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電氣工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運(yùn)用

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電氣工程中大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效運(yùn)用

[摘要]隨著我國工業(yè)化進(jìn)程以及城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn),建筑行業(yè)得到了一定程度的發(fā)展,現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,功能更為豐富,這對電氣工程的質(zhì)量提出了更高的需求。電氣工程作為建筑工程中不可分割的一部分,通過提升電氣工程的質(zhì)量管理,可以推動建筑工程管理質(zhì)量的提升。大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展可以幫助電氣工程更為及時地獲取相關(guān)信息,同時通過進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)分析,可以及時發(fā)現(xiàn)電氣工程中存在的安全隱患,確保建筑工程的整體質(zhì)量。因此,筆者就大數(shù)據(jù)技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題進(jìn)行分析,并就大數(shù)據(jù)技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用策略展開論述,旨在為我國電氣工程的健康、可持續(xù)發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)技術(shù);電氣工程;運(yùn)用;問題;策略

1.大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于電氣工程中的功能定位

1.1全面提升信息化水平

我國住建部已經(jīng)提出建立工程質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)制,改變工程質(zhì)量監(jiān)督檢查模式,對工程質(zhì)量安全實施有效監(jiān)督,完成工程質(zhì)量監(jiān)管一體化工作平臺建設(shè),實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個庫、監(jiān)管一張網(wǎng)、管理一條線的監(jiān)管目標(biāo),電氣工程在與大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合取得了顯著的成效。

1.2全面提升數(shù)據(jù)分析能力

將電氣工程與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合,可以構(gòu)建電氣工程質(zhì)量管理系統(tǒng),借助于信息化的管理手段及監(jiān)管模式對傳統(tǒng)的信息管理平臺進(jìn)行優(yōu)化,及時獲取企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù),并將其反饋給相關(guān)部門,指導(dǎo)電氣工程的開展,為電氣工程的實施提供充分的理論支撐。

1.3全面提升數(shù)據(jù)支撐管理

電氣工程信息管理系統(tǒng)的核心在于對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、處理、分析以及挖掘,進(jìn)而從中獲取有價值的信息,指導(dǎo)電氣工程管理決策的開展,優(yōu)化企業(yè)的發(fā)展路徑。電氣工程與大數(shù)據(jù)技術(shù)相結(jié)合,可以利用物聯(lián)網(wǎng)及傳感器網(wǎng)絡(luò),及時獲取電氣工程內(nèi)外部數(shù)據(jù),幫助建筑企業(yè)實現(xiàn)更為全面、高效的管理模式。

1.4全面提升質(zhì)量管理依據(jù)

電氣工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)是基于大數(shù)據(jù)提升工程質(zhì)量的依據(jù),工程質(zhì)量的提升需要借助于工程中的實時數(shù)據(jù)信息,參考全面的監(jiān)管圖像數(shù)據(jù)信息、了解多部門的檢測數(shù)據(jù)、獲取企業(yè)及時的施工數(shù)據(jù)等,通過將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總與分析,為電氣工程監(jiān)管工作的開展提供重要保障,同時,大數(shù)據(jù)技術(shù)具有較強(qiáng)的共享性,可以有效規(guī)避信息不對稱的現(xiàn)象,進(jìn)一步提升電氣工程的管理水平。

