一种基于大数据的电网信息运维主动预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信息技术领域，涉及一种电网信息运维的预警方法，具体涉及一种基 于大数据的电网信息运维主动预警方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着信息化建设的快速发展，电网公司信息系统数量不断增加，对日常运 维提出了更高的标准和需求。目前主要采取在故障发生之后进行告警和抢修的被动运维模 式，这种模式导致运维人员将日常大部分时间和精力都花在处理简单且重复的"被动救火" 问题上，不但事倍功半而且常会出现恶性连锁反应。缺乏在故障发生之前对信息运维体系 进行提前预警的能力，缺乏对运维隐患进行定位和分析的能力，亟需实现以预防为主的主 动运维模式。
[0003] 通过对试点单位信息运维故障的统计情况分析发现，内存泄漏问题、归档日志问 题以及数据库连接问题等绝大部分信息运维故障可在发生前获取相关信息，通过风险评估 可以对信息运维体系进行预警，阻止故障发生。此外，随着信息运维业务的发展，大量数据 不断生成和积累，但目前对只有一些最基础的分析手段，未能实现信息运维数据价值。实现 基于大数据的信息运维主动预警，可以对信息运维数据进行有效分析挖掘，在故障发生之 前实现故障定位、故障分析及故障预警，提升公司信息运维效率，促进公司业务发展。
[0004] 目前在信息运维主动预警方面还存在着以下不足：
[0005] -、目前公司的信息运维体系实现了事后报警，并初步实现了实时告警，但并未实 现主动预警，缺乏在信息运维体系出现隐患和异常时就对其进行预警的能力，缺乏解决隐 患的能力，缺乏配套的管理体制；
[0006] 二、未能建立信息运维主动预警方法体系，缺乏信息运维主动预警的理论支持和 实现手段；
[0007] 三、未能利用大数据技术对信息运维数据进行有效管理，未能建立科学合理的运 行数据分析体系和业务事项分析体系，亟需提升数据分析手段，实现运维数据价值。
【发明内容】
[0008] 发明目的：本发明的目的是为了解决以上现有技术中信息运维电网系统无主动预 警的不足，提供一种基于大数据的电网信息运维主动预警方法，从而为电网系统的安全运 tx提供有力保障。
[0009] 技术方案：本发明所述的基于大数据的电网信息运维主动预警方法，其目的是这 样实现的，
[0010] -种基于大数据的电网信息运维主动预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0011] M01 :状态预警，通过对电网节点之间的信息资源进行探测并获取结果，将信息资 源状态分为正常状态、失联状态和不稳定状态三类；
[0012] 如果信息资源处于失联状态，需要进行告警；如果信息资源处于不稳定状态，需要 进行状态预警；
[0013] M02:阈值预警，通过对电网节点的信息资源的数值与预先设定的阈值进行比较， 若超出阈值，则进行预警或告警；
[0014] M03 :快变预警，包括横向预警和纵向预警；
[0015] 横向预警为任一电网节点的信息资源的数值与和该节点并列的同类节点的数值 进行比较，超出一定的阈值则进行预警，建立两个电网节点信息资源数值比较的数学模 型：
[0017] 式中，31<表不第k台设备的负载，S ;表不第i台设备的负载，η为总设备数量，η为 大于1的自然数，α为快变阈值，由用户配置；
[0018] 纵向预警为任一电网节点的信息资源的数值与该节点自身的历史数据进行比较， 超出一定的阈值则进行预警，通过对该节点信息资源的历史运行数据进行数据清洗，限制 该节点合理的运行范围，建立该运行范围的数学模型：
[0020] 式中，1_和Τ_分别为该电网节点的上阈值和下阈值，1?_和R_分别为经过数据 清洗的历史运行数据最大值和最小值，A为历史数据的平均值，L代表该电网节点的合理运 行范围；
[0021] M04:趋势预警，对电网节点的信息资源进行连续监控，通过电网节点的预警阈值、 预警触发阈值、指标当前值与预警阈值之间的差值、指标增长率这四个指标建立数学模型， 判断当前电网节点运行状态，该数学模型如下：
[0023] 式中，V为该电网节点的当前数值，V。为该电网节点在一个采集时差t之前的数 值，α、β为修正值，Z为趋势预警阈值，其中，α、β和Z均由用户配置，Tw为预警阈值，N 为预警触发阈值；
[0024] M05 :评价预警，对电网节点的信息资源进行实时监测，并建立该电网节点评分的 数学模型：
