可視化技術(shù)在電力信息系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力在現(xiàn)代社會(huì)能源結(jié)構(gòu)中所占比例越來(lái)越高,已經(jīng)成為保障社會(huì)正常運(yùn)行必不可少的能源之一。自新中國(guó)成立以來(lái),在黨和政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下,我國(guó)電力事業(yè)取得了巨大進(jìn)步,已經(jīng)建成了世界上首屈一指的輸電網(wǎng)絡(luò),西電東送、三峽工程等一系列超級(jí)工程都是保障我國(guó)電力安全運(yùn)行的基石。為了管理規(guī)模龐大的電力網(wǎng)絡(luò),電力部門推廣并使用了大批信息化系統(tǒng),經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,已經(jīng)形成了網(wǎng)絡(luò)化、信息化、高可靠、高安全的電力信息體系,保證了國(guó)家的用電安全。現(xiàn)階段電力信息系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)在于眾多系統(tǒng)的運(yùn)維工作,如何高效保障眾多系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,將各類運(yùn)行數(shù)據(jù)清晰明了地提供給運(yùn)維人員進(jìn)行決策分析,對(duì)于新時(shí)代的電力保障工作而言是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

隨著科學(xué)技術(shù),特別是信息技術(shù)的快速發(fā)展,可視化技術(shù)橫空出世?？梢暬夹g(shù)可以將各類復(fù)雜數(shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)圖表的形式直觀展現(xiàn)出來(lái),將原本抽象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的圖表,方便人們對(duì)數(shù)據(jù)的使用。在電力系統(tǒng)運(yùn)維工作中引入可視化技術(shù),能夠?qū)⑾到y(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)直觀展現(xiàn)出來(lái),通過(guò)統(tǒng)計(jì)圖表的合理設(shè)計(jì),可以清楚反映出各類運(yùn)行參數(shù)的變化趨勢(shì),運(yùn)維人員能夠直觀感受到數(shù)據(jù)的變化,及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù),及時(shí)處理系統(tǒng)異常情況。基于可視化技術(shù),能夠建立起高效、靈活的電力信息系統(tǒng)運(yùn)維管理體系,能夠大大提高電力信息系統(tǒng)的運(yùn)行效率,增強(qiáng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

1可視化技術(shù)介紹

1.1可視化技術(shù)概念

可視化技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)圖形結(jié)合圖像處理技術(shù),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像顯示在顯示設(shè)備上并能夠進(jìn)行交互處理的技術(shù)?？梢暬夹g(shù)主要包括科學(xué)計(jì)算可視化、信息可視化、知識(shí)可視化以及數(shù)據(jù)可視化?？茖W(xué)可視化能夠?qū)⒏鞣N類型和來(lái)源的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)處理方式,轉(zhuǎn)化為直觀的可用的圖像信息,并在顯示設(shè)備中能夠方便展示出來(lái)。信息可視化是一種結(jié)合了科學(xué)可視化、數(shù)據(jù)挖掘、圖像技術(shù)、圖像學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科理論發(fā)展壯大起來(lái)的一種技術(shù)。信息可視化技術(shù)能夠?yàn)槿藗儤?gòu)建出與各類數(shù)據(jù)信息交互的界面,從而幫助人們對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析。

1.2數(shù)據(jù)可視化處理方式

收集或?qū)嶒?yàn)得到的原始數(shù)據(jù)通過(guò)可視化技術(shù)處理最終以圖形或圖像形式展示出來(lái),需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的處理過(guò)程。對(duì)于原始數(shù)據(jù),首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和整理,將原本雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)整理為結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)表,這一過(guò)程稱作數(shù)據(jù)變換。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)變換,原始數(shù)據(jù)中的一些無(wú)效的甚至是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)被清除干凈,有效數(shù)據(jù)根據(jù)其邏輯關(guān)系被整理成一張數(shù)據(jù)表,方便進(jìn)行后續(xù)處理。根據(jù)可視化相關(guān)理論,將數(shù)據(jù)表處理為可視化結(jié)構(gòu)的過(guò)程稱為可視化映射,之后再經(jīng)過(guò)比例縮放、位置定位、圖像尺寸裁剪等過(guò)程,將可視化結(jié)構(gòu)構(gòu)造成可視化視圖,最后再通過(guò)設(shè)置圖形變換參數(shù)等步驟,將視圖最終用于可視化任務(wù)。通過(guò)這樣一系列復(fù)雜過(guò)程,抽象的甚至混亂的數(shù)據(jù)就能夠以直觀的方式進(jìn)行可視化展示。

1.3可視化交互技術(shù)

