摘 要：為實現(xiàn)變電運維數(shù)據(jù)的高效管理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，本文開展了基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研究。首先，對系統(tǒng)硬件進行選型設(shè)計，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。其次，自動抓取并更新目標(biāo)變電運行數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。再次，設(shè)計運維數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計模塊，提高數(shù)據(jù)處理效率。最后，整合管理跨表格自定義字段運維數(shù)據(jù)，將其存儲到數(shù)據(jù)庫表中，以便用戶直觀地了解變電運維情況。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)投入運行后，能夠高效、安全地完成數(shù)據(jù)的存儲和管理，與預(yù)期目標(biāo)相符，且數(shù)據(jù)失真率較低，最高不超過0.1%，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確管理，有效減少了數(shù)據(jù)管理錯誤的概率。

關(guān)鍵詞：HTML5；JavaScript；變電運維數(shù)據(jù)

中圖分類號：TP 315" 文獻標(biāo)志碼：A

變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用對提高電力設(shè)施的運行效率、保障設(shè)備運行安全以及降低運行成本具有重要意義。隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展和變革，傳統(tǒng)的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)難以滿足日益復(fù)雜化和多樣化的運行需求。例如，白軼等[1]提出系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)記錄與查詢不便的問題，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時分析與遠程監(jiān)控。朱子太[2]提出系統(tǒng)在運行中易出現(xiàn)數(shù)據(jù)易丟失、不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，難以反映變電運維管理的實際情況。

HTML5作為新一代網(wǎng)頁標(biāo)準(zhǔn)，以其強大的多媒體處理能力、優(yōu)化的圖形渲染性能以及跨平臺兼容性，為構(gòu)建現(xiàn)代化Web應(yīng)用提供了堅實的基礎(chǔ)[3]。結(jié)合JavaScript這一靈活且功能強大的編程語言，可以開發(fā)界面友好、交互性強、響應(yīng)迅速的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[4]?；诖?，本文開展了基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研究，以實現(xiàn)對變電站運行狀態(tài)的全面監(jiān)控，為提高運維管理的智能化水平做出貢獻。

1 變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，雖然其核心在于前端技術(shù)和數(shù)據(jù)處理邏輯，但硬件設(shè)計同樣是系統(tǒng)穩(wěn)定運行和數(shù)據(jù)采集的重要基礎(chǔ)。

2 基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1 目標(biāo)變電運維數(shù)據(jù)抓取與本地更新

本文設(shè)計的系統(tǒng)目標(biāo)變電運維數(shù)據(jù)抓取與本地更新流程如圖1所示。

由圖1可知，需要確定抓取目標(biāo)，明確需要捕獲的變電運維數(shù)據(jù)類型。包括設(shè)備狀態(tài)、運行參數(shù)以及報警信息等。這些數(shù)據(jù)類型是后續(xù)分析和決策的基礎(chǔ)。識別數(shù)據(jù)的來源，即目標(biāo)網(wǎng)站或數(shù)據(jù)接口的URL，確保系統(tǒng)能夠訪問到所需的數(shù)據(jù)[5]。為了用戶友好和交互性，準(zhǔn)備一個基于HTML5的網(wǎng)頁作為數(shù)據(jù)抓取的前端界面。同時，確保瀏覽器支持JavaScript，以便執(zhí)行數(shù)據(jù)抓取和本地更新的邏輯。使用瀏覽器開發(fā)者工具，深入分析目標(biāo)網(wǎng)頁的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)布局，找到包括所需數(shù)據(jù)的HTML元素，并理解網(wǎng)頁的加載機制[6]。準(zhǔn)備瀏覽器的localStorage或sessionStorage作為存儲抓取數(shù)據(jù)的本地環(huán)境。這些存儲機制允許系統(tǒng)在客戶端保存數(shù)據(jù)，不需要依賴服務(wù)器。

在此基礎(chǔ)上，設(shè)計如下運維數(shù)據(jù)抓取邏輯。1）靜態(tài)數(shù)據(jù)抓取。直接通過HTML源代碼定位包括所需數(shù)據(jù)的元素，并提取數(shù)據(jù)內(nèi)容。2）動態(tài)數(shù)據(jù)抓取。針對通過AJAX等動態(tài)加載的數(shù)據(jù)，需要模擬用戶行為（例如滾動頁面、點擊按鈕），以觸發(fā)數(shù)據(jù)加載。此時，需要等待數(shù)據(jù)加載完成后再進行提取[7]。

