電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景開發(fā)及試點應用

陳家靜，陳小龍，張 婷

（國網(wǎng)合肥供電公司，安徽 合肥 237000）

0 引 言

電力通信網(wǎng)是智能電網(wǎng)的通信專用網(wǎng)絡，是電網(wǎng)運營的核心業(yè)務板塊，是維持電網(wǎng)穩(wěn)定的重要基礎，與企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動有著緊密的聯(lián)系，一旦發(fā)生安全事故將會對企業(yè)的財產(chǎn)和工作人員的生命安全產(chǎn)生威脅。當下的電力通信網(wǎng)依舊通過事故發(fā)生之后報警處理的方式進行網(wǎng)絡維護，這無法有效保證電力通信網(wǎng)的穩(wěn)定運營，因此將大數(shù)據(jù)技術與電力通信網(wǎng)相結合的模式就此應運而生[1]。

1 電力通信網(wǎng)現(xiàn)狀

在多年電力通信網(wǎng)絡方面建設的過程中沉淀了很多的電力通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，其中包括設備的性能數(shù)據(jù)、設備的參數(shù)數(shù)據(jù)、設備的運營維護數(shù)據(jù)以及相關專業(yè)通信數(shù)據(jù)等。因為沒有有效的電力通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)分析的能力，導致發(fā)生投入的人力、物力以及財力等資源與獲得相應電力通信網(wǎng)絡信息的能力不對等的現(xiàn)象，這樣也無法獲取有價值的電力通信網(wǎng)絡信息，嚴重影響了通信信息建設的發(fā)展進度和效果。

電力通信網(wǎng)絡的高速發(fā)展，使電力通信行業(yè)的業(yè)態(tài)迅速擴大，電力通信網(wǎng)絡的組成結構變得豐富，致使通信故障問題發(fā)生后不易被發(fā)現(xiàn)。電力通信網(wǎng)絡的管理與監(jiān)測目前大部分依靠電力通信網(wǎng)絡相關工作人員的從業(yè)經(jīng)驗，這是極其不科學的預警方式，因此當下電力通信網(wǎng)絡行業(yè)處理問題的方式，依舊是事后預警的形式，即發(fā)生通信故障后相關電力通信網(wǎng)絡專業(yè)工作人員才會發(fā)現(xiàn)通信故障的問題，這影響了通信行業(yè)整體運行的安全性能和穩(wěn)定性能，所以急需將電力通信網(wǎng)絡進行改革，電力通信網(wǎng)絡與大數(shù)據(jù)相結合的方式恰到好處[2]。

現(xiàn)在的電力通信網(wǎng)絡中，主要依靠電力通信管理系統(tǒng)為電力通信網(wǎng)絡的升級和光纜與設備故障點位的確定提供通信信息。缺少對電力通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)資源的實時收集時，致使電力通信網(wǎng)絡設備勞損且電力通信網(wǎng)絡相關故障信息很難被監(jiān)測到，缺少對電力通信網(wǎng)絡相關業(yè)務數(shù)據(jù)的收集時，致使電力通信網(wǎng)絡資源的建設無法得到有效的電力通信網(wǎng)絡信息支持，而缺少外界氣象相關信息數(shù)據(jù)的支持將致使很難防控光纜在惡劣天氣下發(fā)生損壞。

2 電力通信網(wǎng)應用方向分析

電力通信網(wǎng)應用方向分析包括電力通信網(wǎng)可靠程度分析、電力通信網(wǎng)性能與預警分析、電力通信網(wǎng)覆冰、晃動、雷擊預警分析、設備壽命時長分析、電力通信網(wǎng)實時流量監(jiān)控與分析以及電力通信網(wǎng)場景可視化分析6個方面的分析工作。

2.1 電力通信網(wǎng)可靠程度分析

通過收集影響電力通信網(wǎng)可靠程度的因素，運用特點選擇和目標數(shù)據(jù)尋找等算法得到影響電力通信網(wǎng)可靠程度的因素，通過運用電力通信網(wǎng)相關性數(shù)據(jù)分析的算法對電力通信網(wǎng)進行管理，又通過分析電力通信網(wǎng)不確定性因素知道相關數(shù)據(jù)指標，得到影響電力通信網(wǎng)可靠程度的相關數(shù)據(jù)，從而對電力通信網(wǎng)的可靠程度進行綜合打分[3]。

2.2 電力通信網(wǎng)性能與預警分析

根據(jù)整理電力通信網(wǎng)各組成成分之間的互補關系和銜接關系，參考電力通信網(wǎng)傳輸性能監(jiān)測的相關指標，了解電力通信網(wǎng)相關規(guī)則的關聯(lián)和時間上的順序關系，結合電力通信網(wǎng)離群點檢測和電力通信網(wǎng)可靠程度的綜合打分情況，實現(xiàn)對電力通信網(wǎng)相關資源的多角度的監(jiān)控工作。

