面向电力行业的数据中台建设规范研究与应用

张翠翠，徐敏，孙佳丽，王鹏

(国网安徽省电力有限公司信息通信分公司，合肥 230041)

0 引言

新一轮科技革命和产业变革席卷全球，数字经济与实体经济深度融合，数字化潜能持续释放，新模式新业态全面变革，企业数字化转型加速推进[1-2]。作为国内外领军企业重点部署建设的平台型工具，数据中台已成为助力企业数字化转型的重要抓手，通过战略、业务、技术、文化等多个层面全方位支撑企业数字化发展，为企业创新注入强大动能，加快构建企业高质量发展新格局[3-4]。中台灵感来源于芬兰的Supercell游戏公司，最早是由阿里在2015年提出的“大中台，小前台”战略中延伸出来的概念，经过多年的探索发展与应用实践，中台已逐渐成为助力企业数字化转型的关键[5-6]。

企业中台的架构应适应企业实际需要，国网公司面对多变用户市场的压力，为实现内部资源整合、业务快速构建迭代及业务模式创新，业务范围不断扩大，数据需求愈发强烈，基于传统的“一系统、一平台、多场景、微应用”理念的不断转换，应采用包含业务中台和数据中台的双中台架构模式开展企业中台建设。通过业务和数据的聚合与复用，持续拓展、迭代形成企业级共享服务，引导公司电网、产业、金融和国际化各板块业务和数据整合，提升信息系统快速响应、灵活调整能力，有效赋能前端业务应用、提升创新能力、促进公司数字化转型[7-8]。

1 现状分析

中台模块化架构支持按实际业务模块进行扩容，保证了业务的线性快速扩展，降低技术成本，为前台应用提供了丰富、全面的能力支撑，同时，中台建设更是管理的创新，要求参与者相互信任、沟通透明、简单高效，强调资源汇聚、交叉引流，加速公司业务效率和业务能力的提升。中台是介于快速变化的创新型前台系统和记录型后台系统之间的能力平台，解决前台和后台的适配和失衡问题，低成本试错，快速创新前台业务应用[9-10]。

2 数据中台设计规范

结合电力行业特点，分别给出了数据中台的总体定位、架构能力要求、结构化数据流转架构和技术架构。

2.1 总体定位

在企业前台和后台之间搭起桥梁，通过连接业务场景和技术组件，实现敏捷的前台和稳定的后台，避免数据墙、部门墙冲突隔阂，运用微服务等技术手段，为前台提供可复用的公用能力，支持前台小成本快速创新迭代，是支撑企业数字化转型的重要举措。充分发挥企业中台服务的可重用、被滋养、助创新、敢试错的作用，中台建设不仅仅降低了技术成本、更是公司资源汇聚、交叉引流，实现技术的创新和管理模式的转变，带动公司管理效率提升。数据中台的作用示意图如图1所示。

图1 数据中台作用

企业中台基于国网云构建，是企业级能力共享平台，与云平台、物管平台共同组成数字化平台，沟通能源互联网信息支撑体系核心基础设施，统驭公司强大的后台资源，通过提炼，形成公共资源共享能力，实现能力跨业务复用、数据全局共享，形成“强后台，大中台，活前台”架构体系，支持快速、灵活搭建前端应用，支撑业务快速发展、敏捷迭代、按需调整。数据中台在电力物联网整体架构中的定位如图2所示。

图2 数据中台总体定位

2.2 架构能力要求

企业中台核心目标是构建“强后台，大中台，活前台”新模式，打造企业级能力平台，打破“烟囱式”系统架构和消除“数据孤岛”，主要业务领域中台服务全面沉淀，业务环节智能化水平大幅提升，推动公司企业管理、电网生产、客户服务、新兴业务创新发展。

业务中台，是企业级业务能力共享平台，将企业的核心业务处理能力沉淀为各种服务中心，提供共性事务处理服务。通过支撑各业务板块，确保关键业务链路稳定高效和经济性兼顾的原则，提供“敏捷、快速、低成本”创新能力，持续提升业务创新效率。

企业中台与微服务不能划等号，但作为企业级能力平台，企业中台落地需要采用微服务架构，在中台的共享服务中心下建设多个单一微服务；前台以微应用形式形成创新和服务，微应用可调用中台的微服务来构建。数据中台的能力主要包括电力数据接入、云资源存储计算、电力数据分析、电力数据服务、电力数据资产管理、数据资产运营管理，功能架构图如图3所示。

