摘要：由于傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)安全傳輸方法對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)傳輸加密不足，云計算環(huán)境下的安全機制創(chuàng)新不足。因此，文章提出云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法。該方法通過設(shè)定高效信道、深度數(shù)據(jù)特征提取，定制加密策略，采用先進算法強化敏感數(shù)據(jù)保密性；構(gòu)建多層次加密框架，結(jié)合云計算的算力與擴展性，實現(xiàn)多重防護。文章引入智能干擾抑制技術(shù)，有效抵御攻擊，保障數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效傳輸。實踐表明，該方法顯著降低傳輸失敗率，展現(xiàn)卓越防護與傳輸性能，為電力調(diào)度系統(tǒng)大數(shù)據(jù)傳輸提供了強有力的安全保障。

關(guān)鍵詞：云計算；電力調(diào)度；大數(shù)據(jù)技術(shù)；安全加密；實時傳輸把控

中圖分類號：TP311.52

文獻標志碼：A

0 引言

在信息化飛速發(fā)展的時代，云計算作為一種創(chuàng)新的計算模式，已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，為數(shù)據(jù)的存儲、處理和分析提供了前所未有的便利。特別是在電力調(diào)度領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已經(jīng)成為提升調(diào)度效率、保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，隨著數(shù)據(jù)量的激增和數(shù)據(jù)價值的提升，如何確保這些大數(shù)據(jù)在云計算環(huán)境下的安全傳輸，成了一個亟待解決的問題。電力調(diào)度大數(shù)據(jù)涵蓋了從發(fā)電、輸電到配電的各個環(huán)節(jié)，包括實時監(jiān)控數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)、用戶用電數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)不僅體量龐大，而且涉及國家安全、公共利益和個人隱私，因此對其安全性的要求極高。在云計算環(huán)境下，數(shù)據(jù)傳輸過程中可能面臨的安全威脅包括數(shù)據(jù)泄露、篡改、丟失等，這些威脅可能來自網(wǎng)絡(luò)攻擊、系統(tǒng)漏洞、人為錯誤等多個方面。因此，研究云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸方法，不僅對于保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義，也是維護國家安全、保護用戶隱私的必要措施。本文將探討在云計算環(huán)境下，如何通過技術(shù)手段和管理措施，確保電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸，為電力調(diào)度領(lǐng)域的信息化建設(shè)提供堅實的安全保障。

近年來，電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法的研究取得了顯著進展。龍燕軍等^［1］提出的基于電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享與高效傳輸技術(shù)，通過利用標準化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提高了數(shù)據(jù)共享效率，盡管在實際應(yīng)用中可能面臨兼容性和實施難度的問題。李秀峰等^［2］提出的基于多通道的水電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法，通過提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院腿哂嘈?，確保了數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性，但其多通道系統(tǒng)的復(fù)雜部署和維護成本以及確保所有通道安全性的挑戰(zhàn)也不容忽視。這些方法在提升電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸能力的同時，也帶來了實施和維護上的挑戰(zhàn)，因此在選擇具體方法時，須綜合考慮系統(tǒng)的實際需求、成本效益及長期可維護性。為了解決上述方法存在的問題，本文提出云計算環(huán)境下電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法。

1 設(shè)計電力調(diào)度大數(shù)據(jù)云計算安全傳輸方法

1.1 并行傳輸信道設(shè)定

并行傳輸信道作為一種高效的數(shù)據(jù)傳輸方式，在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)傳輸中相比于傳統(tǒng)的傳輸形式，整體的效率更高，針對性更強，在復(fù)雜的環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)多維傳輸處理^［3-4］。依據(jù)周期之內(nèi)電力數(shù)據(jù)的調(diào)度需求，根據(jù)電力調(diào)度大數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)的傳輸標準，確定具體的信道數(shù)量，共隨機設(shè)置3條^［5］。以單元為基礎(chǔ)，采集數(shù)據(jù)流量、傳輸時間等數(shù)據(jù)，計算每條并行信道的帶寬，如公式（1）所示。

