張明杰，張才俊，江帆，張波，楊照輝

摘? 要： 針對目前電網(wǎng)業(yè)務(wù)運營體系不完善以及問題定位不及時的情況，對電力系統(tǒng)運營監(jiān)控內(nèi)容進行研究，優(yōu)化指標監(jiān)控方式，建立一種多層次全方位的指標體系。設(shè)計、整合出基于分布式流式處理技術(shù)、緩存以及消息隊列為核心的架構(gòu)形態(tài)，研究了一套基于業(yè)務(wù)運營監(jiān)控指標體系的分布式微服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)實時監(jiān)控系統(tǒng)。從而進一步提升電網(wǎng)信息系統(tǒng)的運行效率。

關(guān)鍵詞： 指標體系; 分布式架構(gòu); 實時監(jiān)控; 運營分析

中圖分類號：TP311? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1006-8228（2022）06-62-04

Real-time monitoring system of business operations based on index system

Zhang Mingjie1， Zhang Caijun1， Jiang Fan1， Zhang Bo1， Yang Zhaohui2

（1. State Grid Customer Service Center， Nanjing， Jiangsu 210000， China; 2. China Real-time Database Limited Corporation）

Abstract： In response to the current imperfect power grid business operation system and the lack of timely positioning of problems，by studying the content of power system operation monitoring， the index monitoring method is optimized， and a comprehensive multi-level index system is established. A real-time monitoring system of distributed micro-service system architecture based on business operation monitoring indicator system is designed. It further improves the operation efficiency of the power grid information system.

Key words： index system; distributed architecture; real-time monitoring; operational analysis

0 引言

為適應(yīng)當前大批量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計需求，需切實解決指標異常，工作差錯，業(yè)務(wù)操作頻繁，業(yè)務(wù)數(shù)量增長等方面的問題。國網(wǎng)公司按照“指標體系化、工具自動化、工作常態(tài)化、管理標準化、隊伍專業(yè)化”總體思路推進信息系統(tǒng)運行監(jiān)控分析能力建設(shè)和運營監(jiān)控的專業(yè)化，全面的業(yè)務(wù)運營指標體系設(shè)計是關(guān)鍵。本文在現(xiàn)有的業(yè)務(wù)指標分析及實時監(jiān)控系統(tǒng)處理架構(gòu)基礎(chǔ)上，優(yōu)化業(yè)務(wù)指標體系，設(shè)計出一種分布式實時監(jiān)控處理架構(gòu)，從而對電力運營實時監(jiān)控管理，通過信息化手段提高電網(wǎng)業(yè)務(wù)管理效率[1]。

1 研究背景

隨著當今社會步入信息化時代，各個行業(yè)對信息系統(tǒng)的依賴程度日益提高，電力行業(yè)也不例外。信息系統(tǒng)上線運行后的業(yè)務(wù)運營監(jiān)控是企業(yè)信息化工作的重要任務(wù)，如何對運營中各類問題進行預(yù)警[2]，如何使信息系統(tǒng)來為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動提供健康穩(wěn)定的服務(wù)并做好信息數(shù)據(jù)的安全保密工作是運營項目的第一要務(wù)。

國網(wǎng)公司為落實數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作要求，需推進電力營銷APP深化應(yīng)用，滿足各單位運營工作需要;構(gòu)建與基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、第三方服務(wù)，以及應(yīng)用軟件相對應(yīng)的、實時的、完整映射的業(yè)務(wù)運營監(jiān)控體系，實現(xiàn)指標開發(fā)運營系統(tǒng)安全可靠接入與審計改造。國網(wǎng)的指標活動設(shè)計開發(fā)是常態(tài)化的，需要專題研討和跨界合作，只有這樣才能高效拉新促活，支撐電力運營需求。

2 研究現(xiàn)狀

現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)有著大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，從而衍生出許多監(jiān)測指標。每個指標重點關(guān)注電網(wǎng)運行的某一方面（安全性、脆弱性、風險性、經(jīng)濟性等），缺乏一套整合全方位因素的指標體系來綜合反應(yīng)及分析電網(wǎng)監(jiān)控平臺的運行情況[3]，單一的指標體系構(gòu)建已經(jīng)不能滿足對整個電網(wǎng)運營分析[4-6]。因此，需要在目前單一指標分析的基礎(chǔ)上，建立一種多層次全方位的指標體系。

傳統(tǒng)的電網(wǎng)運營數(shù)據(jù)分析模式通常采用不同維度的數(shù)據(jù)融合方式[7]。運監(jiān)系統(tǒng)的指標計算的數(shù)據(jù)來源是電力營銷APP用戶的使用數(shù)據(jù)，如用戶行為日志、用戶辦電工單等數(shù)據(jù)。隨著客戶數(shù)量的激增，產(chǎn)生了大批量的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[8]。這些數(shù)據(jù)最后都會匯總流入貼源層數(shù)據(jù)庫。運營監(jiān)控系統(tǒng)指標計算會直接查詢貼源層里的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)量的激增導(dǎo)致運營監(jiān)控系統(tǒng)平臺大部分指標的計算性能明顯下降，進而影響了與之相關(guān)的其他指標，并且在指標監(jiān)控的時效性方面帶來了巨大的影響。