图3 数据中台功能架构

企业中台技术架构包括前台应用、中台服务和后台三大板块，前端应用对应不同应用场景，中台服务是前端产品与中台产品纽带，包括业务服务及数据服务，后台沉淀和抽象通用独立的公共基础组件。

数据源系统汇集数据资源至数据中台，形成企业级共享和分析数据；业务中台接收前台应用的操作数据，形成共享业务数据并返回处理结果和实时业务数据；应用层收集用户操作数据，存储非共性业务数据。

融合工业互联网思维，遵循公司统一架构，全面建成具有“资源全局纳管、数据融通共享、服务灵活构建、数字化快速赋能”功能的企业中台，提供统一的企业级共享服务、公共数据服务、大数据分析服务和能力开放服务，支撑电网数字孪生。

2.3 数据流转架构

结构化数据在中台流转主要经过贴源层、共享层和分析层三层。其中贴源层定位为贴近源业务系统，主要存储源业务系统的存量及增量数据，其表结构与源业务系表结构基本保持一致；共享层定位为模型层，用于存储按照统一信息模型整合转换的模型表；分析层用于存储按业务逻辑处理后的结果表，形成基于结构化数据分析计算的典型数据流转结构如图4所示。

图4 数据流转架构

业务中台与前台应用进行服务集成，为前台应用提供共性业务处理服务；数据中台与前台应用进行服务集成，为前台应用提供数据查询、统计、分析和算法等服务和数据可视化能力；数据中台与业务中台进行服务集成，为业务中台提供算法、数据查询等服务。业务中台通过接口调用与后端系统集成，前台应用通过接口与后端系统、外部系统集成。

数据中台汇聚各类数据资源，为前台应用和业务中台提供数据服务。业务中台接收前台应用操作数据，形成共享业务数据并返回处理结果和实时业务数据，按需调用数据中台服务并反馈数据中台贴源层。前台应用收集用户操作数据，存储非共性业务数据，向数据中台贴源层提供数据，并按需调用数据中台服务，获取各领域共享数据和分析类数据。

2.4 技术架构要求

数据中台总体架构由统一数据服务调度、分析层、共享层、贴源层和数据资产管理五大板块组成，支持营配贯通、多维精益分析、数字化审计分析、智慧供应链分析、网上电网分析、供电服务指挥支撑等应用。数据中台技术架构如图5所示。

图5 技术架构

贴源层主要提供源端数据接入功能，将内、外部数据(包括实时和离线、结构化和非结构化等数据)统一汇聚，实现源端业务系统数据 1 ∶1复制。数据汇聚包括内部多类型数据汇聚和外部数据接入，其中，多类型数据包括结构化数据、非结构化数据、量测类数据和消息类数据，数据汇聚方式包括批量接入、实时接入。

共享层实现数据的存储和整合，遵循SG-CIM模型，对贴源层数据进行抽取、清洗、转换、整合，实现业务明细数据的统一归集，形成企业级共享数据，如客户域、资产域等。

分析层以业务需求为导向，通过数据分析加工组件对共享层数据进行加工、分析，构建分析主题，形成分析报表、算法模型、标签等各类数据产品(客户画像、设备画像等)，以微服务形式通过统一数据服务调度，为前台应用提供数据支撑。数据中台技术演进策略如图6所示。

图6 演进策略

通过核心业务能力、数据共享能力、技术支撑能力三个维度的转变，逐步实现核心业务能力、数据共享能力、技术支撑能力的服务化，完成信息系统从传统大颗粒度业务系统向“强后台+大中台+活前台”架构演进。

3 实验验证

依托国网安徽电力数据中台，遵循技术架构要求，将本文所提的数据中台架构能力要求在多维精益管理体系频道化报表业务场景中进行落地应用，在该场景下数据中台数据查询结果如图7所示。

图7 数据中台数据查询

企业中台对公司内部业务提供业务服务和数据服务，以微服务技术为基础，供前端业务应用构建或数据分析直接调用。以居民故障抢修为例，业务中台支撑客户信息、派单等服务，通过数据中台分析停电范围，完成居民客户故障从报修到完成故障抢修、评价服务整个业务流程。通过遵循数据中台能力要求，实现结构化数据快速高效流转利用，达到预期的数据中台能力要求，进而可以分析得出本文设计的数据中台建设规范的可行性。

4 结语

针对当前电力数据中台建设规范需要，本文提出了电力行业的数据中台建设规范要求，给出了数据中台总体定位，阐述了数据中台架构能力要求，提出了数据流转架构，制定了数据中台技术架构要求，通过落地应用验证了数据中台建设规范的可行性。