基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统

王之昕，郭 磊，任有刚

（1.国网冀北电力有限公司智能配电网中心，河北秦皇岛 066100；2.国网冀北电力有限公司，北京 100054）

就我国电力领域的发展趋势，电力规模越来越大，对于电力系统的性能要求也越来越高[1-3]。电力的安全运行是保证电网安全和稳定的基础，所以要对电力移动作业进行定期的检查核实，目前对于电力移动作业采用智能机器人的方式进行数据核查，但是机器人核查不出电力移动作业的一些小故障[4-5]。

传统的电力移动作业异常巡检核查系统采用智能机器技术实现核查功能，因为电力移动作业具有不确定性和差异性，具体的核查标准在电力移动作业的异常数据检查过程中会出现理解误差，导致系统的多重操作，为此，文中采用业务数据分析技术，设计新型的电力移动作业异常巡检核查系统，准确分析电力移动作业的数据，保证巡检核查工作的准确度。

1 系统架构分析

基于业务服务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统软件框架主要由总体框架、业务框架、应用框架技术框架、数据框架共同构成，各个框架独立完成相应的分配任务，共同协调维持电力移动作业异常巡检核查软件的调用。

系统架构如图1 所示。

图1 系统架构

图1 中系统架构的任务是将系统硬件设计中的数据存储、数据反差、处理器等小部件接入移动作业终端平台，实现系统功能部署。业务框架由移动作业核查模块和系统后台管理端两部分组成，移动作业核查模块主要实现电力移动作业的日常核实、信息采集、作业总览、专业知识对比功能，满足电力移动作业异常巡检核查的需要[6-7]。系统后台管理端主要由消息管理、作业异常数据存储、任务管理、统计分析四大子模块构成，将监测到的电力移动异常作业进行展现操作，保证系统的基本功能，提高电力移动作业异常巡检核查的准确率[8-9]。

应用框架的核心是接口应用、电力移动作业端应用以及后台数据管理应用。接口是向工作人员传递系统监测核查到的电力移动作业异常数据信息的通道，电力移动作业端则是移动异常数据向客户展现的页面，后台数据管理应用的任务是管理电力移动作业异常数据，避免异常数据扰乱系统的正常运行[10-11]。

技术架构是软件架构设计的核心，主要由HTML语言和Native算法、数据库构成的技术驱动模式[12-13]。数据库是一个可以有规则地存储大量数据信息、可共享的数据集合。文中设计的数据库主要用于存储电力移动作业的专业数据和知识，方便系统在异常巡检核查时，进行数据对比和异常巡检核查结果认定。HTML 语言是设置电力移动作业异常巡检核查系统页面的专用语言，该语言兼容了许多浏览器模式，提高了系统的可扩展性和安全性。Native 计算函数主要通过异常数据的变异模式和程度计算电力移动作业异常标准指数。

数据架构主要由电力移动作业核查数据端模块、系统后台数据管理模块以及电力移动作业业务数据模块3 个子模块构成。电力移动作业核查数据端模块主要记录系统移动端巡检核查的结果数据、系统缓冲数据以及任务数据。系统后台数据管理模块的功能一方面是为电力移动作业异常巡检核查操作提供核查依据，另一方面是根据接收任务的时间管理系统对于用户端请求的任务数据进行任务排序，然后进行任务实现。

数据架构如图2 所示。

图2 数据架构

2 系统硬件设计

2.1 数据存储器

文中设计的存储器类型为GK268 存储器，采用的CPU 为Internet Ju23，工作驱动频率为四核心的2.0，可以达到7 GHz的最高工作频率。数据存储器的盘位由4 个32 位的盘位构成，为数据存储提供空间，GK268 存储器的核心内存为4 GB的DDR4，根据不同的数据存储要求，可以扩展到8 GB。该存储器的体积为166 mm×199 mm×233 mm，虽体积小但是存储空间大，具有省电的特点，存储器自带两种模式，分别为待机模式和处理模式，两种模式的耗电功率分别为9 W和31 W，延长了电源的使用周期，降低了电源对设备性能的损耗。GK268存储器电路如图3所示。

图3 GK268存储器电路

GK268 存储器定期会将存储的数据进行筛查，将重复存入的电力移动作业数据进行单一留存，提高存储器的存储性能。存储器外观设计了4 个插槽，插槽采用16 位双通道的数据传输模式，防止数据混乱，在存储器数据负载过大时，内插槽可拓展延伸为8 个，加快了数据的传输存储[14-16]。