2.3 電力通信網(wǎng)覆冰、晃動、雷擊預警分析

通過監(jiān)測電力通信網(wǎng)所處地區(qū)周圍環(huán)境天氣情況，了解電力通信網(wǎng)所處地區(qū)的降雨情況、溫度情況、大風、雷電以及冰雹等氣象信息，并根據(jù)電力通信網(wǎng)所處地區(qū)的地理環(huán)境信息和電力通信網(wǎng)歷史檢修情況，使用決策樹和相關組合算法，對電力通信網(wǎng)遭受覆冰、晃動以及雷擊等情況進行預警。從而提升電力通信網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

2.4 設備壽命時長分析

根據(jù)對電力通信網(wǎng)相關設備的臺賬、缺陷單及其相關報告等數(shù)據(jù)的整理，使用相關資料文本尋找技術，篩選電力通信網(wǎng)相關設備臺賬、缺陷單及其相關報告的關鍵字，尋找電力通信網(wǎng)相關設備的缺陷和其制造商的信息、使用時間、運行情況以及周圍環(huán)境等的相關關系與運行規(guī)則，檢測電力通信網(wǎng)相關設備整體的運行缺陷，并通過分析電力通信網(wǎng)制造商的信息，對電力通信網(wǎng)制造商進行綜合考量打分，為電力通信網(wǎng)相關設備的綜合運行和缺陷檢測提供重要的考量標準[4]。

2.5 電力通信網(wǎng)實時流量監(jiān)控與分析

通過分析網(wǎng)管系統(tǒng)采集鏈路的吞吐量、丟包率以及延時等關鍵數(shù)據(jù)信息，達到對電力通信網(wǎng)實時流量監(jiān)控的重要目標。對電力通信網(wǎng)實時流量進行分析的重要指標是鏈路和出口的流量態(tài)勢、流向以及時間段。此外，也可以通過分析電力通信網(wǎng)相關業(yè)務流量，實現(xiàn)對電力通信網(wǎng)實時流量的監(jiān)控與分析。

2.6 電力通信網(wǎng)場景可視化分析

通過運用電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)可視化技術，對電力通信網(wǎng)通信基站、電力通信網(wǎng)光纜以及電力通信網(wǎng)相關設備進行分級，并實現(xiàn)對電力通信網(wǎng)通信基站、電力通信網(wǎng)光纜以及電力通信網(wǎng)相關設備的全過程監(jiān)視工作，營造電力通信網(wǎng)實時活動的大規(guī)模工作場景[5]。

3 電力通信網(wǎng)技術選擇及場景分析

電力通信網(wǎng)技術主要包括電力通信網(wǎng)組成技術、電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)儲存技術、電力通信網(wǎng)內(nèi)存計算機技術、電力通信網(wǎng)分類預測挖掘技術、電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則分析技術以及電力通信網(wǎng)離群點分析技術6個方面。

3.1 電力通信網(wǎng)組成技術

電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)平臺是電力通信網(wǎng)應用場景開發(fā)的主要基礎，根據(jù)電力通信網(wǎng)的相關功能組成可分為電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)收集、電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)的集成和管理、電力通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)儲存以及電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)計算幾個方面。

3.2 電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)儲存技術

電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)儲存技術是使用多種儲存形式共存，通過分析電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)的類型，并對其進行相關形式電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)儲存的技術。結構化的數(shù)據(jù)使用傳統(tǒng)關系的有關數(shù)據(jù)進行儲存，對于半結構化的數(shù)據(jù)采用其他方式進行儲存，而引入的電力通信網(wǎng)外界數(shù)據(jù)需要通過分布式儲存技術進行儲存[6]。

3.3 電力通信網(wǎng)內(nèi)存計算機技術

在對電力通信網(wǎng)進行性能監(jiān)測和電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)的流量監(jiān)測時，需要分析電力通信網(wǎng)的大數(shù)據(jù)場景。由于對這一分析技術的要求十分嚴格，因此需要使用電力通信網(wǎng)內(nèi)存計算機技術，只有這樣才能夠對需要實時分析統(tǒng)計的電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)信息進行合理、實時且準確的電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)分析。

3.4 電力通信網(wǎng)分類預測挖掘技術

電力通信網(wǎng)分類預測挖掘技術指的是運用電力通信網(wǎng)相關的數(shù)據(jù)模型對電力通信網(wǎng)相關信息進行分類整理并及時預警的技術。決策樹分類法、最近鄰分類法、貝葉斯分類法以及支持向量機分類法等是電力通信網(wǎng)分類預測挖掘技術的幾個重要組成方法。通過運用以上各種電力通信網(wǎng)分類預測挖掘技術可以有效分析惡劣天氣導致電力通信網(wǎng)光纜故障的原因及部位，從而提升電力通信網(wǎng)各項預測的精準度[7]。

