基于小波多尺度分析的输电线路交互式数据迁移系统设计

匡小青，凌 宇，万 新

（广州供电局，广东 广州 510000）

电力系统用户数据越来越复杂，电力线路的服务类型也逐渐多样化，输电线路中的原始数据需要不断地被新数据代替，成功的数据迁移能够使整个输电线路更高效地获取用户服务信息以及其他业务信息，对整个供电系统的稳定运行有着至关重要的作用。

在传统的输电线路数据迁移系统中，最常用的为文献[1]中的数据库迁移方法，该方法将原始数据库中的数据全部去除，在输电线路中重新安装具有新数据的数据库，这种方法需要通过多条执行协议完成新数据与原始线路的连接。由于我国地势复杂，输电线路的数据由于地区的特点而有所不同，需要众多不同类型的协议与数据迁移系统相互配合，导致数据迁移系统的资金投入过大、数据迁移的对象过于固定等问题的出现。文献[2]中系统主要应用多数据管理的输电线路交互数据迁移方法。该方法利用输电线路中待迁移数据的异构性与分布性，采用数据查询体系对需要迁移的数据进行采集与提取，应用公共数据库模型对待迁移数据进行协调处理，不断地扩大原始数据的异构格式，使原始数据逐渐退出输电线路，为新数据预留空间。此系统的数据迁移方法具有一定的可行性，需要对电力线路中全部原始数据协调处理与查询，才能实现数据的迁移，导致此系统的运行效率过低。

为了解决传统系统中存在的问题，文中基于小波多尺度分析进行输电线路交互式数据迁移系统的设计。

1 系统硬件设计

文中输电线路交互数据迁移硬件系统的虚拟机是由数据服务器与数据储存器组成，虚拟机中含有3台服务器，每台服务器具有两个8核的64 GB运行空间的CPU，服务器内部硬盘容量为500 GB，6个千兆口，4个光纤接口；数据储存器中配置1 TB的硬盘储存空间，并加装4块磁盘组合，磁盘组合中磁盘的结构型号一致为Raid10，具有结构简单、运行空间大以及数据接口通用等特点[3-4]。

数据迁移系统中数据接口是数据迁移的重要迁移途径，为了保障数据迁移过程中不出现数据泄露等问题，应用通信协议与文件读取同时运行DSCRM型号的数据接口，此接口能够与服务器以及储存器同时连接，数据接口原理图如图1所示。

图1 数据接口原理图

接口中的4个数据输入点的详细信息如表1所示。

表1 接口详细信息表

输电线路数据迁移系统具有一定交互性，为了满足交互需求，应用独立表空间扩展输电线路数据可视化容量，此表空间在基础的可视化显示屏的基础上扩展50 GB显示初始空间，并允许根据输电线路中的数据内容改变空间容量[5-6]。

2 系统软件设计

输电线路交互式数据迁移系统的运行可以划分为分次迁移、一次迁移、先录后移等方式。文中基于小波多尺度分析输电线路中交互式数据迁移系统选择的迁移方式[7-8]。

首先应用连续小波变化方法运算输电线路交互式数据迁移端口的状态[9-10]，连续小波定义为：

式中，Qf(x,y)代表连续小波数据系数，ψ(t)代表连续小波基数，x代表连续小波的伸缩因子，y代表连续小波的时间因数，而ψx,y(t)为连续小波的延伸函数，表达公式为：

然后采用离散小波变换的方式，对输电线路中数据以及信号编码等信息进行分析，应用小波冗余度分析输电线路中交互式数据的有效性[11-13]，基于小波分析法对输电线路中原数据和干扰数据进行分析。在不同的环境下提供交互数据的移入极值，再应用重构算法获取输电线路中原始数据与新数据的最大改变限度。

将具有相关性的小波系数与原数据做关联分析，由分析结果区分原始数据与新数据之间的系数差别与原数据的储存空间；还需要对小波系数进行阈值划分，设小波多尺度分析下原始数据最小值为0，新数据的小波系数为1，原数据通过阈值重构后实现降噪，保障输电线路中交互式数据移入过程不出现数据泄露等事件发生[14]。

需要对原始数据与新数据进行数据整合，整合过程中对原始数据中存在的杂质数据进行清除，对新数据中存在的格式不匹配数据重新规定格式，在数据储存空间中协调数据的时间变量，随着时间变化而更新原始数据中存在的杂质数据与新数据中的不匹配格式，输电线路外部的数据也会根据时间的变化而与输电线路内的数据进行实时比较，并保留两个空间中的比较内容，数据整合流程如图2所示。

