大数据在电力通信网络运行中的应用研究

彭 娟，张泽睿，刘 宁

（中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550000）

1 相关概念和特性

1.1 大数据概念及特性

大数据技术简单解释是指1种数据的集合，并且范围宽泛，存量大，超过以往数据管理系统的各项功能，在存储、数据收集、分析纬度等功能作用方面进行全方位升级[1]。大数据的特点具体表现在5个方面，又称为“5 V”特性。

（1）来源多样性。收集数据的来源渠道多、种类广，包括视频、文字、录音等各种形式。

（2）数据量大。目前大数据的存量规模已经达到PB阶段，由于存储的数量能够折射出数据的潜在信息量和价值表现，因此存量越大说明使用效果越佳。

（3）可变性。信息数据瞬息万变，每一刻都会产生更多的信息，影响数据的抓取情况，而大数据技术可以满足信息的变化特性进行实时抓取。

（4）价值。流量变现的时代，智能推广可以更好地切入顾客的现实所需。而这就考验数据的质量高低并能否转化为数据的价值。因为数据过多导致价值密度较低，因而选取其中有价值的信息数据可以实现潜在价值变现。

（5）高速。数据的获取能力提升，处理能力也同步实现提升，目前依托大数据技术已经能够将复杂的数据在小时级内分析结果，并且能够实现简单的查询秒级出结果。

1.2 电力大数据分析

电力大数据即在电力行业中大数据的子集。大数据在电力通信中的应用主要分为内部和外部，内部指系统的记录电力设备及相关系统的运行情况并收集信息，分析出其中有价值的数据，比对系统内部是否存在问题，便于整改和处理。内部管理中，数据要经过“采集、解析、分析链条、安全检查”完整的过程，而处理过程中，每个环节都可能会对数据造成负面的影响，如数据丢失、数据篡改、数据泄露、数据被拒绝接入等现象[2]。这些都会对数据的价值产生负面的连锁反应，最终可能导致所有采集的数据都失效。因此，电力大数据既有大数据的相关属性，又有电力行业的相关属性，具体包括以下几方面。

（1）数据增值能量。大数据在电力中应用，可以增加数据信息的价值，减少能耗的使用，并且可以对比数据提出指导性的意见，精炼电力数据意义。

（2）数据交互价值。电力通信数据与国民经济社会发展息息相关，通过大数据技术可以有效地将这些信息进行交融联通，实现数据的多维价值利用，增加数据的效用性。

（3）数据提高服务。电力企业的工作重点就是对接服务好用户，一方面以优质的服务吸引更多的用户，一方面根据用户需求创新升级服务功能，优化他们的体验感，以求达到安全稳定的电力服务质量。

1.3 电力通信网络特性

电力通信网络的主要作用与使命则是传输数据。作为信息管理业务及电力调度生产的载体，它的信息传输覆盖面广，包含了各级供电营业调度场所的管理[3]。因此，电力通信网络的设备部署、结构特征都相对复杂，导致电力通信网络呈现膨胀式增长。不仅需要做好告警数据管理，还要做好设备台账管理。因此，电力通信系统应该进一步优化数据抓取能力，保证有价值、高质量的数据准确度，以此推动电力通信网络技术的发展。

2 大数据技术应用于电力通信网中的必要性

2.1 电力系统自动化顺应时代发展需求

电力系统的自动化和智能化发展是顺应时代发展的必然选择，因此在电力通信中应该建设电力调度管理中心，对于通信网络的运行实现全方位立体化的监督管理，使得电力系统能够更高效稳定的运行。电网运行时会产生庞大的数据量，通过大数据技术可以对各项数据进行实时监督和管理，同时深度挖掘数据的内在价值，转化数据的内在表现。引入智能化预警系统，降低电网的负荷，使其在大规模的电力通信网络中仍然可以保证运行使用的稳定性与安全性[4]。

2.2 有利于提升电力通信网络运行的稳定性与安全性

用电规模的增加同样会使电力通信网络的危险因素增加。但是通过融入大数据技术，可以有效提升电网的运行安全。因为在实际运行过程中会对数据的流量、存量以及其他方面一一进行监督检测，对电力通信网络的状态进行诊断。而这些管理都离不开大数据技术的支持，系统可以通过数据共享实现对故障区域的追踪和定位，便于及时、准确地对故障区域进行整修。此外，还可以通过数据监管对不安全的信息进行预测，提前预警，提升电力通信网络运行的稳定性与安全性。

2.3 有利于优化客户体验，提升服务质量

大数据技术通过对各项数据进行分析研究，能够输出结果实现对未来的预判。因此，在电力通信网络运行中融入大数据技术，可以形成科学的供电方案和检修计划，对于电力的调度、资源的整合、客户的体验、服务的质量等各个方面都能实现进一步的优化。如收集整理用电客户的使用数据，深度挖掘区域内用户的历史用电数据，然后结合供电总量指定错峰供电计划，保障区域内所有用户能够满足自身的用电需求，达到最优的供给方案。同时也能避免电力在某一阶段和区域内承受过重的电网负荷，引发故障。

3 大数据技术在电力通信网络的应用实践

3.1 通信管理系统应用模式

通信管理系统主要采用“2级部署、3级应用”的模式，由总部和省2级互联网连接[5]。第1级是总部系统，第2级是省级系统。第1级的系统间通过跨区域网络实现数据共享、网络互联，跨区域的骨干通信网络都集结于此，便于综合管理。第2级系统通过省内网络实现数据共享、网络互联，范围较之第1级窄，但是同样能够满足电力通信需求。电力通信网络管理系统包含2个内部区域控制，其中系统数据库的服务器连接着信息管理大区，系统数据采集的服务器连接着生产控制大区。2个区域在安全Ⅱ区和Ⅲ区之间设置了安全隔离装置，便于进行数据交互。同时系统的横向、纵向边界都有防火墙对通信网络进行安全防护。