3.5 電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則分析技術

電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則的強度可以用電力通信網(wǎng)支持度和電力通信網(wǎng)置信度來表現(xiàn)，電力通信網(wǎng)支持度可以根據(jù)電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)的出現(xiàn)頻率確定電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則，而電力通信網(wǎng)置信度是鑒定兩個不同事物中其中一種在另一種事物中出現(xiàn)的頻繁程度。

電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則的運用可以在電力通信網(wǎng)設備發(fā)生故障時檢修電力通信網(wǎng)設備的故障。通過在電力通信網(wǎng)設備的運行和電力通信網(wǎng)的結構等方面進行電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則數(shù)據(jù)的計算可以知道電力通信網(wǎng)設備故障的檢修、電力通信網(wǎng)設備的運行以及電力通信網(wǎng)的結構等方面的聯(lián)系規(guī)則，通過運用電力通信網(wǎng)聯(lián)系規(guī)則技術可以使電力通信網(wǎng)更好地為社會提供服務。

3.6 電力通信網(wǎng)離群點分析技術

電力通信網(wǎng)離群點指的是電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)包含某些數(shù)據(jù)對象，這些數(shù)據(jù)對象是集中包含的，且與電力通信網(wǎng)一般數(shù)據(jù)模型相違背。一般在監(jiān)測電力通信網(wǎng)設備性能和電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的時候，需要對電力通信網(wǎng)設備性能和電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)流量進行電力通信網(wǎng)離群點分析[8]。以這種方式判斷電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)的錯誤與否，從而方便篩選出錯誤的電力通信網(wǎng)數(shù)據(jù)，同時需要在進行電力通信網(wǎng)相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計工作時排出不必要的影響因素，從而保證電力通信網(wǎng)離群點分析的準確性。

4 電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景范例

以電力通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)為基礎，通過收集傳輸網(wǎng)性能數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡性能數(shù)據(jù)以及外界電力氣象分析數(shù)據(jù)，運用大數(shù)據(jù)儲存和計算機技術，達到對電力通信網(wǎng)絡光纜性能的監(jiān)測預警、電力通信網(wǎng)絡的重要保障監(jiān)測、電力通信網(wǎng)絡設備使用壽命的分析以及電力通信網(wǎng)絡可靠程度的分析等功能。電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)的部分應用場景如下。

4.1 電力通信光纜性能的監(jiān)測和預警分析

通過收集光纜的相關性能信息數(shù)據(jù)和相關外界氣象信息數(shù)據(jù)完成對電力通信光纜勞損情況的及時監(jiān)測，從而分析電力通信光纜勞損的具體原因和電力通信光纜勞損相關發(fā)展動態(tài)，為電力通信光纜的維修提供有效信息數(shù)據(jù)的支持。通過監(jiān)測電力通信光纜外界氣象情況，從而對電力通信光纜可能發(fā)生故障的情況進行預警，減小可能因外界惡劣氣象因素引起的電力通信光纜發(fā)生故障的風險。電力通信光纜性能監(jiān)測和預警分析的主要功能是是實現(xiàn)對電力通信光纜性能的監(jiān)測、電力通信光纜的故障預警以及電力通信光纜覆冰和晃動等的監(jiān)測和預警。

4.2 電力通信傳輸網(wǎng)性能的監(jiān)測和預警分析

通過收集電力通信設備相關的性能數(shù)據(jù)，達到對電力通信傳輸網(wǎng)性能動態(tài)情況的及時監(jiān)測，預測光路與光設備性能相關數(shù)據(jù)的動態(tài)變化，為電力通信設備故障的預警和維護提供輔助作用。電力通信傳輸網(wǎng)性能監(jiān)測和預警分析的主要功能是實現(xiàn)電力通信傳輸設備和光路性能的動態(tài)監(jiān)測、電力通信傳輸設備與光路預警的分析以及對電力通信設備運行環(huán)境的判定。

5 結 論

電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景的開發(fā)可以實時了解通信網(wǎng)絡的狀態(tài)、變化以及業(yè)務情況，增強了通信資源的自我優(yōu)化能力，提升了處理故障的效率，使傳統(tǒng)電力通信網(wǎng)換發(fā)新的生機。在實際的應用電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)的過程中，必須了解電力通信網(wǎng)現(xiàn)狀，分析電力通信網(wǎng)的應用方向，了解電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)應用場景范例，從而能夠更好地應用電力通信網(wǎng)大數(shù)據(jù)，為社會帶來巨大改變。