图2 数据整合流程

数据迁移的主要目的是获取输电线路中有效的供电信息，确定整个供电系统在输电线路中产生的供电用户信息、供电过程信息、供电系统信息等内容。根据小波多尺度分析将输电线路中的最新用户数据进行统一管理，实现原始数据与最新的用户数据相匹配且共享到各个输电线路的业务系统中，为异构交互数据的重建创造良好的基础，移入数据过程中还需要随着输电线路中的系统流程改变而改变。获取系统流程中存在的数据类型并对新数据进行调整，最终再扩展移入数据业务的范围，对输电线路中的可管理数据进行初步汇总的同时，还需要系统自主地识别与小波多尺度分析其他具备移入条件的新数据，人工对达标数据进行交互移入[15]。文中设计输电线路中的数据移入具有可视化功能，方便数据管理人员对交互式数据的控制。

数据可视化技术的实现主要是通过数据单元图像元素提取数据库中单个数据项，众多的数据项与单元图像共同组成具有可视化的数据模式，这些数据还可通过多维模式向管理者传达交互式数据分析，使输电线路中的移入数据更具有交互特性，同时也为小波多尺度分析的结果创造了便利的信息输出通道，使数据可视化技术与小波多尺度分析关联，对数据可视化的开发拓展到小波多尺度计算分析中，将小波多尺度分析以多维数据的形式在输电线路中移入表达[16]。

3 实验研究

为验证文中系统的科学有效性，进行仿真实验分析。实验过程中首先向输电线路中虚拟机的原始数据进行迁移，服务器与其他虚拟机的管理平台在最短的时间内排除原始数据，避免实验数据的杂乱性干扰实验结果。文中系统经过小波多尺度分析的虚拟机交互式迁移数据进行迁移的过程中会受到不同管理人员的序列控制，为了满足高效率地进行数据迁移，在小波多尺度对交互式数据运算时，将已经被降噪的数据反映到输电线路中待接收的输电线路服务器上，虚拟机为数据迁移的空间容量提供稳定的保障，小波多尺度下的迁移数据能够同时在4个接口处理相应的数据，为输电线路中的信道压力减少负担，实验中数据迁移过程如图3所示。

图3 数据迁移过程图

为了确定实验过程中虚拟机的数据处理性能能够为3种系统的数据迁移提供稳定环境，文中在实验进行前对虚拟机中的数据迁移时间与迁移数据量进行检测，如图4所示。

图4 交互式数据迁移环境图

文中首先对3种系统的数据迁移对象结构进行比较，将相同的数据传输在输电线路中，通过管理人员对3种系统虚拟机中迁移流程的控制，获取3种系统下的数据迁移的接口与传输对象结构，对比结果如图5所示。

图5 数据迁移接口与传输对象结构对比

根据图5可知，3种方法的数据迁移接口和传输对象结构存在一定差异。其中，文中系统的输电线路交互式迁移数据的传输途径与迁移对象较多，具有更高的灵活性。这是由于文中在硬件方面设计4个数据接口作为迁移数据的输入端口，根据不同类型的数据，分别设计不同的迁移端口，并采用小波多尺度分析，将交互式数据进行分类处理与输出整合，为数据迁移的多接口提供数据类型分辨基础。该实验还对3种系统的迁移效率进行对比，分别在3种系统内的输电线路中输入相同量交互式数据，10 h内获取输电线路中迁移数据量进行对比，结果如图6所示。

图6 3种系统下的迁移效率对比图

分析图6中曲线可以看出，采用3种方法进行电力数据的迁移效率不相同。其中，文中系统在5 h的迁移时间内完成了所有数据的迁移，而其他两种方法用时10 h，分别完成了全部迁移数据的90%和80%，相比之下，文中系统进行数据迁移的效率较高、速度较快。这是由于文中系统应用小波多尺度降噪分析法，将输电线路中杂质数据去除，并通过阈值划分的方式将输电线路中的数据进行类型划分，为实现高效迁移提供了良好的数据环境。

4 结束语

随着社会的不断进步，人们对电力的需求程度越来越高。与此同时，国家电网的信息数据储备量也越来越高，为了提升供电系统的数据稳定性与流畅性，需要对输电线路中交互式数据进行迁移，文中提出基于小波多尺度分析设计输电线路交互式数据迁移系统，改善传统系统中存在的迁移对象固定化与迁移效率低等问题。与传统方法相比，所提方法进行电力数据迁移的效率较高，具有一定可行性。