任重

（國(guó)核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 海淀 100095）

1 輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的定義與理解

輸變電工程實(shí)質(zhì)上是有關(guān)輸電線路以及變壓器安裝方面的建設(shè)工程。它的數(shù)據(jù)量非常龐大，包含整個(gè)輸變電工程領(lǐng)域相關(guān)方面的所有數(shù)據(jù)。主要針對(duì)工程預(yù)期設(shè)計(jì)、全面規(guī)劃、可行性研究、具體實(shí)施、完工總結(jié)等各個(gè)方面的所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行全面收集、拆分、合并、研究，最后做進(jìn)一步的管理、處理、存儲(chǔ)、遷移、使用等。

輸變電工程數(shù)據(jù)的種類。輸變電工程是整個(gè)電力系統(tǒng)的一部分，也是最關(guān)鍵的一部分。它的主要種類包括工程信息、地理信息、資源信息、設(shè)備信息、經(jīng)濟(jì)信息等。值得注意的是，數(shù)據(jù)信息的獲取和分類極其重要，一要獲取高質(zhì)量的、完整的、準(zhǔn)確的一手信息，二必須通過數(shù)據(jù)的屬性、類別、結(jié)構(gòu)、模式等方面進(jìn)行分類細(xì)化，對(duì)今后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)十分重要。

輸變電工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。輸變電工程數(shù)據(jù)由于來源方式廣泛，導(dǎo)致其十分多元化和異構(gòu)化。也就是說，數(shù)據(jù)的內(nèi)容多數(shù)普遍具有共享性，深入挖掘細(xì)化即可增加數(shù)據(jù)本身的價(jià)值和效果，具有可處理可操作的性質(zhì)。數(shù)據(jù)根據(jù)特性又可以分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，前者一般包含運(yùn)行數(shù)據(jù)、二維表結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，而后者一般以視頻、圖像、數(shù)學(xué)模型等，形式多樣化，需要更多存儲(chǔ)空間，對(duì)后續(xù)存儲(chǔ)管理要求更高。

輸變電工程數(shù)據(jù)的作用和影響。輸變電工程數(shù)據(jù)很重要，一旦儲(chǔ)存不慎，輕則影響整個(gè)電力系統(tǒng)或者信息系統(tǒng)的運(yùn)作和發(fā)展，重則涉及到信息資源的安全和建設(shè)，因此在實(shí)際的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理操作工作中必須嚴(yán)謹(jǐn)和慎重。

2 輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理分層數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路

輸變電工程數(shù)據(jù)多，形式繁瑣，原因在于它全部來自各個(gè)工程項(xiàng)目。如果工程項(xiàng)目是輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理的基本單元，那么數(shù)據(jù)單元和數(shù)據(jù)包就是工程項(xiàng)目的組成部分。三者的關(guān)系就如同圖1展示的范圍大小，即工程項(xiàng)目的范圍大于數(shù)據(jù)包的范圍，而數(shù)據(jù)包的范圍則大于數(shù)據(jù)單元的范圍。

圖1 輸變電工程數(shù)據(jù)工程項(xiàng)目范圍比較圖

輸變電工程數(shù)據(jù)相當(dāng)于我們的聯(lián)合國(guó)，而每一個(gè)工程項(xiàng)目則是屬于聯(lián)合國(guó)的每一個(gè)國(guó)家，具有其本身的獨(dú)立性和完整性，相互之間不影響卻又獨(dú)立并列存在。而工程項(xiàng)目的內(nèi)部則像國(guó)家內(nèi)部分有行政、軍事、經(jīng)濟(jì)等部分一樣，它根據(jù)項(xiàng)目性質(zhì)或工作環(huán)節(jié)的區(qū)別進(jìn)行劃分，彼此之間緊密聯(lián)系相互影響。因此進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)候，所有工程項(xiàng)目存儲(chǔ)器可按照工程項(xiàng)目的屬性進(jìn)行分類細(xì)分，細(xì)分清楚后全部并列至總體儲(chǔ)存器當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)總體存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中包含分層存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的架構(gòu)。

三維設(shè)計(jì)模型存儲(chǔ)模式。在信息化逐漸成為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理常態(tài)的基礎(chǔ)上，三維模型是最能直接體現(xiàn)出輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式的一種表現(xiàn)手段。通過收集幾何屬性、層次數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等數(shù)據(jù)，建立相關(guān)的工程模型、幾何模型、物理模型和組合模型單元進(jìn)行集中管理，設(shè)置好一一對(duì)應(yīng)的連帶關(guān)系。在此模式中，獲取到的每個(gè)GIM模型文件實(shí)質(zhì)上可作為一個(gè)數(shù)據(jù)包，成為三維模型的一部分。

