胡聰，洪德華，劉翠玲，王鵬

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司信息通信分公司，合肥230041）

0 引言

隨著電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級加速，電網(wǎng)已經(jīng)建成了覆蓋發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等全領域的專業(yè)應用信息系統(tǒng)，為電網(wǎng)數(shù)字化提供了有效的支撐[1-2]。伴隨著新型業(yè)務的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能能新技術的興起，電網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)已不能較好地適應新業(yè)務的應用需求，業(yè)務系統(tǒng)之間存在較為突出的數(shù)據(jù)共享壁壘，各個業(yè)務系統(tǒng)沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)無法有效性的挖掘內(nèi)部潛在的價值，業(yè)務系統(tǒng)業(yè)務和數(shù)據(jù)的服務化水平較弱，新業(yè)務構建速度延后[3-4]。同時電網(wǎng)沉淀的數(shù)據(jù)資產(chǎn)分散，沒有形成電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理體系，數(shù)據(jù)資產(chǎn)維護難度大，缺少統(tǒng)一的主數(shù)據(jù)維護體系，數(shù)據(jù)質(zhì)量評估體系及流程還不完善[5-6]。

為破解上述難題，本文重點研究數(shù)據(jù)中臺的服務設計方法，突破數(shù)據(jù)服務定義分解、資產(chǎn)自動化循環(huán)管理等關鍵技術瓶頸，構建電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)標準目錄，從頂層加強業(yè)務系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型執(zhí)行力度，落實數(shù)據(jù)模型應用，從理論技術上解決業(yè)務系統(tǒng)至今數(shù)據(jù)共享、貫通等難題，進一步促進電網(wǎng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)整合利用，加快構建數(shù)據(jù)貫通的數(shù)字電網(wǎng)。

1 現(xiàn)狀分析

企業(yè)中臺是企業(yè)級能力復用的服務共享平臺，由一個或多個共享服務中心組成，每個共享服務中心由一組具備復用、共享能力的服務組成[7-8]。企業(yè)中臺按照服務能力類型劃分共享為業(yè)務中臺、數(shù)據(jù)中臺。其中數(shù)據(jù)中臺整合電網(wǎng)業(yè)務數(shù)據(jù)，按照電網(wǎng)業(yè)務貫通發(fā)展需求，強化電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)分析應用，將電網(wǎng)通用的數(shù)據(jù)服務進行沉淀形成共性服務能力。數(shù)據(jù)中臺能力架構圖如圖1 所示。

圖1 數(shù)據(jù)中臺能力架構圖

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺按照能力劃分，可以劃分為電網(wǎng)數(shù)據(jù)接入能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲計算能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務能力、電網(wǎng)數(shù)據(jù)資源管理能力、電網(wǎng)運營管理能力。

2 數(shù)據(jù)分析服務方案

數(shù)據(jù)中臺服務設計和拆分方法從企業(yè)級數(shù)據(jù)模型的基本定義和架構、模型涵蓋的業(yè)務價值、模型方法的設計等角度分析，整合統(tǒng)一電網(wǎng)數(shù)字化體系標準，分步驟將電網(wǎng)數(shù)據(jù)模型進行統(tǒng)一建模，不斷迭代數(shù)據(jù)標準體系，將傳統(tǒng)的電網(wǎng)業(yè)務概念轉(zhuǎn)換成軟件的類型、類型的屬性、行為等，進而可以有效地降低電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務業(yè)務設計的難度，并且數(shù)據(jù)服務可以擁有良好的可擴展性。

2.1 總體架構

電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務依托電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺的統(tǒng)一構建，電網(wǎng)數(shù)據(jù)服務數(shù)據(jù)存儲在云平臺，以Web 方式向用戶提供服務檢索和查看，通過電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析服務（API 接口）向電網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)、電網(wǎng)各類業(yè)務中臺等提供電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務；同時基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺構建的分析場景，可發(fā)布為服務，實現(xiàn)一線班組及管理人員對業(yè)務分析數(shù)據(jù)的在線查看。數(shù)據(jù)分析服務體系架構如圖2 所示。

圖2 數(shù)據(jù)分析服務體系

基于數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)分析服務能力主要包括服務設計、服務構建、服務應用和服務管理四方面。

服務設計是服務分析能力建設的基礎，通過業(yè)務場景及服務需求分析，對數(shù)據(jù)分析服務體系、服務構建標準及服務應用策略進行標準化設計。

服務構建是服務分析能力建設的核心，包括結果數(shù)據(jù)集、算法模型服務和分析場景構建。結果數(shù)據(jù)集構建是依托數(shù)據(jù)中臺共享層、分析層業(yè)務數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)中臺技術組件能力，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理、服務開發(fā)等過程完成服務的構建；算法模型服務構建是依托中臺算法模型組件構建的算法模型服務；業(yè)務分析場景構建是依托數(shù)據(jù)中臺自助式分析組件經(jīng)過業(yè)務邏輯加工形成業(yè)務分析場景后，發(fā)布的服務。

服務應用是服務分析能力建設的關鍵，包含服務注冊和服務調(diào)用兩個階段。已構建的結果數(shù)據(jù)集服務和算法模型服務，在數(shù)據(jù)中臺服務目錄上進行服務注冊，已構建的業(yè)務分析場景進行發(fā)布；注冊或發(fā)布成功后，通過Web 應用向最終用戶提供數(shù)據(jù)服務分類展示、服務推薦/訂閱等應用能力，用戶在授權范圍內(nèi)調(diào)用所需的數(shù)據(jù)分析服務。

服務管理是服務分析能力建設的保障，貫穿服務構建和服務應用的全過程，基于數(shù)據(jù)分析服務全生命周期過程進行統(tǒng)一運營管理，包括數(shù)據(jù)服務應用審批等管理能力，并進行統(tǒng)一服務運維。