針對大數(shù)據(jù)量的指標數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的指標計算方法已經(jīng)不能更好的滿足需求，急需設(shè)計一種分布式數(shù)據(jù)處理與計算架構(gòu)。

3 基于指標的業(yè)務(wù)運營實時監(jiān)控研究

3.1 指標體系構(gòu)建

業(yè)務(wù)運營監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括全景監(jiān)測，平臺運營監(jiān)測，營業(yè)服務(wù)監(jiān)測，在線客服監(jiān)測。

⑴ 全景監(jiān)測

全景監(jiān)測主要對平臺、營業(yè)、在線客服三個方面核心指標綜合展示。

⑵ 平臺運營監(jiān)測

平臺運營監(jiān)測包括：用戶運營監(jiān)測，內(nèi)容運營監(jiān)測，活動運營監(jiān)測。其中用戶運營監(jiān)測主要對用戶注冊數(shù)、實名認證數(shù)等核心指標進行監(jiān)測展示。

⑶ 營業(yè)服務(wù)監(jiān)測

營業(yè)服務(wù)監(jiān)測包括：低壓業(yè)擴監(jiān)測，高壓業(yè)擴監(jiān)測，繳費業(yè)務(wù)監(jiān)測，電動汽車監(jiān)測，分布式光伏監(jiān)測。

⑷ 在線客服監(jiān)測

在線客服監(jiān)測包括：在線服務(wù)總覽，實時業(yè)務(wù)監(jiān)測，坐席明細監(jiān)測，工單受理監(jiān)測。

業(yè)務(wù)運營指標體系如圖1所示。

3.2 總體設(shè)計

系統(tǒng)主要架構(gòu)分為采集層、計算層、展示層，具體系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖2所示。

3.2.1 采集層

原始業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存放于各業(yè)務(wù)庫中，指標計算需在歸檔的指標庫中進行，因此指標業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)由業(yè)務(wù)庫匯總到指標庫，數(shù)據(jù)采集層主要負責數(shù)據(jù)抽取及數(shù)據(jù)同步任務(wù)。

3.2.2 計算層

匯聚運營數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，融合分布式流式處理技術(shù)、分布式緩存和分布式消息隊列計算模式，數(shù)據(jù)一次落地后進行獲取加工，縮減數(shù)據(jù)鏈路，對運營主題分析提煉，形成運營主題數(shù)據(jù)庫，通過可視化技術(shù)動態(tài)展示分析結(jié)果，支撐業(yè)務(wù)量預(yù)測、優(yōu)質(zhì)服務(wù)、內(nèi)部員工推薦、細分客戶、精準營銷等服務(wù)場景。對各類信息數(shù)據(jù)進行規(guī)范化、體系化管理。

3.2.3 展示層

對指標運營數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)測預(yù)警，提升業(yè)務(wù)部門現(xiàn)場管控力度，進一步完善現(xiàn)場管理方式，降低服務(wù)風險;通過新增對業(yè)務(wù)流程及業(yè)務(wù)阻斷場景的監(jiān)測，實現(xiàn)對業(yè)務(wù)受理及APP業(yè)務(wù)受理環(huán)節(jié)阻斷場景的實時展示，降低因業(yè)務(wù)系統(tǒng)原因或內(nèi)部流程超時問題導(dǎo)致的客戶服務(wù)風險，提升客戶滿意度;通過對多媒體業(yè)務(wù)的監(jiān)測，實現(xiàn)對多媒體業(yè)務(wù)整體運營情況的展示，進一步提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)運營支撐;通過完善指標規(guī)則自助管理，實現(xiàn)業(yè)務(wù)人員自助維護規(guī)則數(shù)據(jù)，提升客戶體驗。

3.3 架構(gòu)設(shè)計

3.3.1 技術(shù)架構(gòu)

技術(shù)架構(gòu)遵從前后端分離的微服務(wù)設(shè)計理念，采用現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)主流應(yīng)用框架（Spring Boot）、云平臺和微服務(wù)，運用流行的分布式服務(wù)框架（Dubbo）和分布式配置框架（Spring Cloud）技術(shù)，提供內(nèi)部服務(wù)注冊/發(fā)現(xiàn)、服務(wù)治理、服務(wù)調(diào)度、服務(wù)監(jiān)測等功能。將業(yè)務(wù)指標運營監(jiān)測及可視化大屏等監(jiān)測主題設(shè)計成不同的微服務(wù)，整個技術(shù)架構(gòu)體現(xiàn)了高內(nèi)聚低耦合的設(shè)計理念，且系統(tǒng)具備高可用性、高可靠性和可擴展性水平，形成以分布式流式處理技術(shù)、分布式緩存以及分布式消息隊列為核心的架構(gòu)形態(tài)，技術(shù)架構(gòu)如圖3所示。