[0026] 式中，S。为可由用户自定义设置的初始得分，m、n、p分别为运维监测周期内的告 警事件级别数量、预警事件级别数量、检修事件级别数量，α和f分别为各级事件的权重和 次数，S为最终评价得分，由用户自定义设置阈值，实现评价预警；
[0027] M06 :关联预警，对各电网节点的数据进行数据关联规则挖掘算法，以Apriori算 法为基础，构建布尔矩阵，并通过分支筛选优化，对Apriori算法中占用计算资源最多的二 项频繁集计算任务进行剪枝以提高算法效率，通过数据分析电网节点之间的关联性，并进 行监控。
[0028] 如上所述的一种基于大数据的电网信息运维主动预警方法，其特征在于，至少包 括步骤M01~M06中的任意两项。
[0029] 有益效果：本发明的有益效果是：
[0030] -、设计了信息运维主动预警方法体系：本发明方法设计的信息运维主动预警方 法体系包括状态预警、阈值预警、快变预警、趋势预警、评价预警和关联预警六大方法。其中 快变预警包括横向预警和纵向预警。
[0031] 二、实现了信息运维主动预警方法与信息运维体系的有效结合：信息运维体系的 预警级别从低到高分别为：指标级、页面级、基础设施级和信息系统级。指标级别的主动预 警基于状态预警、阈值预警、快变预警、趋势预警、评价预警和关联预警；页面级别的主动预 警基于状态预警、阈值预警、评价预警；基础设施级别的主动预警基于状态预警、评价预警 和关联预警；信息系统级别的主动预警基于评价预警和关联预警。
[0032] 三、实现大数据技术在国家电网信息运维领域的推广应用：基于大数据技术，实现 了信息运维数据的高效统计分析、挖掘分析和实时流处理，有效挖掘数据价值，实现主动预 警，提升信息运维的效率。
[0033] 本发明创新的将大数据技术应用于信息运维主动预警中，设计了包括状态预警、 阈值预警、快变预警、趋势预警、评价预警和关联预警六大方法的信息运维主动预警方法体 系，通过对信息运维体系的有效监测和数据采集，在故障发生之前实现主动预警和故障高 效解决，提升信息运维的效率，降低运维成本，促进运维业务发展。
【附图说明】
[0034] 图1是本发明一种基于大数据的电网信息运维主动预警方法体系架构图。
【具体实施方式】
[0035] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该 实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0036] -种基于大数据的电网信息运维主动预警方法，如图1所示，包括状态预警、阈值 预警、快变预警、趋势预警、评价预警和关联预警六类子方法，以下分别进行说明：
[0037] M01 :状态预警
[0038] 状态预警是通过硬件或者服务是否可达来判断信息资源的状态，通过对其状态的 监控实现预警。
[0039] 实现状态预警，首先要判断信息资源是否可达，通过对电网节点之间的信息资源 进行探测并获取结果，目前系统每五分钟探测一次，确定信息资源是否响应。如果接收到信 息资源的应答数据，则认为其可达，否则，如果等待应答超时，则判定其不可达。
[0040] 在确定信息资源是否可达的前提下，将其状态分为三种：正常状态、失联状态和不 稳定状态。正常状态表示信息资源每次都可达，失联状态表示信息资源连续两次不可达，不 稳定状态表示信息资源经常不可达，但是达不到失联标准。目前的不稳定状态判断原则是： 因为每五分钟对信息资源探测一次，一个工作日以内可以探测288次，如果这288次中至少 有3次不可达，且不连续，则认为其处于不稳定状态。如果信息资源处于失联状态，需要对 其进行告警；如果信息资源处于不稳定状态，需要对其进行状态预警。
[0041] M02:阈值预警
[0042] 通过对信息资源设置风险预警的阈值，将当前监测数据与预警阈值进行比较，如 果监测数据不在相应的预警阈值范围内，则认为监测对象符合预警条件，生成预警事件。传 统的信息资源阈值是通过统一标准或者运维人员凭经验手动设置的，这通常会导致阈值与 实际情况不符，造成大范围的误预警，造成在发生问题的情况下的不预警。本发明方法充分 利用大数据技术，通过对历史数据的有效分析，得到信息资源运行范围，并根据分析结果自 适应设置阈值。同时，系统提供接口供运维人员对信息资源阈值进行手动修改，弥补系统的 不足。
[0043] M03 :快变预警
[0044] 信息资源监测数据需要与同类数据进行比较，若变化过于剧烈，差值大于一定比 例，则认为被监测资源可能处于较大变动中，需要生成预警事件。快变预警包括横向预警和 纵向预警两种方式。
[0045] 横向预警表示任一电网节点的信息资源的数值与和该节点并列的同类节点的数 值进行比较，主要针对负载均衡集群，如果集群中某台设备的负载远远大于其他设