大數(shù)據(jù)可視化監(jiān)控系統(tǒng)在電網(wǎng)集控運(yùn)維中的應(yīng)用

張黎

摘要：為全面深化黨的群眾路線教育實(shí)踐，落實(shí)公司“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”和“五位一體”建設(shè)要求，堅(jiān)持“你用電，我關(guān)注”的服務(wù)理念，構(gòu)建以客戶為導(dǎo)向、方便快捷、高效運(yùn)行的監(jiān)控體系，通過(guò)設(shè)置一系列監(jiān)控點(diǎn)，使運(yùn)監(jiān)部門能夠快速定位不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)運(yùn)行中出現(xiàn)的超時(shí)、異常等問(wèn)題，并及時(shí)通知相應(yīng)業(yè)務(wù)部門進(jìn)行處理，最終落實(shí)“以運(yùn)營(yíng)監(jiān)管為中心，各業(yè)務(wù)部門聯(lián)動(dòng)的“業(yè)務(wù)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)”，為快速推進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目、關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的運(yùn)行提供有力支撐，進(jìn)一步提升客戶滿意度，為樹(shù)立國(guó)家電網(wǎng)品牌形象，國(guó)家電網(wǎng)品牌服務(wù)文化的傳播，起到了積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化;監(jiān)控系統(tǒng);電網(wǎng)集中控制運(yùn)維;應(yīng)用;分析

1數(shù)據(jù)可視化總體研究

1.1電力數(shù)據(jù)分析的需求

電力數(shù)據(jù)是能給社會(huì)發(fā)展帶來(lái)重要價(jià)值的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。但是，對(duì)于這些數(shù)據(jù)的處理，就需要研究比較各種數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最合適的數(shù)據(jù)處理方案。電力行業(yè)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，但是，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的增加，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化方面也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。對(duì)電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)管理和可視化，可以通過(guò)歷年來(lái)的電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)情況和投資建設(shè)情況來(lái)進(jìn)行未來(lái)的資金投入比例的調(diào)整，有利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的更好發(fā)展。

1.2電力數(shù)據(jù)可視化的需求

電力數(shù)據(jù)的可視化主要涉及到電網(wǎng)的基本投資建設(shè)、發(fā)展規(guī)模以及企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益等發(fā)展情況，對(duì)于不同種類的需求的數(shù)據(jù)，需要采用合適的圖表來(lái)進(jìn)行展示，比如一些基本的圖表展示方式，折線圖可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì);餅狀圖可以用來(lái)展現(xiàn)各類數(shù)據(jù)所占的比例;柱狀圖可以直觀的對(duì)比各類數(shù)據(jù)的數(shù)量對(duì)比關(guān)系;等等。上述簡(jiǎn)單圖表在日常生活中經(jīng)常用到，但是對(duì)于電力大數(shù)據(jù)的展示，上述簡(jiǎn)單圖表只能展示一些比較基礎(chǔ)的信息，隨著數(shù)據(jù)量的增加，一方面，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)可視化工具很難迅速的同時(shí)展示海量的數(shù)據(jù)，另一方面，對(duì)于海量數(shù)據(jù)的展示也會(huì)存在數(shù)據(jù)重疊、表達(dá)性弱等問(wèn)題，無(wú)法達(dá)到用戶想要直觀的看到數(shù)據(jù)信息的要求。