式（1）中：G表示信道帶寬，β表示周期數(shù)據(jù)流量，i表示預(yù)設(shè)周期，π表示重復(fù)數(shù)據(jù)，q和覆蓋傳輸范圍，w表示傳輸定點。當(dāng)前的帶寬越大，數(shù)據(jù)傳輸速率越高，但成本也會相應(yīng)增加，所以須要進行實時控制，保持數(shù)據(jù)傳輸時的平穩(wěn)及穩(wěn)定^［6］?；诖耍€要把控數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴?，控制對?yīng)的傳輸時間，在并行傳輸中，各信道之間的延遲差異可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步問題，須要計算各信道的延遲^［7］，如公式（2）所示。

L=υm-n²+ο（2）

式（2）中：L表示信道延遲，υ表示可控同步差，m和n分別表示基礎(chǔ)傳輸頻率和實時傳輸頻率，ο表示同步時間^［8］。

1.2 安全傳輸負載特征提取及數(shù)據(jù)加密處理

負載以F表示，對原始輸入進行迭代分配^［9］。假設(shè)信道傳輸數(shù)據(jù)大小X、信道的長度C和寬度K以及傳輸數(shù)據(jù)的隊列堆積函數(shù)A^［10］。將各支路流量疊加，設(shè)計對應(yīng)的迭代分配公式：

式（3）中：h^K_C（X）表示迭代分配結(jié)果，W表示迭代分配次數(shù)，t表示實時分配數(shù)據(jù)。引入反饋機制總結(jié)特征，轉(zhuǎn)換標準制定傳輸機制。采用AES加密數(shù)據(jù)，計算實時速度：

M=（1-U）²×δ（4）

式（4）中：M表示加密速度，U表示傳輸信道數(shù)量，δ表示實時傳輸速率，根據(jù)當(dāng)前測定，將加密處理速度控制在該范圍之內(nèi)，為后續(xù)的傳輸設(shè)定一個循環(huán)的傳輸加密形式，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行完整性校驗，防止數(shù)據(jù)在傳輸過程中被篡改。

1.3 構(gòu)建云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸模型

一般情況下，在電力調(diào)度數(shù)據(jù)的過程中，較為注重的是數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定，雖然對數(shù)據(jù)進行基礎(chǔ)加密，但是仍然會受到外部環(huán)境及特定因素的影響，致使最終得出的傳輸效果未達到預(yù)期的標準。為此結(jié)合云計算，進行電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸模型的構(gòu)建及分析。首先，在初始的模型中設(shè)計一個基礎(chǔ)的安全傳輸調(diào)度機制，作為初始的可控機制。隨后，在基礎(chǔ)的加密環(huán)境下，進行深層級的加密處理，設(shè)計組合式加密機制，組合加密處理如圖1所示。

圖1主要是對組合加密的處理。按照上述設(shè)定的信道，進行基礎(chǔ)布設(shè)。云計算下分布式電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)如圖2所示。

圖2主要是對云計算下分布式電力調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)的設(shè)計與實踐。此時，將采集的數(shù)據(jù)調(diào)整為數(shù)據(jù)包的形式并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的執(zhí)行傳輸格式，按照順序通過信道傳輸?shù)街付ǖ奈恢?。?dāng)前，利用云計算的彈性伸縮能力，引入安全隔離機制，如防火墻、捕捉機制等，根據(jù)數(shù)據(jù)流量動態(tài)調(diào)整實時的數(shù)據(jù)，構(gòu)建模型的調(diào)度傳輸表達式，如公式（5）所示。