文檔資料數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式。文檔數(shù)據(jù)是輸變電工程數(shù)據(jù)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)相關(guān)體，它貫穿了整個(gè)工程從開始到結(jié)束的全過程。不管是最初的設(shè)計(jì)階段，還是中間的施工落實(shí)階段和最后的竣工階段，所有的線路和數(shù)據(jù)都可按照內(nèi)容和類型進(jìn)行重新組織分類，形成它自身的存儲(chǔ)模式。在此模式中數(shù)據(jù)包是在存儲(chǔ)管理中獲取的每一套文件，文件可以是設(shè)計(jì)圖紙、勘測(cè)報(bào)告、概算書等。

3 實(shí)踐研究與分析

本文將以沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)第41卷第6期2019年11月刊登的一篇論文《基于層級(jí)設(shè)計(jì)的輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)》中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象，進(jìn)行輸變電工程數(shù)據(jù)分層數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)研究分析。

本次實(shí)驗(yàn)的存儲(chǔ)中心數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)單元包括128GB內(nèi)存的服務(wù)器、2顆8核CPU和1TB硬盤，通過建立了10組不同參數(shù)的存儲(chǔ)中心進(jìn)行仿真測(cè)試。由圖可見，第二列的存儲(chǔ)中心數(shù)和第四列的數(shù)據(jù)集數(shù)從第1組到第10組是逐步增加的，也就是說在數(shù)據(jù)集數(shù)增加的前提下，存儲(chǔ)中心數(shù)也是同步上漲的，兩者是共同增長(zhǎng)的關(guān)系。這說明了在數(shù)據(jù)管理中，分層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心得到了充分運(yùn)用（如表1）。

接下來觀察圖2的數(shù)據(jù)，圖2是一張坐標(biāo)曲線圖，橫向的X軸是反映數(shù)據(jù)量/MB，數(shù)量從最低100MB增長(zhǎng)至最高900MB，豎向的Y軸是反映任務(wù)用時(shí)/s，數(shù)值從0s到60000s。對(duì)比表1后明顯可以看出，“任務(wù)用時(shí)/s”指的是數(shù)據(jù)遷移前后的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)執(zhí)行相同任務(wù)的使用時(shí)間。

圖2 數(shù)據(jù)遷移前后任務(wù)使用時(shí)間比較

表1 存儲(chǔ)中心配置參數(shù)

從整體來看，實(shí)線和虛線的線條趨勢(shì)都是明顯上漲的，說明隨著數(shù)據(jù)量不斷增加，遷移前數(shù)據(jù)比遷移后數(shù)據(jù)在執(zhí)行同一個(gè)任務(wù)時(shí)，使用時(shí)間多。

4 結(jié)論

眾所周知，輸變電工程數(shù)據(jù)特性眾多，數(shù)量巨大，模式多樣性，結(jié)構(gòu)迥異，更新?lián)Q代快，在此基礎(chǔ)上要做好輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作實(shí)屬不易。經(jīng)本文探討，設(shè)想按照輸變電工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行分類，主要分成工程地理信息數(shù)據(jù)、三維設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)和文檔資料數(shù)據(jù)三大類，再分別以工程項(xiàng)目、數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)單元的模式進(jìn)行分層儲(chǔ)存，結(jié)合實(shí)際情況探討了一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新模式。

實(shí)踐表明，分層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)在總體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式中是有積極作用的。在數(shù)據(jù)量不斷增加的情況下，分層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)整體環(huán)境中運(yùn)用自如。同時(shí)，在數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移的任務(wù)使用時(shí)間對(duì)比下，可以看出在相同的數(shù)據(jù)量下，遷移后的數(shù)據(jù)在執(zhí)行同一個(gè)任務(wù)使用的時(shí)間比遷移前的數(shù)據(jù)少。在此基礎(chǔ)上，我們繼續(xù)把三類輸變電工程數(shù)據(jù)細(xì)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)后，明顯可以看出結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)的情況下，數(shù)據(jù)所需用時(shí)低于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

由此可見，根據(jù)輸變電工程數(shù)據(jù)的特點(diǎn)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理，在不同的存儲(chǔ)架構(gòu)里能有效提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率，優(yōu)化工程存儲(chǔ)空間，節(jié)省出更大的空間容納數(shù)據(jù)。同時(shí)，重要的輸變電工程數(shù)據(jù)得到了安全儲(chǔ)存，完整性沒有受到破壞，海量輸變電工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題得到了有效解決，在輸變電工程系統(tǒng)和總體電力系統(tǒng)方面都體現(xiàn)了極其重要的意義。