2.大數(shù)據(jù)技術(shù)在電氣工程中的具體應(yīng)用

2.1基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的用電數(shù)據(jù)異常分析

通過對電氣工程運(yùn)行過程中的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析,可以有效發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中潛在的故障,數(shù)據(jù)在挖掘過程當(dāng)中是存在不確定性、大量性以及不完全性,而這些特征會根據(jù)數(shù)據(jù)不同的特性進(jìn)行劃分,這也是有一定的復(fù)雜性。有一些信息還比較的模糊和隨機(jī),其中所能夠提取出的信息也許具有潛在的價值,因此我們還需要小心的對待每個數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),對于用電過程當(dāng)中出現(xiàn)異常情況的檢測方法主要有兩種:其一是孤立森林算法的用電數(shù)據(jù)異常檢測;其二是決策樹算法的用電數(shù)據(jù)異常檢測。在第一種異常檢測算法中,首先需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗及降維,其次根據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建異常檢測模型,模型構(gòu)建包括iTree的構(gòu)建以及孤立森林的構(gòu)建,iTree的構(gòu)造步驟如下:在六個日負(fù)荷特性指標(biāo)中隨機(jī)選擇一個特征;隨機(jī)選擇該特征的一個值k;根據(jù)每條記錄所對應(yīng)的信息特征來看,把特征當(dāng)中小于K值的記錄放在左分支上,其余大于等于K的記錄則放在右分之上。將左右分支的構(gòu)造進(jìn)行歸納整理,要滿足傳入的數(shù)據(jù)信息保持一條記錄,或者是將多條記錄放在一起達(dá)到一定的高度。這樣才能夠保證每次的過程都能夠滿足歷所有的iTree,然后就是在查詢的過程當(dāng)中,必須要將對象落到節(jié)點的位置上,讓其平均通過的長度計算保持在一定的差值之內(nèi)。最后再根據(jù)異差值的大小對用戶進(jìn)行評價,判斷該用戶是否為異常用戶。在第二種異常檢測算法中,基于決策樹的用電數(shù)據(jù)異常識別模型的構(gòu)建流程如下:首先構(gòu)建訓(xùn)練集,對電氣工程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,用于對決策樹的訓(xùn)練,其次,我們還可以采取相應(yīng)的算法對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,將已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,然后再根據(jù)相應(yīng)的特征進(jìn)行劃分,計算每個分類當(dāng)中的信息增益根據(jù)計算得出來的最大值選擇闕值,之后再利用闕值劃分?jǐn)?shù)據(jù)集。再者生成決策樹,決策樹的根節(jié)點到葉節(jié)點都對應(yīng)一個分類規(guī)則,最后還需要對策書的合理性進(jìn)行驗證。

2.2基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的電氣工程進(jìn)度控制

形成科學(xué)的進(jìn)度計劃是實現(xiàn)進(jìn)度控制的基礎(chǔ),在實際電氣工程中,外在環(huán)境與內(nèi)在要求的變化均會影響電氣工程進(jìn)度,為實現(xiàn)對電氣工程進(jìn)度的控制,可以引入大數(shù)據(jù)技術(shù)。時間目標(biāo)通常是指工期期限,是建筑項目合同內(nèi)指明的工程期限或者相關(guān)負(fù)責(zé)單位規(guī)定的時間期限,但電氣工程涉及的內(nèi)容較多,時間目標(biāo)的制定較為困難,利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以綜合進(jìn)度情況、天氣狀況、工程難易水平以及施工技術(shù)等要素,更為科學(xué)制定出目標(biāo)。隨后為實現(xiàn)對進(jìn)度的監(jiān)控,需要將項目進(jìn)行科學(xué)的分解,明確各項任務(wù),大數(shù)據(jù)技術(shù)可以基于WBS理論,從粗至細(xì)地實現(xiàn)對項目活動的分解。在工程落實階段需要遵循一定的順序,大數(shù)據(jù)技術(shù)可以挖掘出各項任務(wù)間的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)人力、信息、資源等方面的線索,從而更為科學(xué)地制定出電氣工程先后次序。隨后還需要繪制網(wǎng)絡(luò)圖,利用大數(shù)據(jù)技術(shù)畫出網(wǎng)絡(luò)圖具有以下的優(yōu)勢:首先,要準(zhǔn)確地表現(xiàn)出工作之間的狀態(tài)以及邏輯關(guān)系,其次需要在斷開網(wǎng)絡(luò)的時候,再沒有相應(yīng)的邏輯工作時,將網(wǎng)絡(luò)部圖進(jìn)行科學(xué)分布。通過空間結(jié)構(gòu),以地理信息作為基本特征,將公共設(shè)施的資源結(jié)合到城市管理當(dāng)中,該模式具有一定的節(jié)約資源綠色發(fā)展,能夠形成以地理位置為中心,將資源、管理信息等等作為業(yè)務(wù)支撐的基礎(chǔ),為我國的電氣工程打下更堅實的基礎(chǔ),從而保證了電氣運(yùn)輸以及工程的進(jìn)度。

2.3大數(shù)據(jù)技術(shù)在負(fù)荷特性分析與預(yù)測中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在負(fù)荷特性分析與預(yù)測中的應(yīng)用主要可以分為以下三個方面,首先是關(guān)聯(lián)規(guī)則法在負(fù)荷特性分析中的應(yīng)用。電力負(fù)荷特性除了會受到內(nèi)在自身因素的影響外,還會受到外在因素的干擾,負(fù)荷會表現(xiàn)出一定的規(guī)律性和波動性。關(guān)聯(lián)規(guī)則法是在龐大的數(shù)據(jù)中找出各數(shù)據(jù)項之間頻繁出現(xiàn)的聯(lián)系,并分析負(fù)荷特性與影響因素的相關(guān)性,指導(dǎo)電氣工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次是聚類分析法在電力負(fù)荷特性分析和預(yù)測中的應(yīng)用,聚類分析是將負(fù)荷數(shù)據(jù)與影響因素進(jìn)行聚類,聚類后的數(shù)據(jù)構(gòu)成了一組分類,某一類型的負(fù)荷聚在一起,它的負(fù)荷特性就會更好地呈現(xiàn)出來。再者是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力負(fù)荷預(yù)測中的應(yīng)用,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以模仿人腦進(jìn)行智能化處理,對非線性的規(guī)律具有自適應(yīng)的學(xué)習(xí)功能,在短期的負(fù)荷預(yù)測中可取得滿意的效果。

