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摘要：从电力信息网络主动式风险预警系统总体设计分析入手，研究了其风险主动预警方法设计与实现和应用功能模块设计与实现。
关键词：电力信息网络；主动风险预警；系统设计；功能实现
引言：电力信息网络的建设和运行是保证电网安全、稳定运行的关键，就目前来看，电力公司信息化建设日渐完善，信息系统数量越来越烦杂，这就给电力信息网络的日常运维提出了更高的要求。传统的被动运维模式主要在故障发生之后进行告警，其局限性逐渐凸现出来，运维人员将大量精力和时间花在了故障维修上，不仅运维效率较低，同时容易引起恶性循环。此外，电网公司信息运维业务发展较快，积累了大量的结构化数据和半结构化数据，传统的被动式运维框架难以满足电力信息网络对数据计算和处理的要求。基于以上，有必要设计并建立电力信息网络的主动式风险预警系统。
1电力信息网络主动式风险预警系统总体设计分析
本文设计的电力信息网络主动式风险预警系统主要通过一体化调度运行平台来集成各个组成部分，包括数据采集层、计算层、数据分析层以及预警应用层，能够统一管理电网信息资源，能够高效分析并外挖掘电力信息网运维数据，在电网故障发生之前，通过系统就能够实现故障定位、分析、预警及解决，实现了电力信息网络的主动式风险预警，对于提升电力信息网络的运维水平有着积极的意义。
1.1数据采集层
以SNMP等数据采集协议为基础，能够采集电网信息资源相关数据，例如基础设施数据、电力信息网运维数据以及外部环境数据等等。
1.2集成计算层
能够汇总、存储并处理多源的异构化数据，并能够对海量数据和实时数据进行计算，集成计算层的存储框架采用HDFS+Oracle，计算框架采用Hadoop+Sparkstreaming。
1.3数据分析层
数据分析层主要以基础算法库和主动预警方法库为基础，能够对数据进行有效的分析，其中基础算法主要包括回归分析、关联规则挖掘以及聚类分析等算法。
1.4预警应用层
以底部支撑为基础，能够实现上层的应用，此外，预警应用层还能够实现与前台的交互，主要包含三个功能模块，分别是采集监控模块、预警分析模块以及决策辅助模块，在第3章中将具体分析。
2系统主动预警方法设计
2.1状态预警方法设计
状态预警方法是对信息资源状态进行监控和预警的方法，主要通过硬件或相关服务的可达来进行状态判定。具体来说，首先应当对信息资源是否可达进行判断，探测周期为5min，观测信息资源响应状态，如果能够接收到其应答数据，则可以判定为信息资源可达，如果出现超时或没有接收到应答数据，则可以判定为信息资源不可达。
2.2阀值预警方法设计
首先，需要针对信息资源设置一个风险预警阀值，以预警阀值为基准，将其与当前监测数据进行比较，如果监测数据超出阀值范围，则判定为符合预警条件，主动进行预警。阀值预警方法的设计依赖于大数据技术，其能够实现对历史数据的自动分析，实现预警阀值的动态调整，保证预警阀值设置的合理性，此外，用户可以根据风险预警需求通过系统接口来手动修改阀值。
2.3快变预警方法设计
将监测数据与同类数据比较，观察其变化，如果差值比一定比例大，则生成主动预警事件，快变预警方法主要包括两种方式：①横向预警：与同类资源比较的预警方式；②纵向预警：与自身历史数据比较的预警方式。
2.4趋势预警方法设计
对信息资源监测数据的趋势进行分析，看其是否满足预警事件生成条件，主要分析指标有三个，分别是预警触发阀值、指标增长率以及告警阀值与指标差值，根据趋势预警算法进行计算，看其是否满足预警事件生成条件，实现电力信息网络短期风险的主动预警。
2.5评价预警方法设计
以评价算法为基础，通过打分的形式来评价信息资源的安全度和健康度，与用户自定义设置阀值进行对比，从而实现评价预警。
2.6关联预警方法设计
对电力信息网络和基础设备设施的海量运行数据和应用数据进行挖掘，查找关联关系，以大数据关联分析技术为基础，实现电力信息网络和基础设备设施相关数据指标的关联分析，进而实现主动预警。
3系统应用的设计与实现
从总体上来看，电网信息运维主动监控预警系统作为一项综合性、复杂性系统，覆盖范围较广，主要是由监控、预警及决策三个模块构成。具体来说：
3.1采集监控模块的设计与实现
采集监控模块作为系统的首要环节，在实践应用中，通过SNMP、SSH等多采集协议，能够实现对内部信息资源的实施监督和控制，并将电网运行状态产生的相关数据信息进行广泛收集，通过webservice方式，与外部数据有机整合到一起，最后形成分布式海量日志的采集、聚合等。此外，为了提高数据信息利用率，该模块还会通过sqoop将文件传输到数据库当中，实现全量数据的统一管理及应用。一般来说，该模块采集的数据信息主要有两种类型，一是基础设施产生的数据信息，而是信息系统运维产生的数据信息。可见，该模块通过对各类信息资源的收集和汇总，真正意义上实现了内外部数据信息的高效传输及汇聚，是后续工作的重要基础。
3.2预警分析模块的设计与实现
对于预警分析模块的设计及实现，主要是对监控模块获取到的数据信息进行系统、深层次分析和研究，为决策模块提供科学依据。在具体应用中，该模块分为主动预警与压缩归并子模块。其中前者建立在大数据技术基础之上，融合了状态预警、阙值预警等多种主动预警方式和方法，通过对各类信息资源运行实际情况的检测及研究，能够在短时间发现故障所在位置，具有较强的主动性。而后者主要是对预警信息进行压缩、归并处理，对运维故障进行根源定位。其中压缩，是指将多次发生的同一预警事件进行整合。如信息网络中的关键节点产生故障，与该节点相连的设备都会无法正常使用。此时，可以通过该模块进行相应的处理，排除无用的预警事件，保留主要问题，提高问题解决效率。
3.3决策辅助模块的设计与实现
决策辅助模块建立在预警模块基础之上，能够帮助用户做出科学、合理的决策。在实际工作中，该模块能够对预警事件程度进行划分，如基础预警事件可以分为指标级，如果某一台基础设施出现多个指标，可以将其划为基础设施预警事件等。此外，该模块自身具备的信息系统评价，能够对各个信息系统对应的软件进行评价，并结合评价结果了解到设备运行状态，使得用户始终处于主动状态当中。同时，根据预警模块，能够对各个信息系统进行排列，用户可以根据事件的影响力做出运维决策，更为高效地开展工作，达到事半功倍的工作目标。系统采取模块化形式设计，能够深化对运维数据的分析和挖掘，确保运维态势全面性、动态性，将风险及时消除在萌芽状态当中，为电网有序运行奠定坚实的基础。
4结论
以国家电网公司电力信息网络运维现状为基础，利用大数据技术来建立了电力信息网络主动式风险预警系统，设计了其主动预警方法体系，探讨了其功能实现，旨在为相关研究和实践提供参考。
参考文献：
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