2.2 服務設計

電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)服務設計方法：電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺服務化設計分為數(shù)據(jù)服務中心規(guī)劃、數(shù)據(jù)服務識別、數(shù)據(jù)服務設計、數(shù)據(jù)服務實現(xiàn)、數(shù)據(jù)服務治理。

數(shù)據(jù)服務中心規(guī)劃：依托電網(wǎng)業(yè)務領域模型的輸入，結合數(shù)據(jù)服務中心規(guī)劃方法以及決策流程和指標明確數(shù)據(jù)服務中心。

服務識別：依賴電網(wǎng)業(yè)務需求推導出多級流程、電網(wǎng)業(yè)務時序圖、電網(wǎng)業(yè)務規(guī)則、電網(wǎng)業(yè)務功能等當成數(shù)據(jù)服務識別的輸入項，結合各種需求輸入對應的數(shù)據(jù)服務梳理方法梳理潛在的數(shù)據(jù)服務。從潛在的數(shù)據(jù)服務做數(shù)據(jù)加工處理形成電網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺的服務模型，另外從數(shù)據(jù)服務的非功能需求中，推導出電網(wǎng)業(yè)務中臺技術支撐能力。

服務設計：依托數(shù)據(jù)服務識別過程中形成的數(shù)據(jù)服務模型，構建對外開放的數(shù)據(jù)中臺服務接口，給出不同數(shù)據(jù)服務中心的數(shù)據(jù)模型結構。

服務實現(xiàn)：根據(jù)電力信息系統(tǒng)代碼開發(fā)規(guī)范、業(yè)界微服務開發(fā)典型實踐經(jīng)驗，進行數(shù)據(jù)服務接口的代碼業(yè)務邏輯設計、開發(fā)以及測試。

服務治理：數(shù)據(jù)服務運行全程調(diào)用日志、運行監(jiān)控數(shù)據(jù)、鏈路跟蹤數(shù)據(jù)，分析服務運行調(diào)用效率。當數(shù)據(jù)服務存在依賴關系太多時，該數(shù)據(jù)服務則為不穩(wěn)定服務需要進行優(yōu)化；當服務調(diào)用頻率，響應速度較快，說明該服務滿足業(yè)務系統(tǒng)的主要需求；該服務上線后無業(yè)務系統(tǒng)調(diào)用，說明該服務屬于偽需求，不存在使用者。通過服務治理，可以發(fā)現(xiàn)服務之間的血緣關系，通過服務之間的關系，判斷服務的拓撲結構，更加可靠的運維服務。

2.3 服務構建

數(shù)據(jù)分析服務的完整構建流程包括從需求收集到服務下線共8 個環(huán)節(jié)，電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務構建流程如圖3 所示。

圖3 電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務構建

電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務涵蓋電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務需求收集、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務設計、電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務開發(fā)、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務第三方測試、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務對外發(fā)布、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務更新、電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務下線。

2.4 服務應用

基于業(yè)務需求，服務提供者開發(fā)數(shù)據(jù)分析服務，在統(tǒng)一門戶中進行編目發(fā)布。服務使用者通過查詢，獲取所需服務信息，經(jīng)授權后，調(diào)用相應數(shù)據(jù)分析服務，獲取分析算法模型或分析成果數(shù)據(jù)集。服務使用者可對服務進行評價，為服務優(yōu)化提供依據(jù)和參考。服務管理者進行相應的服務監(jiān)控與維護管理工作。數(shù)據(jù)分析服務應用流程如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)分析服務應用流程

基于電網(wǎng)業(yè)務驅(qū)動提取數(shù)據(jù)分析服務新需求，進行數(shù)據(jù)分析腳本開發(fā)，并將分析過程或分析結果等封裝成服務；服務注冊/注銷：將服務注冊于數(shù)據(jù)分析服務目錄，或根據(jù)業(yè)務需求變化要求，從目錄注銷；服務編目：根據(jù)服務元數(shù)據(jù)信息，對服務編排目錄層級位置；服務發(fā)布：更新或調(diào)整目錄結構及服務信息后，正式對外發(fā)布，供服務使用者獲取最新服務信息；服務檢索：數(shù)據(jù)分析服務使用者，在數(shù)據(jù)中臺上進行服務檢索，尋找需要的數(shù)據(jù)分析服務；服務發(fā)現(xiàn)：數(shù)據(jù)分析服務使用者尋找到所需的服務，獲取服務元數(shù)據(jù)信息及服務調(diào)用、使用方式；服務評價：反饋電網(wǎng)數(shù)據(jù)分析服務的質(zhì)量、安全等問題。

3 實驗驗證

本文依托國網(wǎng)安徽電力公司數(shù)據(jù)中臺進行測試驗證[9-10]，模擬驗證數(shù)據(jù)在線服務流程，在配置后臺數(shù)據(jù)服務解析流程后，數(shù)據(jù)在線服務訪問過涉及到數(shù)據(jù)校驗、唯一性判斷、查詢服務、修改服務、刪除服務等，配套工具通過腳本方式實現(xiàn)服務實例化，與具體的主數(shù)據(jù)對象關聯(lián)應用，數(shù)據(jù)在線服務滿足相關要求。具體驗證效果如圖5 所示。

圖5 實驗驗證

4 結語

針對當前電力企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需要，本文提出了基于國網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)在線服務設計及應用解決方案，設計了面向電網(wǎng)應用的數(shù)據(jù)分析服務總體架構，闡述了服務設計方法，設計了服務構建關鍵步驟和服務應用的流程，最后通過實驗驗證了基于數(shù)據(jù)中臺的數(shù)據(jù)在線服務方案的可行性。