1.3數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的選擇

基于電力行業(yè)數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)維度高和數(shù)值密集性等特點(diǎn)，數(shù)據(jù)的展示采用基于幾何的可視化技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性分析或聚類分類問(wèn)題等研究。在基于幾何的可視化技術(shù)中，對(duì)于不同情況采用不同的圖表來(lái)進(jìn)行展示。對(duì)于低維度數(shù)據(jù)的展示，則充分利用各種類型的圖表進(jìn)行展示，比如，通過(guò)折線圖來(lái)展示發(fā)展趨勢(shì)，餅狀圖展示各部分的比例情況等等。對(duì)于高維數(shù)據(jù)的展示，則需要通過(guò)一些技術(shù)手段將高維的數(shù)據(jù)展示在低維度的平面中。散點(diǎn)圖適用于顯示若干數(shù)據(jù)系列中各數(shù)值之間的關(guān)系，類似于二維平面的橫縱坐標(biāo)軸，用于判斷兩變量之間是否存在某種關(guān)聯(lián)。對(duì)于處理值的分布和數(shù)據(jù)點(diǎn)的分簇，散點(diǎn)圖都很理想。但是散點(diǎn)圖對(duì)數(shù)據(jù)樣本的重復(fù)映射率比較高，對(duì)于極大維度的展示會(huì)呈現(xiàn)混亂情況，需要用戶進(jìn)行縮放和移動(dòng)來(lái)調(diào)整圖表樣式。

2實(shí)施“數(shù)據(jù)可視化運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)”

2.1項(xiàng)目監(jiān)控

實(shí)施市、縣兩級(jí)項(xiàng)目進(jìn)度監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目未創(chuàng)建、記賬逐月減少、記賬支出超預(yù)算等異常變化。

2.2行業(yè)擴(kuò)張過(guò)程監(jiān)控

輸出現(xiàn)場(chǎng)踏勘、批復(fù)供電計(jì)劃、設(shè)計(jì)文件審核、中間檢查、竣工驗(yàn)收、電表安裝、送電線路用戶超時(shí)清單。監(jiān)控過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)。

2.3投訴處理過(guò)程的監(jiān)控

輸出接到投訴的客戶名單，接收訂單，聯(lián)系客戶，處理投訴，發(fā)回鏈接超時(shí)列表。監(jiān)測(cè)過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)以及各單位之間的差異。

2.4客戶儀表校準(zhǔn)申請(qǐng)的過(guò)程監(jiān)控

輸出驗(yàn)收、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)、發(fā)布檢驗(yàn)結(jié)果環(huán)節(jié)超時(shí)用戶名單。監(jiān)測(cè)過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)以及各單位之間的差異。

2.5產(chǎn)能削減過(guò)程監(jiān)控

監(jiān)測(cè)過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)以及各單位之間的差異。

2.6配電網(wǎng)故障檢修

業(yè)務(wù)受理、接單派工、到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)、工作表審核、回訪歸檔環(huán)節(jié)超時(shí)用戶名單。監(jiān)測(cè)過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)以及各單位之間的差異。

2.7停電計(jì)劃

停電申請(qǐng)票提交、配電網(wǎng)停電方案公告、實(shí)際停電、實(shí)施停電環(huán)節(jié)客戶名單。監(jiān)測(cè)過(guò)程的總長(zhǎng)度、每個(gè)環(huán)節(jié)的長(zhǎng)度和時(shí)間分布、變化趨勢(shì)以及

各單位之間的差異。

3系統(tǒng)構(gòu)建與功能模塊

3.1數(shù)據(jù)可視化的意義

大數(shù)據(jù)可視化分析是指利用支持信息可視化的用戶界面和支持分析過(guò)程的人機(jī)交互，以及對(duì)大數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析和挖掘，有效地將計(jì)算能力與人類認(rèn)知能力融合，獲得對(duì)大型復(fù)雜數(shù)據(jù)集的洞察。數(shù)據(jù)可視化結(jié)合了人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，在用計(jì)算機(jī)智能分析數(shù)據(jù)的同時(shí)，結(jié)合了人的認(rèn)知能力的優(yōu)勢(shì)，將信息可視化，使人們更直觀、高效地洞察大數(shù)據(jù)背后的信息、知識(shí)和智慧。

3.2系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

本文設(shè)計(jì)了四層系統(tǒng)模塊，分別是：第一層大數(shù)據(jù)采集與訪問(wèn);第二層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，本文采用的存儲(chǔ)技術(shù)是利用當(dāng)前的云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ);第三層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、挖掘、計(jì)算、管理，提供數(shù)據(jù)備份安全服務(wù)和專家分析、算法庫(kù)等分析服務(wù);第四個(gè)層次是融合分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則等數(shù)據(jù)算法后得到的信息通過(guò)圖形化顯示。