在式（5）中，P表示安全傳輸輸出結(jié)果，κ表示調(diào)度數(shù)據(jù)總量，B表示轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)量，R表示調(diào)度頻次。結(jié)合當(dāng)前測定，實現(xiàn)對測試結(jié)果的對比分析。當(dāng)時這部分需要注意的是，在數(shù)據(jù)完成基礎(chǔ)傳輸之后，還須要對其進行解密處理。解密時須要先完成身份認證，這通常涉及使用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字證書來驗證通信雙方的身份。發(fā)送方使用自己的私鑰對信息進行簽名，接收方使用發(fā)送方的公鑰進行驗證，確保信息的完整性和發(fā)送方的身份。加密與解密結(jié)構(gòu)是相互的，存在較強的關(guān)聯(lián)性，結(jié)合模型的約束及與云計算的輔助，可以進一步強化最終的傳輸效果。

1.4 干擾抑制輔助實現(xiàn)數(shù)據(jù)安全傳輸處理

在云計算環(huán)境下，干擾抑制是確保電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的安全傳輸?shù)年P(guān)鍵。通過減少或消除通信過程中的干擾信號，進一步提高數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。在電力調(diào)度大數(shù)據(jù)的傳輸過程中，由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，數(shù)據(jù)傳輸可能會受到各種干擾的影響。所以，結(jié)合云技術(shù)，相對模型輸出的數(shù)據(jù)及信息進行基礎(chǔ)性處理，剔除數(shù)據(jù)中的重復(fù)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行壓縮處理，以此來減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜哂嗪湾e誤。在可控的干擾環(huán)境中，干擾抑制輔助處理結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3主要是對干擾抑制輔助處理結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析。在此基礎(chǔ)之上，針對電磁干擾，信道噪聲等，基于模型的處理效果，設(shè)定對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸抑制效率，結(jié)合云計算，如公式（6）所示。

r=∫+φ（1-b）²（6）

式（6）中：r表示數(shù)據(jù)傳輸抑制效率，表示抑制捕捉數(shù)據(jù)，φ表示傳輸延遲，b表示數(shù)據(jù)調(diào)度均值。根據(jù)當(dāng)前測定，將其設(shè)置為基礎(chǔ)的干擾抑制安全約束傳輸標準，在基礎(chǔ)的干擾抑制處理的過程中，還須要結(jié)合實際的傳輸要求及阻礙條件，調(diào)整對應(yīng)的傳輸機制與標準以此來滿足最終的傳輸結(jié)果，完成電力數(shù)據(jù)的調(diào)度處理。

2 方法測試

結(jié)合云計算環(huán)境，對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法實際應(yīng)用效果進行分析驗證，考慮到最終測試結(jié)果的真實與穩(wěn)定，選定H電站的在G區(qū)域的電力調(diào)度系統(tǒng)作為測試的目標對象，以對比的形式展開驗證，參考電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享傳輸方法、多通道電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法以及此次設(shè)計的云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法進行分析，關(guān)聯(lián)專業(yè)的抓裝置與平臺形成測試程序，將采集的數(shù)據(jù)匯總整合，存儲在預(yù)設(shè)的位置上，以待后續(xù)使用?；谠萍夹g(shù)，進行測試區(qū)域環(huán)境的搭建與細化處理。

2.1 測試準備

在云計算環(huán)境的輔助下，對H電站在G區(qū)域電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法測試環(huán)境進行設(shè)定及細化部署。（1）經(jīng)過設(shè)定可以得知，該供電區(qū)域采用Mininet工具進行基礎(chǔ)控制，建立電力調(diào)度數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)；（2）標定出此時的交換機端口，對電力調(diào)度數(shù)據(jù)進行采集和基礎(chǔ)性設(shè)置，具體的電力調(diào)度數(shù)據(jù)設(shè)置標準如表1所示。

表1實際上是對電力調(diào)度數(shù)據(jù)標準的設(shè)置。在此基礎(chǔ)之上，在當(dāng)前的電力調(diào)度設(shè)備之中，部署一定數(shù)量的監(jiān)測節(jié)點，節(jié)點之間互相搭接，形成循環(huán)式的監(jiān)測環(huán)境。預(yù)設(shè)電力調(diào)度數(shù)據(jù)的傳輸周期，共3個周期，每個周期均須要進行均衡協(xié)調(diào)調(diào)度處理，確保最終測試環(huán)境的穩(wěn)定及安全。

