大數據分析技術原理在信息通信調度領域的應用探索

◆劉 赫 羅大勇 王梓蒴

（國網天津市電力公司信息通信公司 天津 310010）

大數據分析技術原理在信息通信調度領域的應用探索

◆劉 赫 羅大勇 王梓蒴

（國網天津市電力公司信息通信公司 天津 310010）

信息通信調度數據的體量大、種類多、復雜度高等特點，與大數據分析處理方法有很高的契合度。本文重點就天津公司對大數據分析方法在信通調度領域的幾點應用進行了說明，對近年運行工作的經驗與教訓進行分析，展示了利用“水平分析法”、“垂直分析”等科學分析法，處理運行維護數據的效果。最后，為大數據分析技術理論在信通調度領域的擴展提出了方法論和實踐方向。

大數據；智能分析；狀態檢修；信息通信調度

0 引言

隨著國家電網公司“兩化”進程的逐步深入，及智能電網建設加快，信息通信專業在公司運營發展中的支撐作用變得愈發明顯。通過不斷的摸索實踐，國家電網公司逐步形成了“兩級三線”信息通信運維模式，并且逐步完成信通一體化建設。天津信息通信調度（以下簡稱“天津信通調度”）深刻踐行信息通信一體化建設精神，實現了信息通信專業在調度層面的深度融合。

2013年12月，電力信息化專委會編制發布《中國電力大數據發展白皮書》。首次提出了電力大數據的定義，大數據5V+1C的特性，即高容量（Volume）、多樣化（Variety）、靈活性（Vitality）、高價值（Value）和復雜性（Complexity），與天津信通調度面對的境況相似度甚高，為天津信通調度將大數據分析方法與運維實踐相結合提供了一個廣闊平臺。

1 大數據分析方法在信通調度運維中的實踐探索

1.1 基于SDH設備端口數據趨勢的狀態檢修

天津電力 SDH傳輸網建設始于 2000年，主要設備品牌為Alcatel、NEC、ECI和Marconi，大量設備已經服役將近十年。隨著設備服役年齡的增加，設備的故障頻率呈現明顯的上漲趨勢。

由于SDH網絡2M鏈路通道具有網絡時延小、收斂速度快、鏈路可靠性高等特點，電力系統將SDH設備2M鏈路廣泛應用于繼電保護專業中。由于 SDH設備故障造成的保護通道異常中斷的事件，在大量消耗人力物力的同時，也對電網安全運行造成了隱患。為了能夠遇見性的發現 SDH網絡中存在的隱患，通過采用基于 SDH設備光口數據的水平分析法，對光端機光口收發光性能進行比對。

通過對SDH設備端口數據的收集，得到大量SDH設備收發光功率的橫向數據，通過對數據運行趨勢的分析，能夠輔助運維人員安排狀態檢修，消除設備存在的安全隱患。

光纜作為通信業務運行的基礎，其可靠性和資源冗余度直接影響著通信網的運行和發展。在運維過程中，各種光纜逐漸暴露出各自的問題。鋪設于市區的普通光纜經常會出現因外力破壞而中斷的情況。ADSS光纜由于暴露于野外強磁場中，雨水浸泡會引起與架構接觸處產生電弧對光纜造成灼傷，最終導致光纜中斷。僅 OPGW 光纜由于復合于地線之中，運行情況相對良好，僅會出現隨著運行年限的增加，光纜性能出現劣化的情況。

以SDH設備端口收發光功率的數據收集整理為基礎，與SDH網絡運行方式相結合，利用“垂直分析法”，數據點為光纜上承載的光路2015年與2011年端口光功率差值的絕對值，其計算公式為：。查詢設備臺賬，光纜3于2011年至2015年期間共發生故障3次，同時光路性能多次出現劣化。出現性能下降的光路，均運行于同一光纜上，此類光纜，便是運行維護過程中需要進行重點排查，甚至考慮對其上承載的重要業務進行物理路由的倒換迂回工作。