3.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)重點(diǎn)

第三層和第四層是數(shù)據(jù)可視化的關(guān)鍵技術(shù)。第三層是算法。本文并沒(méi)有使用單一的算法來(lái)適用于所有的模塊，而是根據(jù)一個(gè)數(shù)據(jù)模塊的特點(diǎn)和需要得出的結(jié)論，采用最適合這個(gè)數(shù)據(jù)模塊的算法，本文采用的算法有hadoop，MapReduce，全過(guò)程數(shù)據(jù)處理，大數(shù)據(jù)因果分析算法、自推薦自適應(yīng)生命周期數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)集技術(shù)和混合計(jì)算技術(shù)。第四層的重點(diǎn)是：介紹先進(jìn)的可視化技術(shù)，如文本可視化、時(shí)空可視化、多維可視化、多尺度、多聚焦、多側(cè)面顯示等。

3.4系統(tǒng)功能模塊實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)構(gòu)建了5個(gè)功能模塊，包括統(tǒng)計(jì)分析中心、趨勢(shì)預(yù)警中心、智能搜索中心、全景圖像中心、可視化顯示中心。提高了實(shí)時(shí)監(jiān)控的自動(dòng)化水平、運(yùn)維的智能化水平、供電的可靠性和穩(wěn)定性、人員和設(shè)備的安全性、人力物力的投入、節(jié)能增效。

4本系統(tǒng)的新關(guān)鍵技術(shù)

4.13D建模

該系統(tǒng)采用無(wú)人機(jī)技術(shù)，利用無(wú)人機(jī)上的街景全景攝像頭+無(wú)人機(jī)GPS，獲取三維地表信息，作為三維建模的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，其優(yōu)點(diǎn)是獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更豐富、更準(zhǔn)確、方便快捷，建立的模型更準(zhǔn)確。然后建立了設(shè)備模型庫(kù)，利用真實(shí)地形繪制了整個(gè)變電站的三維模型。利用autodesk3dmax軟件工具，根據(jù)給定的建模標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)變電站的設(shè)備、建筑物及周圍地形進(jìn)行了建模。

4.2無(wú)人機(jī)全景圖像的數(shù)據(jù)處理

利用街景全景攝像系統(tǒng)采集全站全景圖像數(shù)據(jù)，采集變電站關(guān)鍵部位的全景圖像數(shù)據(jù)和屬性信息，同時(shí)在圖像中標(biāo)注關(guān)鍵部位的位置信息，通過(guò)多次采樣和圖像融合技術(shù)可以獲得更精確的圖像數(shù)據(jù)。

5可視化人機(jī)交互界面

采用C++語(yǔ)言作為編程語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行編程，構(gòu)建了數(shù)據(jù)可視化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分，實(shí)現(xiàn)了各種功能模塊的人機(jī)交互應(yīng)用，共有4大模塊，如統(tǒng)計(jì)分析中心，趨勢(shì)預(yù)警中心、智能搜索中心和全景影像中心，大模塊下各子模塊的功能實(shí)現(xiàn)，然后通過(guò)采集大數(shù)據(jù)和各種算法計(jì)算出4個(gè)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)圖形化顯示，分為監(jiān)測(cè)設(shè)備信息顯示、監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)顯示、監(jiān)測(cè)分析業(yè)務(wù)顯示、實(shí)時(shí)全景圖像顯示和實(shí)現(xiàn)各界面之間的切換功能，構(gòu)建了數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)。

6結(jié)論

在未來(lái)，人們的決策將越來(lái)越依賴于大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，而不是僅僅依靠人類的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)。推廣數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，可以直觀、實(shí)時(shí)地顯示各設(shè)備的屬性信息、位置坐標(biāo)和數(shù)據(jù)信息，模擬開(kāi)關(guān)操作和生產(chǎn)操作，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、直觀、多視角，對(duì)變電站信息進(jìn)行多級(jí)顯示和管理，從而提高集中控制、變電站綜合監(jiān)控水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙江.礦山不確定性數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].青海師范大學(xué)，2018.