電力科技創新能力數據可視化模型設計

摘要：當前，電力企業對高技術創新能力的要求越來越高，但高技術創新水平還有待提升。基于此，本文從數據可視化模型的設計出發，探討數據可視化技術的應用以及定義，并結合浙江電網、浙江地區電力建設集團在電力科技創新能力方面的相關數據和具體實例，研討大數據、知識圖譜、數據可視化模型的展現和實現模式，構建面向電力工程企業數據可視化模型技術，旨在為電力行業工作人員提供便捷、高效的可視化數據模型接口，改善用戶使用互動交流的感受，幫助用戶分析和創新相關電力數據可視化技術。

關鍵詞：電力科技；創新；可視化模型

近年來，我國電網建設的不斷發展，我國的科研項目建設面臨著愈來愈多的問題及挑戰，例如，在電網企業的科研課題中，如何合理、合規地利用電力企業的相關數據并反映系統問題，是當前電力企業在科研課題中遇到的重大課題，對此，浙江電網公司通過大數據、知識圖譜、數據的可視化模型等技術，實現了數據的可視化模型，為電力使用者提供了幫助。

一、數據可視化技術發展的狀況

（一）國內外研究現狀

目前，多領域都在研究數據可視化技術。過去，在信息顯示方面，大多數的軟件都是通過編碼的形式展現數據，較晦澀難懂，而采用數據可視化技術，可以高效處理數據，確保使用者更加直觀地了解和分析各種信息。

與其他數據分析技術相比，數據可視化技術更注重提取和分類抽象的數據進行提取和分類。它沒有2－3－D的幾何模型，在對不同的數據進行可視化技術處理時，技術體系可以分為三大部分：

第一，先將整理好的所有資料形成一張完整的數據表，再進行預處理。該流程是根據用戶需求，提前收集大量的信息，并輸入不同的數據模型中。預處理主要包括格式規范化、轉換數據的結構方式、高效壓縮信息和解壓等內容。對于某些特定的數據，可以采用特定的預處理方式進行有效處理。

第二，收集相關數據，再轉化為可視化的圖表。該流程的設計主要以顧客的真實需求為基礎，并進行全面的數據處理，再將顧客的意向完全體現在圖表上。

第三，將視覺結構轉化為圖像，并在屏幕上展示。在數據應用方面，很多國家的電網企業都深入探討了數據可視化技術。以美國PJM公司為代表的電網圖形管理體系為例，對信息進行數據處理，訪問網站時就可以實現數據可視化。而在我國，很多專家也開始深入研究數據可視化技術，分析其應用原理以及人機接口方式，并將其分為文本數據可視化、網絡（圖）可視化、時空數據可視化、多維數據可視化等技術，以此讓更多的企業應用。如今，在電力工程領域應用數據可視化技術后，可以及時收集電網運行的相關數據，對數據進行分類，利用圖片模型等形式更直觀地展示，讓工作人員更加準確地掌握電網的運行情況，及時發現問題，并采取相應措施。同時，準確反映數據信息，為制造以及生產計劃等工作提供依據，更好地解決各種常見的數據反饋不及時、不準確等問題。此外，還可監測電力項目的相關數據、運行狀況等，為企業提供有力的決策支撐。

當前，以大數據、知識工程等高技術創新水平為代表的數據可視化技術逐漸得以應用，但普及程度并不高，亟需建立更全面、更廣泛的數據可視化，從而展現電力系統科技創新的作用，為電力行業科研發展提供支撐。

（二）數據可視化技術的概念與現狀

要了解一個系統，必須從系統復雜性、系統交互和系統進化三個角度出發。羅斯韋爾與羅伯遜提出的互動模式是一種技術革新的互動機制，這一模式既注重技術與營銷的有機統一，又注重各個環節與市場的需求和技術進步的相互影響。同時，克萊因和羅森伯格等人對鏈環—回路進行了較為全面、富有啟發性的建模，將技術革新的不同發展階段與已有的技術和技術的基本研究相結合，從某種意義上反映了市場、產品、技術和知識的關系，以及企業技術與知識在企業中的關系。然而，這兩種模式并未劃分技術發展的關鍵基礎性知識，也沒有更深入研究技術的動力學變化以及系統中各要素的沖突和結合對技術發展進程的作用。數據可視化技術是將大數據、知識圖譜、數據的可視化展示技術，全面展示了數據的技術創新能力。通過描述數據，可以讓科研人員更加了解數據，并將其圖像化。數據可視化技術對提高工程建設的質量具有重要作用。結合當前電力項目的實際情況，將數據可視化技術應用于電力工程管理中，可以提高數據的使用效果。因此，必須立足于實際的電力項目，深入分析數據可視化，為日后的工作營造良好的工作環境，滿足電力項目需求，促使電力行業的發展。