數(shù)據(jù)提取后，去除不必要的HTML標(biāo)簽、空格和特殊字符，將數(shù)據(jù)格式化為適合本地存儲的格式，例如JSON對象。

設(shè)計合理的更新策略，例如定期抓取或根據(jù)事件觸發(fā)抓取。這確保了數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性。

通過以上流程，系統(tǒng)可以實現(xiàn)對目標(biāo)變電運維數(shù)據(jù)的自動抓取與更新，為變電運維工作提供有力的數(shù)據(jù)支持。

2.2 運維數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計模塊設(shè)計

將上述抓取到的運維數(shù)據(jù)（例如設(shè)備狀態(tài)、運行參數(shù)等）轉(zhuǎn)換為適合統(tǒng)計和分析的格式，例如JSON或CSV。這一步是確保數(shù)據(jù)能夠被后續(xù)統(tǒng)計和分析工具正確讀取和處理的關(guān)鍵。

在變電運維數(shù)據(jù)中，設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)是非常重要的一部分。故障次數(shù)Nf與總運行時間Tt是衡量設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)，利用這些數(shù)據(jù)，可以將其代入平均無故障時間（MTBF）公式中進行深入分析，從而實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的量化評估。MTBF如公式（1）所示。

（1）

式中：Nf為故障次數(shù)；Tt為總運行時間。

通過公式（1）可以計算變電運維數(shù)據(jù)的MTBF值。MTBF值作為一個重要的設(shè)備可靠性指標(biāo)，其高低直接反映了設(shè)備的運行穩(wěn)定性。具體來說，MTBF值越高，意味設(shè)備在運行過程中發(fā)生故障的平均間隔時間越長，不僅表明設(shè)備當(dāng)前的健康狀況良好，故障率較低，還預(yù)示設(shè)備在長時間運行中能夠保持較高的穩(wěn)定性和可靠性[8]。

在電力設(shè)備運行期間，持續(xù)跟蹤并記錄電流I和電壓V的實時數(shù)值，并對這些數(shù)據(jù)進行回歸分析，旨在解釋電流I與電壓V之間存在的線性關(guān)系，從而更深入地理解電力設(shè)備的運行特性。具體的回歸模型如公式（2）所示。

V=β0+β1I+ε （2）

式中：V為電壓；β0、β1為示回歸系數(shù)；I為電流；ε為隨機誤差項。

通過上述回歸分析，能夠了解電流與電壓之間的線性關(guān)系，這一關(guān)系在正常情況下應(yīng)當(dāng)與理論預(yù)期保持一致。然而，當(dāng)回歸分析結(jié)果所揭示的關(guān)系與理論上的電流-電壓關(guān)系存在顯著偏差時，意味電力設(shè)備可能正處于非健康狀態(tài)，或者電力設(shè)備的運行環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了不利于電力設(shè)備正常運行的變化[9]。

2.3 跨表格自定義字段運維數(shù)據(jù)整合管理

在運維數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計完成后，進一步開展跨表格自定義字段運維數(shù)據(jù)的整合管理工作，旨在將原本散落在多個表格中的運維數(shù)據(jù)，通過自定義字段的精準(zhǔn)匹配與整合，形成一個統(tǒng)一、完整的數(shù)據(jù)集。為了確保整合過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，首先需要界定原表格與目標(biāo)表格之間字段的映射關(guān)系，使整合時可以從源表格中精準(zhǔn)抓取數(shù)據(jù)，并將其準(zhǔn)確安放到目標(biāo)表格的對應(yīng)位置，從而保障整合后的數(shù)據(jù)集仍然具備較高的完整性和準(zhǔn)確性。字段映射關(guān)系FM如公式（3）所示。

FM={（fs1，ft1），（fs2，ft2），...，（fsn，ftn）} （3）

式中：fsi為源表格中的第i個字段；fti為目標(biāo)表格中與之對應(yīng)的字段。

在上述字段映射關(guān)系FM的基礎(chǔ)上，進一步定義自定義字段的整合流程。自定義字段的整合CF如公式（4）所示。

CF={（cf1，p1），（cf2，p2），...，（cfm，pm）} （4）

式中：cfj為第j個自定義字段；pj為該字段在目標(biāo)表格中的位置。

在實際操作中，根據(jù)已經(jīng)建立的字段映射關(guān)系FM，將源表格中的數(shù)據(jù)與目標(biāo)表格中的數(shù)據(jù)進行精確匹配。一旦匹配成功，將源表格中的數(shù)據(jù)填充到目標(biāo)表格的相應(yīng)字段中。針對自定義字段CF，根據(jù)實際需求將相關(guān)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地填充到目標(biāo)表格的指定位置。通過上述操作，確保整合后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確一致，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析提供強有力的支持。