3.2 信息管理系统功能范围

信息管理系统的平台有7大板块，包括通信监视管理、通信资源管理、通信运行管理、通信专业管理、系统横向集成、系统纵向连接、系统数据采集等部分。这些板块的工作侧重点各不相同，前4个部分主要涉及电力通信网络的日常工作管理，后面3个部分则是维持电力通信网络运行的辅助器，帮助各级数据串联、数据共享。电力通信网络运行的具体实践中，实施监视管理是非常重要的环节，它主要是整合、处理网络管理环境和其他系统传至通信网络系统的告警与性能分析，使其能够在统一的界面下对多个厂商设备实现集中监视。而资源管理则是一体化监管平台的基础，它主要肩负着系统数据资源的维护作用。此外，还负责帮助其他板块提供数据分析，支持它们正常运行。资源信息管理对网络资源、通信主设备、辅助设备以及业务电路等各种通信资源进行整合，然后将各类同属性的信息进行归类，并连接信息，平衡动静态资源的维护。此外，资源的信息校验、操作流转都包含在资源管理中。运行管理主要负责通信运行的值班调度、故障检修、设备备件等方面的程序化管理，对各项工作制定信息化、标准化的制度，达到通信工作规范化管理目标。同时将通信运行管理工作的具体事项与大数据技术结合起来，全面提升运行管理水平。

3.3 电力通信检修维护工作

要使得电力通信网络能够正常的运行，少不了检修维护工作。因此，在实践过程中，要保证对电力通信网络的正确认识，并且能够依据相关数据进行客观分析，获得科学的结果。通过对电力通信工作量的合理分配，践行维护规则。电力企业在维护电力通信网络时，要根据工作内容和不同的工作阶段实施与之相适应的维护工作，并且进行适当的调整。电力通信维护工作中融入大数据技术，能更好保证电力通信工作正常运行。

3.4 建立TMS系统数据结构

通信管理系统（Telecommunication Management System，TMS）数据涉及业务数据、基本数据、采集数据3个部分。（1）系统业务数据。这类数据主要指电力通信网络运行过程中产生的专业性数据，此外还有资源管理和运行管理中会产生的数据。（2）基本数据。这类数据主要指权限数据、系统参数配置数据和图层数据等，主要体现系统的基础功能，能够实现立体化的管理。（3）采集数据。采集数据主要是指动态化的数据，包括数据网、接入网、交换系统等。通过大数据技术自动化集中收集数据，便于及时进行数据处理，匹配到与之对应的模型。

4 数据保护技术分析

4.1 数据库安全防护机制

开展数据库安全防护机制，设置电力通信网络数据库防火墙，并且通过审计机制进行两次验证。若有人利用结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）嵌入式验证器对用户进行漏洞攻击，那么防护机制可以及时对漏洞进行修复。当病毒或木马等外部侵入系统对应用程序进行篡改时，如用数据库 SQL文本以及数据的输入，使服务器响应并发生控制，这些不合理的访问都可能会对数据安全造成威胁。但是运用数据库防火墙可以检测黑名单，并将其隔绝在程序外，同时还能对SQL注入攻击进行警示，使得电力通信网络系统能够及时且合理的预防。大数据技术的融入就是在数据库监控组织中导入相应的用户信息，包括用户姓名、时间和行为。基于这些信息，可以实现对用户的类型和操作进行全方位的监管。

4.2 口令管理以及访问控制机制

访问控制机制指用户若进行不合法的手段访问数据库，会弹出限制窗口，对这种不合理的行为进行预防。因此，可以在用户的角色访问系统中设置权限，建立可访问角色区间，只有在此区间内的才可以进行相关操作。若要提升数据库的安全性，就要对system等系统对应密码进行动态更改，同时还要将数据库的区域治理内容与管理者的相应权限进行隔离，以免发生混乱。

4.3 数据库管理备份

备份电力通信网络系统内的数据，可以在一定程度上保障数据的安全。若有侵入系统攻击或破坏系统，可以通过对原始数据库的备份进行数据恢复。如将二进制的文件进行加密设置，避免病毒攻击。此外，对数据保护、备份、应用范围进行创新拓展研究，可以通过备份软件对相应的数据进行保护，其原理是通过IP网络远程复制相关数据，利用数据持续保护功能避免数据信息受到破坏或丢失。具体维护行为包括实时备份、异地容灾、不受限地点数据退回等。在源端服务器安装具有代理性质的端口，然后在数据库、文件应用等系统中嵌入式关联电力通信数据，以求通过最小的数据增量实现最大化的效果利用，保护数据库内容的完整性与安全性。还可以通过对被保护数据的实时监控，将其转化为内存较小的格式进行复制备份，并且实时同步至灾备中心，延长数据的存储时间。此外，还可以通过日志的形式将数据进行时间管理，记录数据的变化过程，以便在有限的网络环境下实现灾备的系统化管理。诸多数据保护方式都应结合用户的实际需求，以可靠安全为首要目标进行实时保护。

5 结 论

大数据技术将电力通信网络运行中的信号转化为数据信息，并将数据进行提炼和分析，在此基础上开发应用具体的通信管理系统，收集完整的设备参数、数据链条，利用大数据的计算功能预警错误信息并消除，最后实现大数据在电力通信网络中的智能化运行，提升电力系统的管理水平。