現如今，以國內電力系統的發展現狀為例，在電網建設和運營中，還存在許多問題，有待進一步解決。例如，數據可視化技術在實際的使用過程中，工作人員尚未深入了解，無法充分挖掘真正作用，而在電力工程管理中，數據把握不足，不能更好地保證信息的持續性和準確性，這意味著會限制數據可視化技術的應用。同時，在發展過程中存在大量障礙，導致數據可視化技術出現瓶頸。當前，技術創新策略的研究多集中于概念層面，例如，內涵、類型等，未進行系統性的深入研究，可視化技術創新策略的制定也缺少科學化的研究手段，導致與實際工作脫離。

二、電力科技創新能力數據的組成

（一）電力科技創新能力體系組成

研發水平：獨立自主技術應用數量，反映了一個公司的高技術水平。主要包括研發投入、總獲獎產出、總專利產出、總銷售和總產出四方面。

科研項目：合理的科學研究計劃對企業的運營與改造具有重要作用，主要包括項目總數、項目信用限額、項目類型三方面。

成果管理：作為獨立創新工作的重要環節，科學成果的績效是決定科學研究績效的關鍵因素，重點包括成效類型、成效得獎等級兩方面，可以為健全的項目成效儲備庫提供支撐。

知識產權：專利數量是重要的衡量標準，反映了公司的高技術水平，核心指數包括專利的類別和總的數量，能反映公司的專利增值情況。

雙創成果庫：雙創成果庫是創新實效性的集中體現，重點分為總體規劃、市場營銷、基礎設施建設、運營以及維護五方面，能清晰、全面地展現科技成果以及大眾創業和創新的效果，提高創新成果的集聚效應和規模效益。

雙創項目管理：雙創項目管理是影響創新成果孵化與轉化的重要一步。包括入孵、出孵、轉化和推廣四個階段。適當管理創新活動，有利于提高企業的績效。

雙創活動：雙創活動是提高企業創造力、促進企業發展的重要途徑。通過宣傳、策劃總體方案、推動“創新創業周”“青年創新大賽”等，營造活躍的創新氛圍，鼓勵和引導廣大員工積極主動、敢于創新，確保創新目標的更好實現。

資源保障：在鞏固根基方面，資源保障主要包括大眾創新示范基地、轉型推廣聯盟、獨立創新平臺、專家聚集優勢資源四方面，可以增加創新活力。

（二）電力科技創新能力數據源

電力科技產業的數據具有業務范圍廣、數據量多、數據關系緊密等特點，對提高電力企業的科技創新能力具有良好的推動效應，也對數據整理、關系剖析、數據可視化模型開展帶來了較大的考驗。主要原因是科技創新能力系統包括電網總體規劃、營銷、基建、運行、檢修等，涉及2000余項業務。高技術創新能力體系的研究內容緊密圍繞科研項目管理、績效管理、知識產權管理、市場推廣管理、創業創新活動管理、資源保障、單獨自主創新能力程度點評等，涉及18個技術領域。同時，數據之間關聯密切，單一的創新成果來自創新管理、科研項目、員工創新等，各個層次的成果均有不同的關聯性，形成了較大的關系網絡。因此，建立相互關系和分析，有助于挖掘潛在創新點。而浙江電力公司已經建成包括電力工程在內的業務數據中心，為高技術創新的發展提供了大量的數據來源。