2.2 測試過程與結(jié)果分析

在上述搭建的測試環(huán)境之中，結(jié)合實際的測定需求，結(jié)合云計算技術(shù)，對G區(qū)域電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法測試核驗。當(dāng)前，基于預(yù)設(shè)的3個周期，設(shè)定4組輔助的干擾指令，指令隨機導(dǎo)入測試平臺，不定時對傳輸?shù)男诺肋M行攻擊，模擬測試過程中的虛擬傳輸背景環(huán)境。隨后，每周期采集測試的數(shù)據(jù)樣本，形成數(shù)據(jù)集之中，將同類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包，利用信道傳輸?shù)筋A(yù)設(shè)的位置之上，此時，計算3個周期的大數(shù)據(jù)安全傳輸平均耗時，如公式（7）所示。

式（7）中：D表示安全傳輸平均耗時，表示未處理采集數(shù)據(jù)，z表示數(shù)據(jù)采集周期，s、d和f分別表示3個周期采集的數(shù)據(jù)。在安全傳輸平均耗時之內(nèi)，說明安全傳輸?shù)沫h(huán)境可控，基于此，針對傳輸接收到的數(shù)據(jù)，進行失敗數(shù)據(jù)傳輸量的計算，如公式（8）所示。

式（8）中：Y表示失敗數(shù)據(jù)傳輸量，η表示接收數(shù)據(jù)，?和ω分別表示預(yù)設(shè)異常數(shù)量和實際異常數(shù)據(jù)量。針對選定的3種數(shù)據(jù)傳輸方式，對失敗數(shù)據(jù)傳輸量展開對比，如圖4所示。

圖4是對電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸結(jié)果的分析。對比于電網(wǎng)信息模型數(shù)據(jù)的共享傳輸方法、多通道電站安全數(shù)據(jù)采集傳輸方法，此次設(shè)計的云計算電力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法最終得出的失敗數(shù)據(jù)傳輸量相對較小，這表明在云計算技術(shù)的輔助下，本次設(shè)計的力調(diào)度大數(shù)據(jù)安全傳輸方法更加穩(wěn)定、安全、高效，實際的傳輸防護效果更佳，針對性強，實際的應(yīng)用價值明顯提升。

3 結(jié)語

云計算技術(shù)的輔助與支撐，可以進一步保證電力網(wǎng)絡(luò)的安全性和實時性，在初始的程序之中，增設(shè)數(shù)據(jù)加密、身份認證和訪問控制等環(huán)節(jié)，強化彈性伸縮、高可用性等優(yōu)勢，生成一個更加高效、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸方案，共同推動電力行業(yè)的信息化進程。

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（編輯 王永超）

Secure transmission method of power dispatching big data in cloud computing environment

MA Ye

（State Grid Corporation of China Jinzhong Branch， Jinzhong 030600， China）

Abstract：Due to the insufficient encryption of power dispatch big data transmission in traditional big data security transmission methods and the lack of innovation in security mechanisms in cloud computing environments， the article proposes a secure transmission method for big data in power dispatching under cloud computing environment. This method sets efficient channels， extracts deep data features， customizes encryption strategies and uses advanced algorithms to enhance the confidentiality of sensitive data. Build a multi-level encryption framework that combines the computing power and scalability of cloud computing to achieve multiple protections. The paper introduces intelligent interference suppression technology to effectively resist attacks and ensure data security， stability and efficient transmission. Practice has shown that this method significantly reduces transmission failure rates， demonstrates excellent protection and transmission performance and provides strong security guarantees for big data transmission in power dispatch systems.

Key words：cloud computing; power dispatching; big data technology; security encryption; real-time transmission control