對整合后的數(shù)據(jù)進行校驗，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。將校驗后的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫表中（見表1），數(shù)據(jù)庫表詳細記錄了變電運維數(shù)據(jù)的各個字段及其數(shù)據(jù)類型，確保數(shù)據(jù)的規(guī)范化和結(jié)構(gòu)化存儲。

通過數(shù)據(jù)庫表存儲并展示整合后的數(shù)據(jù)，以便用戶直觀地了解變電運維情況。同時，建立數(shù)據(jù)更新機制，確保整合后的數(shù)據(jù)能夠及時反映各個表格的最新變化。定期或?qū)崟r地同步數(shù)據(jù)源和整合后的數(shù)據(jù)表，設(shè)置數(shù)據(jù)訪問權(quán)限，確保只有授權(quán)人員能夠訪問和修改整合后的數(shù)據(jù)。記錄數(shù)據(jù)訪問和修改的操作日志，以便進行審計和追蹤。

通過以上流程，可以實現(xiàn)跨表格自定義字段變電運維數(shù)據(jù)的整合管理，提高數(shù)據(jù)的可用性和價值，為變電運維工作提供全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

3 系統(tǒng)測試

3.1 測試準(zhǔn)備

此次系統(tǒng)測試的試驗對象為一個典型的變電站運維數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包括以下具體內(nèi)容。1）運維設(shè)備數(shù)據(jù)。包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、互感器等關(guān)鍵設(shè)備的運行參數(shù)，例如電流、電壓、功率因數(shù)、溫度等；設(shè)備的實時狀態(tài)信息。2）環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。包括變電站內(nèi)的溫度、濕度、空氣質(zhì)量等環(huán)境參數(shù)。3）運維記錄數(shù)據(jù)。包括巡檢記錄、維修記錄、故障處理記錄等，每條記錄包括時間戳、操作人、操作內(nèi)容等詳細信息。4）報警與事件數(shù)據(jù)。包括設(shè)備故障報警、異常事件記錄等，每條報警或事件記錄包括觸發(fā)條件、發(fā)生時間、處理狀態(tài)等。

3.2 測試環(huán)境配置

為了測試基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的性能和功能，需要配置一個合適的測試環(huán)境，見表2。

此外，采用MQTT協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，支持低功耗、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸方式。

3.3 測試結(jié)果

為了評估變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的存儲效能，執(zhí)行了一項性能測試。測試的第一步是構(gòu)建一個Hadoop集群?；谶@個集群，利用傳輸模塊并發(fā)啟動了8個線程，每個線程模擬變電站的運行并生成固定量的小規(guī)模數(shù)據(jù)，總計模擬運行時長為1h。測試期間，系統(tǒng)保持連續(xù)運行，并在測試結(jié)束后，通過系統(tǒng)界面執(zhí)行數(shù)據(jù)查詢操作。此次測試中，特定節(jié)點的文件存儲狀態(tài)見表3。

從上述測試結(jié)果中可以看出，集群的每個節(jié)點均成功承載了來自線程的數(shù)據(jù)，整個測試過程中系統(tǒng)運行平穩(wěn)，未發(fā)生任何異常。對系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行檢查，確認(rèn)數(shù)據(jù)完整無損，沒有出現(xiàn)丟失或損壞的情況。因此可以得出結(jié)論，該系統(tǒng)能夠有效且安全地完成數(shù)據(jù)存儲和管理任務(wù)，完全符合預(yù)期的性能目標(biāo)。

在此基礎(chǔ)上，為進一步驗證本文提出的基于HTML5+

JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用效果，采用對比測試方法。將提出的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)置為試驗組，將文獻[1]、文獻[2]提出的2種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分別設(shè)置為對照組A與對照組B，對比3種系統(tǒng)應(yīng)用后在數(shù)據(jù)失真率方面的表現(xiàn)。對比結(jié)果如圖2所示。

本文提出的基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理和傳輸方面具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性，數(shù)據(jù)失真率相對較低，最高不超過0.1%，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸、存儲和分析，有效減少了數(shù)據(jù)管理錯誤和設(shè)備故障對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響，為變電運維管理提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié)語

綜上所述，本文提出的基于HTML5+JavaScript的變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)不僅大幅提高了系統(tǒng)的跨平臺兼容性與用戶交互體驗，還為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理與高效管理提供了強有力的技術(shù)支撐。本文將繼續(xù)深化HTML5與JavaScript在變電運維數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，不斷探索新的技術(shù)與方法，以優(yōu)化系統(tǒng)功能與服務(wù)，進一步提高系統(tǒng)的智能化水平與用戶體驗，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行提供有力保障。

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