三、電力科技創新能力體系數據可視化模型設計

（一）創新能力體系可視化相關技術

第一，數據清洗和預處理技術。清洗和預處理是數據可視化的基礎。這些技術可以幫助處理數據中的缺失值、異常值和重復值，以確保數據的準確性和一致性。第二，可視化指標設計技術。為了設計有效的可視化模型，需要選擇合適的指標，反映電力科技創新能力的各個方面，例如，研究經費、人才流動、科技成果等。第三，可視化模型選擇技術。選擇合適的可視化模型是提高可視化效果的關鍵。例如，對于時間序列數據，折線圖和熱力圖是常用的可視化模型。對于不同指標之間的比較，柱狀圖和散點圖是常用的可視化模型。第四，交互式數據可視化技術。通過設計交互式數據可視化模型，用戶根據需求自由過濾、排序和篩選數據。這些技術可以提高用戶對數據的理解和分析效率。第五，數據可視化工具。常用的數據可視化工具包括Tableau、Power BI、QlikView等。上述技術提供了強大的可視化功能，可以幫助用戶快速地創建和分享數據可視化模型。

（二）技術框架設計

前端展示采用面向對象的Html（Html5）和以ES6.0為基礎的JavaScript，實現了對企業的前端展示；可以及時獲取科技項目、成效、知識產權、大眾創業創新成效、大眾創業創新項目等數據，不過，各后臺數據之間要有間隔。同時，保障了數據的即時呈現，在Ajax模式下，JSON將數據庫中的數據以代碼的形式傳輸給了ECharts的前端，并將其繪制成獨一無二的數據圖形。另外，后端從ORACLE中獲取數據，并利用后臺服務存儲和查詢數據。

（三）創新能力體系可視化模型的實現流程

以Html文件為媒介，采用Html、JavaScript創建首頁網頁。上面的圖形作為主要的展示中心，代表獨立的技術水平以及高技術含量的圖形。在Html文件中，建立相應的div顯示各節；在前面和后方的數據之間使用JavaScript進行互動。在Js文件中，對后臺服務的數據進行非同步處理，然后利用ECharts構件實現對數據可視化處理。

（四）實現效果

該系統將圖譜面積縮放、數據圖表、數據聯動、視覺效果投射等功能模塊整合在一起，實現了多維度實時數據選擇、視圖縮放、關鍵展現等多種實際的交互應用。通過系統數據和可視化模塊的交互和溝通，提高了數據的整合性。同時，按照各個城市的圖譜顯示效果，定制動畫呈現效果。前端框架采用數據框架和方案配置，使得系統的設計更加方便、快速。進入數據區域后，可以查看新數據和各種指標，并提供多層次數據鏈接，還可以查看第二個模塊的網頁及其具體信息；為浙江省內的所有指標進行排序，查詢總行、指標總數和排行等。這一模型將項目、效果、知識產權等多個方面聯系在一起，緊密地聯系由點成線、由線及面，解決信息孤島問題。對于電力項目中高技術含量的信息而言，使用模型能增強系統的互動和使用效果，獲得更好的經濟效益和社會效益。

（五）持續改進

持續改進是確保設計的電力科技創新能力體系數據可視化模型的有效性和實用性的關鍵措施。常用的持續改進方法包括：第一，數據更新。定期更新數據，反映電力科技創新的最新情況，使用自動化的方法快速獲取和更新數據。第二，指標改進。根據電力科技創新的最新趨勢和需求，持續改進可視化指標，并添加新的指標，確保可視化模型反映電力科技創新的最新情況。第三，模型優化。定期檢查可視化模型的交互性和性能，并優化模型。例如，通過改進數據預處理方法和選擇更適合的可視化模型，提高模型的效率和準確性。第四，用戶反饋。收集用戶的反饋和建議，并改進模型的設計和功能，可以使用在線調查和用戶反饋表格等工具，以便快速收集用戶反饋信息。第五，持續學習。了解數據可視化技術和實踐，不斷提高設計和實現可視化模型的能力和效果。

四、結語

綜上所述，為了更好地支撐電力項目，需要研究如何應用可視化模型技術。本文從可視化模型技術發展的角度，闡述浙江省科技企業技術創新水平的應用，并對科技創新能力數據進行可視化建模和整體架構，了解系統數據庫的設計和完成過程。利用海量信息和知識圖譜技術分類和統計科學研究數據，并在此基礎上開發基于SVG的組件、ECharts組件，分析Unity3D高技術創新能力數據，例如，通過軟件等實現數據的可視化展示，利用相關技術將可視化模型展示給使用者，讓使用者更清晰地掌握電力項目數據，更好地了解浙江電力部門的科技創新水平，并充分利用創新數據。

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作者簡介：陳星水（1986），男，福建省長汀縣人，本科，工程師，主要研究方向為電氣試驗。