳統(tǒng)日志分析系統(tǒng)無法處理海量日志數(shù)據(jù)信息的問題，但是在該數(shù)據(jù)處理平臺，并不適合應(yīng)用于實時數(shù)據(jù)的處理。而Hadoop則無需擔(dān)心這一問題。平臺設(shè)計師在設(shè)計前就已經(jīng)考慮到的這一可能，設(shè)計師采用并行執(zhí)行機制，真正滿足了需要。Hadoop具有可靠性，當(dāng)出現(xiàn)計算元素和儲存失敗的情況下平臺會自動進行多個工作數(shù)據(jù)副本維護，另外還會針對失敗的節(jié)點重新進行分布處理。之所以將其運用到大數(shù)據(jù)處理中是因為它具有非常明顯的優(yōu)勢，在數(shù)據(jù)提取變形和加載方面作用非常明顯。當(dāng)然，Hadoop存在一些不足。其不擅長處理實時應(yīng)用。Spark是通用并行框架，與Hadoop極為相似。不過它在實時處理方面明顯要比Hadoop更有優(yōu)勢，在某些工作負載方面也表現(xiàn)得更為優(yōu)越。

2.2基于大數(shù)據(jù)的電力信息通信數(shù)據(jù)處理

在數(shù)據(jù)處理框架中完成對各類日志的匯聚、處理和集中管理，其中日志收集模塊采集各自不同系統(tǒng)的日志、網(wǎng)絡(luò)日志以及防火墻日志等，采用Hive建立業(yè)務(wù)分析模型，實現(xiàn)日志的智能多維度查詢，完成對數(shù)據(jù)的初步清洗。在數(shù)據(jù)存儲層完成對數(shù)據(jù)的進一步清洗和轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)分類存儲于HDFS中，利用Sqoop工具將數(shù)據(jù)從HDFS中導(dǎo)出到Oracle中。最后按照業(yè)務(wù)分類對日志的關(guān)鍵字進行統(tǒng)一分析，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)完成相關(guān)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析和模式挖掘，采用數(shù)據(jù)清洗和壓縮歸并等手段對系統(tǒng)指標、安全狀況以及運行狀態(tài)的實時動態(tài)預(yù)警信息進行判定，最終在對預(yù)警信息進行深入分析的基礎(chǔ)上實現(xiàn)電網(wǎng)信息通信系統(tǒng)的主動預(yù)警。為了實現(xiàn)對客服工單數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、文本挖掘、聚類分析，進一步輔助用戶決策，采用了大數(shù)據(jù)可視化工具Tableau進行數(shù)據(jù)分析，并對信息通信系統(tǒng)設(shè)計相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析頁面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可視化展示，對項目數(shù)據(jù)進行全方位的科學(xué)分析來評估信息通信運維效果。

2.3建立通信預(yù)警系統(tǒng)

1）建模系統(tǒng)。建模系統(tǒng)就是負責(zé)對基本功能的測試，同時還包括一些重要參數(shù)的設(shè)置以及算法模型的驗證等;2）實時系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要負責(zé)實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障就會立即發(fā)出警報。此外，建模系統(tǒng)一般都是有自己獨有的數(shù)據(jù)庫，其中存儲的內(nèi)容大多都是建模系統(tǒng)內(nèi)的模型，這能為實時系統(tǒng)的有效運行帶來一定的保障作用。

建模系統(tǒng)的設(shè)計主要分為三個階段，分別是數(shù)據(jù)預(yù)處理階段、數(shù)據(jù)建模模塊以及數(shù)據(jù)測試模塊，1）數(shù)據(jù)預(yù)處理階段。該環(huán)節(jié)的工作一般都是針對以往留存的故障數(shù)據(jù)而言的，在整個過程中涉及到對故障數(shù)據(jù)的刪除、規(guī)范化處理等，該階段的所有工作都是要在大數(shù)據(jù)平臺上完成的，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)一般會被應(yīng)用于數(shù)據(jù)建模模塊以及數(shù)據(jù)測試模塊之中;2）數(shù)據(jù)建模模塊。該模塊在設(shè)計過程中的重點內(nèi)容就是故障知識庫的建立，這也是該系統(tǒng)的核心內(nèi)容，會對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生一定的影響，在知識庫中一般要對各類知識都進行存儲，這些知識對后期決策工作的開展有著非常重要的作用;3）數(shù)據(jù)測試模塊。該模塊的主要作用就是實現(xiàn)對模型的精準測試，整個模塊都能夠利用數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，對模塊中存在的參數(shù)進行更加深入的挖掘和分析。在整個風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)建立完成之后，需要操作人員對預(yù)警系統(tǒng)的進行科學(xué)的測試，這能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題，在這些問題的基礎(chǔ)上進行不斷的系統(tǒng)優(yōu)化，使其能夠滿足各項需求。

2.4優(yōu)化大數(shù)據(jù)電力信息通信預(yù)警技術(shù)

在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加強對預(yù)警技術(shù)的研究是時代發(fā)展的趨勢，因此為了更好地適應(yīng)電力企業(yè)的發(fā)展需求，我們要能夠加強大數(shù)據(jù)與預(yù)警技術(shù)的研究力度，可以利用數(shù)據(jù)本身的變化情況以及外部需求因素的影響規(guī)律來進行深入的分析和研究，這樣就能夠?qū)收显蜻M行更加詳細的發(fā)內(nèi)心。趨勢預(yù)測也是預(yù)警技術(shù)應(yīng)用中一個非常重要的內(nèi)容，也是需要在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進一步開展，但是由于信息通信網(wǎng)絡(luò)具有一定的不確定性，因此通常預(yù)測工作需要在特定的條件下才能夠開展。

3結(jié)語

總之，電力信息通信預(yù)警技術(shù)的存在就是為了保證電力系統(tǒng)的正常運行，能夠在電力系統(tǒng)實際運行的過程中，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部可能存在的安全隱患，將這些隱患以信號傳遞的方式呈現(xiàn)出來，使得工作人員可以采取相關(guān)的措施來進行進一步的排查。電網(wǎng)公司要努力研究，在此方面下足功夫。國家電網(wǎng)公司正在致力于提升電力系統(tǒng)的服務(wù)能力。具體情況變得越發(fā)復(fù)雜，電網(wǎng)建設(shè)進一步發(fā)展的同時伴隨著相應(yīng)的問題。信息通信風(fēng)險預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建是一項重要工作。

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