1.2 基于相關數據分析的風險預警體系

（1）基于風險預警信息的應急處置策略

天津地鐵的建設與投入使用，對主網的安全運行提出了艱巨考驗。僅2015年，天津電力通信網絡由于市政、地鐵施工造成的光纜中斷事故，便多達16起。為了規避風險，信通調度員通過對相關風險信息的收集分析，判斷信息通信系統運行風險等級，并采取相應的風險應對措施。有效的降低了由于光纜受外力破壞而造成重要業務中斷的可能，業務通道可用率顯著提升。

（2）基于用戶負荷信息的風險預警

用電信息采集系統數據信息具有數據量大、覆蓋面廣、更新速度快、可信度高等特點。通過對用電信息采集系統相關數據的分析，與電力數據通信網端口流量數據的收集分析，可以輔助信通調度及早開展風險規避工作。

據天津公司用電信息采集網絡端口流量情況發現，每月流量峰值均出現20日前后，用電信息采集系統必然存在數據抽取等工作。此時，信通調度應當根據流量情況變化，合理安排運維人員開展用電信息采集系統的特巡，加強日志排查工作。迎峰度夏期間，最高氣溫超過35℃時，信通調度就要對營銷系統等啟動更高一級的保障響應，并采取有針對性的工作。

2 大數據在信通調度領域應用的拓展

2.1 調度云的建設

（1）調度云的框架調度云在橫向上可以分為云終端、調度云體系和云支撐?？v向上按照XaaS結構，分為IaaS、PaaS和SaaS層。

調度云平臺的基礎設施曾相當于IaaS層，通過網絡提供基本存儲和計算能力的標準化服務。調度云平臺的中間件層相當于PaaS層，可以作為一項服務提供給用戶構建更高水品的服務。調度云的服務層相當于 SaaS層，可以根據用戶的需要提供一整套的應用服務，用于將分布于各調度中心的應用、數據及 IT資源整合形成一個抽象的、虛擬的、可動態擴展的調度資源池。

（2）調度云的拓撲結構

調度云的拓撲結構，可以包括對象服務器、對象管理服務器、數據存儲服務器和 Web服務器。對象服務器用于加載、緩存數據，同時完成服務器上相關數據的管理工作。對象管理服務器主要用于維護對象服務器上對象的目錄索引，同時完成對象服務器的選擇、分配工作。數據存儲服務器提供關系數據庫、分布式文件系統、分布式數據庫等多種數據存儲。Web服務器通過代理類向對象管理服務器尋址對象服務器，以完成相關計算。

（3）調度云的任務處理流程

調度云的業務處理流程，可以概括為首先，工作任務通過對象管理服務器尋址得到對象服務器，然后對象服務器發送對象調用請求，對象服務器接受客戶端的對象調用請求后，利用對象服務器緩存的數據進行計算，最后以同步或者異步的方式將結果反饋給客戶端，調度云任務處理流程如圖1所示。

圖1 調度云的基本業務流程

通過調度云的搭建，可以大幅度提高信通調度的數據分析處理能力。

2.2 信通調度可視化展示建設

大屏可視化平臺(DVS)技術，是信通調度對大數據分析結果的最直接、最有效的支撐。借助 DVS技術，可以實現對現有公司運營體系和運行指標的集中展示。

通過大屏可視化技術，對大數據分析結果進行展示的同時，為不同類別數據的橫向比較提供了一個更為廣闊和直觀的平臺，必將使數據分析的深度與廣度都能得到一個更大幅度的提升。

3 結語

來自非洲雨林的蝴蝶扇動一下翅膀，有可能會在數月后引起美國德克薩斯州的一場颶風。電網的運營本身便與周邊的環境息息相關，作為信通調度，如何在浩如煙海的海量數據中剝繭抽絲，建立起大數據分析應用的堅強系統，為公司運營發展提供強力支撐，實現“一強三優”宏偉目標，還需要各電力企業、學術機構的不懈努力。

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[2] 丁杰，溪后瑋，韓海韻，周愛華．面向智能電網的數據密集型云存儲策略[J]．電力系統自動化，2012．

[3] 孟小峰，慈翔．大數據管理：概念，技術與挑戰[J]．計算機研究與發展，2013．

[4] 王秀磊，劉鵬．大數據關鍵技術[J]．中興通訊技術，2013．

[5] 趙剛．大數據技術與應用實踐指南[M]．北京：電子工業出版社，2013．