2.4大數(shù)據(jù)技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度中的應(yīng)用

隨著電力系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化程度的不斷提升,在電力系統(tǒng)中數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出爆炸式增長的趨勢,大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入可以較好地實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分析,為推動電氣工程與大數(shù)據(jù)技術(shù)的融合,需要構(gòu)建相應(yīng)的計算機(jī)管理系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣工程的控制,電氣工程實施的各個階段均是在電氣工程的監(jiān)管與指導(dǎo)下完成。首先,通過電網(wǎng)運(yùn)行過程中的調(diào)度,確保電網(wǎng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。其次,電力系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,相關(guān)設(shè)備會產(chǎn)生大量的實時數(shù)據(jù),通過將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲并分析,可以有效的推斷出電力系統(tǒng)可以承受的負(fù)荷。再者,通過電氣工程信息管理平臺可以將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示,借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行分析,從而在較短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)電氣工程中可能存在的故障點,消除系統(tǒng)中的安全隱患,保障電氣工程的正常運(yùn)轉(zhuǎn)?;谏鲜鲆?,可以采用基于Spark技術(shù)的電網(wǎng)調(diào)度模型,架構(gòu)圖如圖1所示。

2.5大數(shù)據(jù)技術(shù)在配網(wǎng)管理及擴(kuò)張中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)技術(shù)在配網(wǎng)管理中的應(yīng)用如下:首先是配網(wǎng)的多屬性,為確保配網(wǎng)的可靠性與安全性,進(jìn)行詳盡的資產(chǎn)管理是前提。借助于信息技術(shù),打造功能相對完善的配網(wǎng)資產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)平臺。其次是基于配網(wǎng)資產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)對資產(chǎn)存量和增量的動態(tài)同步管理,為確保資產(chǎn)存量、增量與實際情況的一致性,需要反復(fù)的檢驗。再者,配網(wǎng)資產(chǎn)管理大數(shù)據(jù)平臺需要完全體現(xiàn)出配電網(wǎng)的每個設(shè)備及相關(guān)參數(shù),從而實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,提升配電網(wǎng)的性能。大數(shù)據(jù)技術(shù)在配網(wǎng)擴(kuò)張方面的應(yīng)用可以從以下兩個方面考慮:首先,可以根據(jù)電氣工程項目所擁有的資產(chǎn)和技術(shù)進(jìn)行分析,在用戶數(shù)量上能夠保持增長又可以減少成本。那么,我們就需要在配置資產(chǎn)時要有足夠的設(shè)計和預(yù)期,借助網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)的管理,能夠?qū)嶋H的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,其次就是在配比的過程當(dāng)中需要整體來進(jìn)行設(shè)置和評價。結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中的相關(guān)參數(shù),科學(xué)分析出配網(wǎng)的實際承載能力,使配網(wǎng)處于高效、合理的運(yùn)行狀態(tài)下。配網(wǎng)管理與擴(kuò)張需要借助于各類傳感器,為確保各類傳感器的有效連接,首先是需要選擇性能較好的傳感器和操作器,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)要求進(jìn)行配置,實現(xiàn)對設(shè)備所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的實時采集,確保獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實時性,實時與配網(wǎng)資產(chǎn)實體的各類屬性相結(jié)合,形成一個有機(jī)的參數(shù)描述體系。其次是在數(shù)據(jù)獲取之后還需要做好數(shù)據(jù)存儲工作,數(shù)據(jù)存儲是一項較為重要的任務(wù),可以確保資產(chǎn)屬性時間沿革和電氣參數(shù)歷史沿革的有機(jī)統(tǒng)一,為電氣工程相關(guān)決策的開展提供堅實的理論支撐。

3.結(jié)語

綜上所述,大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展為電氣工程質(zhì)量管理水平的提升提供了新的發(fā)展機(jī)遇,目前我國電氣工程質(zhì)量與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合仍存在一些問題,影響了電氣工程質(zhì)量的提升,筆者相信,通過不斷地實踐與探索,電氣工程與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合將更為密切,這也是我國未來建筑行業(yè)發(fā)展的重要方向。

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作者:宋浩宇 單位:中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院