可視化技術(shù)的另一重點(diǎn)在于為使用者和可視化系統(tǒng)建立交互的通道,使用自然、友好的交互方式實(shí)現(xiàn)使用者與可視化系統(tǒng)的信息與指令傳遞。良好的交互設(shè)計(jì)能夠大大提高可視化系統(tǒng)的使用效率,為使用者提供便捷高效的數(shù)據(jù)檢索、分析和數(shù)據(jù)展示功能。常見的交互技術(shù)有基于草圖的交互、多點(diǎn)觸控交互、手柄交互、手勢(shì)交互等。基于草圖的交互技術(shù),支持使用者將模糊的不規(guī)則的幾何形狀作為輸入方式,對(duì)系統(tǒng)提出使用需求,系統(tǒng)通過(guò)分析使用者輸入的信息,給出相關(guān)處理結(jié)果。這種交互方式為使用者提供了一種直觀的輸入方式,允許使用者對(duì)于某些信息進(jìn)行模糊的圖形化表達(dá),符合人類的交流習(xí)慣,是一種貼近日常習(xí)慣的人機(jī)交互方式。多點(diǎn)觸控交互允許用戶在使用觸摸顯示屏?xí)r,使用多個(gè)手指或多個(gè)用戶一起對(duì)顯示出的圖形圖像進(jìn)行操作,方便輸入復(fù)雜指令?，F(xiàn)代的多點(diǎn)觸控設(shè)備除了能夠支持多點(diǎn)位同時(shí)操作,還可以檢測(cè)使用者對(duì)屏幕施加的壓力、溫度等信息,以便使用者與可視化系統(tǒng)進(jìn)行更深度的交互。手柄交互是利用操作手柄對(duì)可視化系統(tǒng)發(fā)送相關(guān)操作指令的方式,適用于特殊環(huán)境下的系統(tǒng)交互。手勢(shì)交互,依托多點(diǎn)觸控技術(shù),將使用者手部的各種姿態(tài)作為輸入,與可視化系統(tǒng)進(jìn)行交互,這項(xiàng)技術(shù)在觸控設(shè)備中應(yīng)用廣泛,已經(jīng)成為了人機(jī)交互的常用方式。

2可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)運(yùn)維中的應(yīng)用

在我國(guó)龐大的電力信息化系統(tǒng)中,每天都會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析方式在應(yīng)對(duì)如此海量的數(shù)據(jù)時(shí)往往難以獲得良好的效果,因此采用可視化技術(shù)成為一種良好的解決方式。將海量數(shù)據(jù)通過(guò)可視化方式展示,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的全方位、多角度分析,提高了信息系統(tǒng)的可靠性,能夠更好地保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。使用可視化技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維主要包括3個(gè)過(guò)程:

2.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備過(guò)程

電力信息化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包括系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)等,這些數(shù)據(jù)通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄芜M(jìn)行收集,并進(jìn)行初步整理,使其成為易于加工處理的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這就是數(shù)據(jù)準(zhǔn)備過(guò)程。

2.2數(shù)據(jù)發(fā)掘過(guò)程

對(duì)于準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù),要充分利用其價(jià)值,離不開數(shù)據(jù)發(fā)掘過(guò)程。數(shù)據(jù)發(fā)掘是一門計(jì)算科學(xué),依托神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹、關(guān)聯(lián)規(guī)則法等算法,對(duì)數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系、隱藏信息進(jìn)行分析研判,將數(shù)據(jù)按照其相關(guān)關(guān)系組織成易于表現(xiàn)的形式。

2.3數(shù)據(jù)展示

海量數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)復(fù)雜處理后,最終采用直觀的方式展示給使用者,通常采用的方式有統(tǒng)計(jì)表和可視化圖像。其中,可視化圖像是對(duì)數(shù)據(jù)更加直觀表現(xiàn)的一種形式,有助于運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)據(jù),及時(shí)對(duì)系統(tǒng)異常情況進(jìn)行處理,從這個(gè)角度來(lái)講,可視化圖像能夠起到一定的決策輔助作用。統(tǒng)計(jì)圖表是一種比較傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)展示方式,將數(shù)據(jù)制作成二維表、柱狀圖、折線圖等形式展示,這種方式能夠較為清晰地展示出數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì),能夠方便用戶對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況有一個(gè)宏觀把握。

3結(jié)語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,催生了數(shù)據(jù)可視化這一具有極高應(yīng)用價(jià)值的技術(shù),為電力系統(tǒng)的運(yùn)維工作提供了良好的技術(shù)保障。在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)維工作中引入可視化技術(shù),能夠極大地提高運(yùn)維工作效率,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作的精細(xì)化管理,為保障國(guó)家供電安全提供了強(qiáng)有力的支持。