數(shù)據(jù)層是監(jiān)測對象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息層，監(jiān)測對象主要包括業(yè)務(wù)、渠道、服務(wù)資源狀態(tài)等。

技術(shù)支撐層主要應(yīng)用事件處理引擎實現(xiàn)簡單的事件處理、事件流處理、復(fù)合事件處理，并對捕獲的事件、問題等數(shù)據(jù)進行清洗、篩選、過濾、匯聚等數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作，技術(shù)選型上利用Storm的容錯和水平可擴展性，處理海量數(shù)據(jù)。利用Kafka的高吞吐量來滿足實時大數(shù)據(jù)量的需求，基于Redis的分布式內(nèi)存數(shù)據(jù)庫能帶來極快的存寫速度。通過業(yè)務(wù)監(jiān)測規(guī)則及事件規(guī)則關(guān)聯(lián)形成告警信息及觸發(fā)自動處理。

服務(wù)支撐層主要是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能，主要實現(xiàn)客戶服務(wù)監(jiān)測、渠道監(jiān)測、服務(wù)資源狀態(tài)監(jiān)測、大屏監(jiān)測等微服務(wù)應(yīng)用，運用Spring Cloud技術(shù)棧，實現(xiàn)微服務(wù)治理：所有的微服務(wù)都需要注冊到服務(wù)注冊中心（Eureka）上，以供發(fā)現(xiàn)和調(diào)用，當請求到達API 網(wǎng)關(guān)Spring Boot Zuul，動態(tài)路由服務(wù)（Zuul）根據(jù)請求的url轉(zhuǎn)發(fā)到具體的微服務(wù)，由對應(yīng)的微服務(wù)完成請求響應(yīng)及消息組裝。

應(yīng)用層主要是通過H5、JS、FLEX、高級可視化組件等前端技術(shù)來滿足對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)運營監(jiān)測，實現(xiàn)可視化展示。

3.3.2 應(yīng)用架構(gòu)

應(yīng)用架構(gòu)承接業(yè)務(wù)運營監(jiān)控架構(gòu)設(shè)計內(nèi)容，根據(jù)業(yè)務(wù)監(jiān)測建設(shè)核心業(yè)務(wù)需求，結(jié)合對業(yè)務(wù)需求點的歸納總結(jié)，設(shè)計出對應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用架構(gòu)，形成包括監(jiān)測分析、監(jiān)測管理、系統(tǒng)配置應(yīng)用功能，應(yīng)用架構(gòu)如圖4所示。

3.3.3 數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)主要分為以下類：客服服務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，業(yè)擴辦電業(yè)務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，電費業(yè)務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，新型業(yè)務(wù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)運營監(jiān)測，預(yù)警告警管理數(shù)據(jù)，預(yù)警告警規(guī)則管理數(shù)據(jù)，系統(tǒng)配置管理數(shù)據(jù)，指標管理數(shù)據(jù)，采集管理。

3.4 實時監(jiān)控部署

3.4.1 物理部署

架構(gòu)涉及到消息隊列集群、緩存集群、分布式服務(wù)管理集群、存儲集群，如圖6所示。

3.4.2 服務(wù)器配置

各類服務(wù)器配置要求如表1所示。

3.5 可視化設(shè)計

業(yè)務(wù)運營實時監(jiān)控系統(tǒng)可對各類運營指標實時監(jiān)控，將實時電力數(shù)據(jù)運營情況通過柱狀圖、餅狀圖、曲線圖等可視化界面展示出來，如圖7，圖8所示。

4 結(jié)束語

通過運營指標實時監(jiān)控系統(tǒng)，可將分散在各個業(yè)務(wù)庫中的源數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)換整合在一起，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗轉(zhuǎn)換和實時計算統(tǒng)計分析，最終以圖表的形式直觀呈現(xiàn)出來。本文研究了該框架下信息系統(tǒng)運行監(jiān)控工作流程的規(guī)范化管理和監(jiān)控指標體系的建立，并在實踐中實現(xiàn)了運營指標體系的設(shè)計與指標計算架構(gòu)的構(gòu)建，以及透過數(shù)據(jù)去發(fā)現(xiàn)電力營銷生產(chǎn)經(jīng)營中的問題，及時反映指標運營情況，實現(xiàn)對指標運營狀況動態(tài)監(jiān)控，及時定位問題，從而提供更多的運營決策支持。

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