2.2 数据对比器

硬件区域设计的数据对比器是电力移动作业异常巡检核查系统的核心设备，数据对比器根据调用数据存储器内部存储的电力移动作业数据，与疑似电力异常区域的作业数据进行对比，每一组电力数据都具有唯一的数据序列号，如果数据序列号出现变化，那么序列号代表的电力移动作业就发生异常变化。数据对比器通过SFH-486 模块实现数据快速对比查询工作，查询速度可以达到231 B/s，加快对比器的应用时间。数据对比器电路如图4 所示。

图4 数据对比器电路

对比器采用PHP 数据对比接口，该接口对文中设计的系统HTML 语言具有高速识别能力，并且具有不同的pin 结构的引脚脚位，实现数据侦探、数据传输的功能。数据对比器tate3.0 版本的数据对比方案和阻燃PVC 包层以及ESD 双层抗干扰屏蔽铝箔，共同协助完成电力移动作业的数据对比操作。

2.3 处理器

文中采用可更换双模式BIOS 框架的十六位内核处理器，该处理器具有3组PCI 4.0的插槽，每组插槽都具有可扩展性。在空间不足时，可以根据需求扩展8 GB、16 GB的存储空间，另外处理器配有CPU 数字供电设计的电晶体管，以便提高数字数据转化速度。处理器搭建千兆高速网卡，内置配有一体式主板后窗的IO 挡板，防止其他软件的恶意攻击。BIOS框架的内核处理器在边缘设计一个减噪探头，防止噪音对电力移动作业数据检测核查过程的干扰，处理器支持任意版本的软件服务器。处理器拥有两个相同的PCB 模块，PCB 模块可以提供更强的供电能力和自动散热功能，实时控制处理器的负载情况。

3 系统软件设计

数据分析技术的工作原理是通过大数据挖掘方法对数据信息进行深度分析，对比传统的分析技术，数据分析技术的优势在于采用云计算技术完成电力移动作业的数据采集，保证巡检核查数据的真实性。数据分析技术根据电力移动作业的特点进行单一独立的分析，当分析电力移动作业中出现异常数据时，会进行校验核查，防止出现误判的情况。数据分析技术具有可升级的特性，在进行每一次的数据分析后，工作人员会进行数据分析结果真伪的二次确认，然后根据确认结果对数据分析技术的分析准确率进行评价，根据评价结果，不断地对该技术进行升级，以便提高数据的分析准确率。

在文中以上系统硬件设备和软件架框设计的基础上，文中总结了基于数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统的流程，如图5 所示。

图5 基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统流程

首先，巡检工作人员登录系统的管理后台，接收客户端申请的电力移动作业异常巡检核查任务，另外巡检工作人员在一定时间段内，也会对电力移动作业进行定期的巡检核查，保证电力移动作业的安全性；其次，系统根据巡检核查任务调用不同的核查命令和工具，根据任务确定电力移动作业的异常节点区域。确定核查目标后，调用硬件区域数据存储器内该区域的电力移动作业数据信息，采用对比器和数据分析技术，对该区域的电力移动作业进行巡检核查操作；最后，在操作过程中系统自动开启抗干扰模式，防止外界因素对巡检结果的影响。巡检核查操作后，无论什么结果都需要记录，并重新传回系统客户端数据管理中心，如果是异常电力移动作业数据，则立即中断该区域的数据，并对数据进行清查与更正。

4 实验研究

为了检测文中提出的基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统的有效性，与传统系统进行实验对比。

设置参数如表1 所示。

表1 实验参数

根据上述实验参数，选取文中研究的基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统与传统的基于层次分析的电力移动作业异常巡检核查系统、基于电力虚拟专网的电力移动作业异常巡检核查系统进行实验。实验结果如图6 所示。

图6 核查时间实验结果

由图6 可知，文中提出的基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统的核查时间更短，文中提出的系统具有良好的信息监测能力，能够在短时间内采集大量数据，并对数据进行分析，实现信息探究。而传统系统需要多次采集信息才能实现异常信息的提取，完成核查工作。

检测安全等级如表2 所示。

表2 检测安全等级

根据上述实验结果可知，文中提出的基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统具有很高的安全性能，与传统系统相比，异常检测时间更短、检测能力更强，更适用于电力系统工作中，提高了供电水平。

5 结束语

文中通过设计电力移动作业异常巡检核查系统的硬件区域设备组件、软件区域系统的功能框架以及数据分析技术，共同调用设计基于业务数据分析的电力移动作业异常巡检核查系统，该系统采用先进的设备和分析技术，提高系统对异常作业巡检核查的准确率，达到研究目的。