電力大數據的可視化展現技術

周艷尼 萬上英 趙惠琳 陳亞立

摘 要隨著電力業務上云和大數據分析工具及數據挖掘工具的不斷出現，帶來了越來越多量大和維度高的數據。文中概述了傳統電力數據的特征及展現的特點以及其存在的局限，提出了通過層次化、網格化、坐標化、地圖化及三維和動畫的場景適配來適應電力大數據的可視化，并對電網企業可視化技術應用提出了建議。

【關鍵詞】電力大數據 可視化 Echarts

目前隨著電網內部系統中各類業務數據上云，越來越多數據維度的出現和交互并開始發生關聯，數據量及統計對象屬性的增加，此時要想為數據可視化提供詳細的總結和簡單直觀的表達，對傳統的圖表圖形提出更高的要求。

傳統的柱狀圖、餅圖很難直觀的進行表達，尤其在數據量非常大的情況下。一方面很難快速流暢同時展現這么多數據；另一方面也沒有直觀的表達出用戶關注的重點，導致本來很多的分析結果卻不能帶給用戶清晰明了的結果，反而讓用戶在琳瑯滿目的分析結果前不知所措。因此，為了有效提高電力企業大數據分析結果的有效展示能力，找到之前沒有發現的關注點，發現各個數據之間潛在的管理，最終輔助企業經營者進行更好的決策和優化。

1 電力數據的特點

南方電網公司在“十二五”信息化整體規劃中推動“6+1”企業級信息系統的建設，形成了資產管理（投資計劃管理、物資管理、項目管理、安全生產管理、固定資產管理）、營銷管理系統、人力資源管理系統、財務管理系統、協同辦公系統、綜合管理系統（審計、法務、財務在線審計、監察管理）和決策支持平臺。

傳統電力系統中的數據是分布在不同的系統中，很多業務數據都只能在自己的系統中進行使用和查看，從而形成了各自的孤島，只有少部分工單是在多個系統中進行流轉。當時各個系統也只能展現自己業務內關心的簡單數據統計圖表。隨著上云之后，例如之前發生停電，生產調度系統可以知道哪些線路的情況，但是客服那邊并不能及時得知哪些用戶發生了停電直到用戶打入電話進行投訴，同時在電網規劃的時候，調度系統結合實際的客服數據比較少，對于新投營業廳、推廣新渠道存在一定的不足。

2 可視化系統實現

2.1 可視化邏輯過程

（1）用戶點擊界面，然后由Shiro權限管理用戶擁有哪些權限；

（2）審核用戶身份后進入Controllor模塊，更具用戶的請求進入相應的邏輯模塊；

（3）控制模塊會去調用Service及Dao接口，由Spring完成數據的注入；

（4）把Dao的方法映射到具體數據庫層的Mapper配置文件，獲取數據。

（5）最后渠道的數據會通過注入或者Json的方式傳到前端界面，通過表格組建、圖標引擎、Echats組建及OpenGL引擎分別展現出表單數據、圖標數據、多維度的展現數據和三維的交互界面，見圖1。

2.2 層次化數據可化

數據展示目標是為了理解數據在層次之間的分布。例如對于基于地區的用電數據，想要知道不同地區的用電數量，通過在相同層次上突出不同地區的用電數量可以快速了解不同區域用電量分布，也能理解特定區域內用電分布情況。

特點是通過聚合數據減小提供過多大粒度數掘時帶來的信息過載。層次數據可視化支持用戶從不同級別查看所關心的數據詳細信息，在顯示特定級別數據吋隱藏無關信息，見圖2。

2.2.1 節點布局

2.2.2 空間填充

傳統的節點、邊布法使用邊連接表示樹結構，空間填充布局通過節點嵌卷來描述樹結構。空間填充法的核心思想是將整個層次映射到一個矩形區域，通過葉點的布來展示所有內部節點的關系，提高可用空間利用率。例如圖3，可以查看到每個供電局下面欠費風險用戶占比的一個分布情況。

2.3 網絡狀數據可視化

圖數據最常用的繪制方法為節點連接法，數據中的頂點通常在圖形中表示為圓圈、正方形或者文本標記，邊通常表示為歐幾里得幾何平面的線條、多邊線。節點鏈接法最早可以追溯到世紀的研究。桑基圖和力導向圖繪制都是常見的基于節點邊連接的圖繪制算法，在圖繪制時有效展示數據內部關系的同時取得了良好的美學效果，多維數據可視化工具中引入了這兩種圖形。在對有向圖進行繪制時，通常在圖形中使用箭頭來表示邊所指的方向，使用沿著方向寬度遞減的方法也能達到很好的效果。

2.4 平行坐標可視化

平行坐標是信息可視化的一種重要技術，是多維空間的二維表。為了克服傳統的笛卡爾直角坐標系容易耗盡空間、 難以表達三維以上數據的問題， 平行坐標將高維數據的各個變量用一系列相互平行的坐標軸表示， 變量值對應軸上位置。 為了反映變化趨勢和各個變量間相互關系，往往將描述不同變量的各點連接成折線。所以平行坐標圖的實質是將 維歐式空間的一個點i（xi1，xi2，...，xim） 映射到維平面上的一條曲線，見圖4。

2.5 地理信息可視化

地圖坐標：地圖坐標是將地球進行二維抽象，同時地球表面的對象進行坐標轉換，轉換為具體的經緯度。通過這個重要的數據化過程來劃分國家地區范圍，并通過參數具體表達對象在該坐標系的范圍，最終來模擬真實地理環境。

基于地圖建立圖層：依據基礎地圖服務，我們可以通過建立圖層進行更豐富的展示。

2.6 三維可視化

與傳統數據展現最大的區別，有時候實時的數據走勢能反映出當前或近一段時間的突然變化情況，例如渠道繳費和停電發生的及時展現，這種趨勢的反映可以幫助管理人員快速實時的做出可行的決策，見圖5。

3 結論

通過對電力數據的特征研究，更具層次化、網狀化、平行坐標化、地理坐標化以及三位等可視化技術的呈現，可以給用戶帶來更加直觀的效果和更加豐富的數據呈現方式。

參考文獻

[1]李曉梅，黃朝暉，蔡勛等并行與分布式可視化技術及應用[M].北京：北京國防工業出版社，2001.

[2]陳文偉，黃金才數據倉庫與數據挖掘[M].北京：北京人民郵電出版社，2004.

[3]涂聰大數據時代背景下的數據可視化應用研究[J].電子制作，2013（05）：118.

[4]范金城.梅長林數據分析[M].北京：科學出版社，2002：1-7.

[5]陳為，張嵩.魯愛東數據可視化的基本原理與方法[M].北京：科學出版社，2013.

作者單位

1.昆明供電局 云南省昆明市 655000

2.云南云電同方科技有限公司 云南省昆明市 655000