基于云计算技术的电力检修信息快速查询系统设计.pdf

计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2023 年第 42 卷第 8 期Techniques ofAutomation&Applications基于云计算技术的电力检修信息快速查询系统设计马文珍(青海省电力公司信息通信公司，青海 西宁 810000)摘要:在电力检修信息查询时，常规的查询系统在用户并发量突发的情况下很难保证稳定运行，系统的实用性需要进一步提高，针对该问题，提出基于云计算技术的电力检修信息快速查询系统设计。设计数据传输与控制板之间的连线接口，通过延时网络分解基本时钟，划分多个传输通道，为信息查询提供高速通道；采用云计算技术设计数据分析模块，实现电力检修信息数据的一致性，在合并查询功能支持下，实现电力检修信息的查询。实验结果表明：基于云计算技术的查询系统查询结果准确且完整，在并发压力的作用下，系统运行稳定，响应及时，系统的整体实用性得到了增强。关键词:云计算技术；电力检修；信息查询；数据分析中图分类号：TP391.3文献标识码:A文章编号:1003-7241(2023)08-0096-04Design of Power Maintenance Information Quick Query SystemBased on Cloud Computing TechnologyMA Wen-zhen(Information and Communication Company of Qinghai Electric Power Company,Xining 810000 China)Abstract:In the power maintenance information query,the conventional query system is difficult to ensure the stable operation in the caseof the user concurrent burst,the practicability of the system needs to be further improved.Aiming at this problem,the design ofpower maintenance information quick query system based on cloud computing technology is proposed.The cable interface be-tween data transmission and control board is designed.The basic clock is decomposed through the delay network,and multipletransmission channels are divided to provide high-speed channels for information query.Cloud computing technology is used todesign data analysis module,to achieve the consistency of power maintenance information data,with the support of designed con-junction-based query,power maintenance information query is realized.The experimental results show that the proposed querysystem is accurate and complete.Under the action of concurrent pressure,the system runs stably and responds promptly,and theoverall practicability of the system is enhanced.Keywords:cloud computing technology;power maintenance;information query;data analysis收稿日期:2021-09-07DOI:10.20033/j.1003-7241.（2023）08-0096-04.1引言在目前的电力供能工作中，越来越向着智能化、信息化、自动化发展，提高了电力工作的工作效率，电力系统的运行也更加稳定1。但是，在电力检修工作上，并没有完全实现信息化和自动化，在一些电力企业中，还保留很多人工检修方式，电力系统每年的维护和定期保养计划存在冲突，在一些检修问题上也很难及时汇报、解决，电力维修效率比较低2-4。面对这种情况，有技术专家和学者提出了电力检修信息查询系统，通过电力检修信息的快速查询，保证电力检修工作的正常执行5。现阶段，国内外一些研究机构已经提出了很多成熟的电力检修信息查询系统，随着电力检修工作不断智能化和信息化，需要处理的信息越来越多，常规电力检修信息查询系统出现了一些问题，需要进一步提高6。如文献7提到的基于 Delphi 的快速查询系统设计，该系统利用Delphi平台开发了针对不同类型数据的查询系统，通过对不同类型数据的划分，在数据库中建立相对应的索引，进一步提高信息查询的速度，但是大量的用户并发请求的作用下，系统很难保持稳定状态，系统在实际项目中的实用性需要进一步提高。文献8中提到的基于元数据的智能查询系统，该系统丰富了信息查询方式，拥有独特的自适应路由机制和自配置机制，实现了信息查询的高智能化，但是对于并发请求骤增的情况，系统自身的性能依然很难应对突变问题，自身的实用性需要进一步提高。针对当前电力检修信息快速查询系统存在的不足，设计了基于云计算技术的电力检修信息快速查询系统，利用云计算技术减轻系统的运算量和运算负担。2电力检修信息快速查询系统硬件设计在电力检修信息查询系统设计中，以原有的信息查96自动化技术与应用2023 年第 42 卷第 8 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications询系统硬件结构作为基础，对系统硬件设计进一步优化。原有的信息查询系统硬件结构如图1所示。图1信息查询系统硬件结构针对系统硬件部分，设计电力检修数据传输与控制板之间的连接接口9。图中显示的嵌入式主机板并没有为电力检修查询功能提供标准的ISA总线接口，数据传输只能通过PCl总线实现10-12。因此，改进PCl总线，在原有的总线基础上，增加8根地线，采用宽度是9位的FI-DO，其中8位是数据传输通道，对数据传输与控制板的操作均为I/O操作13。在数据传输前，将存储器电路分为四组，将数据传输产生的基本时钟通过延时操作，得到4路相差90 的时钟，将4路时钟分别送到4组存储器电路中，采用差值的方式，将4路时钟组合在一起，这样的操作使得数据传输速率提高了四倍。上述的延时操作是为了保证数据通道建立时间和保持时间符合要求，实现稳定的数据传输。对数据通道建立时间和保持时间的要求如图2所示。图2数据通道建立时间和保持时间尽可能保证建立时间和保持时间之间相差最小，从而保证在查询操作中数据传输的高效可靠。至此，系统硬件部分设计完成，在硬件设计的支持下，设计系统的软件部分。3电力检修信息快速查询系统软件设计3.1基于云计算的数据分析模块设计云计算是在云网络的支持下，利用多部服务器处理和分析小程序，再将处理结果返回到系统交互界面，展示在用户面前14。电力检修信息查询系统在查询时，由于信息属性、类型或存储格式的不同，查询结果往往会出现差异，导致查询结果的不正确15。电力检修数据之间差异性越大，查询结果出现错误的概率就越大，这样的差异会影响对电力检修操作的判断，容易发生危险事故。电力检修数据的动态一致性包括数据属性、存储格式，这些参数影响系统查询的可靠性，在设计数据分析模块时，计算信息数据单体参数标准差，根据标准差的变化，分析电力维修信息数据的一致性，在此基础上，采用云计算技术重新整合属性相近的单位数据，给出电力检修数据分类方案。设数据分选重组目标为一致性较差的数据组，计算数据的平均值：(1)式中，X表示电力检修信息数据分值，n表示电力检修数据总个数。在获得数据的平均值后，计算数据的方差：(2)在数据的方差计算完成后，与设定的一致性阈值相比，如果计算的数据方差之和超过了设定的一致性阈值，说明计算的电力检修信息数据序列离散性高，一致性差。对数据进行重组，根据需要重组的数据数量确定重组的中心数目，以计算的平均数作为基准，将所有数据中最接近平均数的数据作为每个重组类别的中心，计算每个数据单体与重组类别中心的距离，将距离重组类别中心较近的数据划分到一个类中，待所有数据划分完成后，得到重组后的新数据集。再经过数据整合得到完整数据。云计算技术支持下数据整合过程如图3所示，在确定数据后，设计合并查询功能。图3数据合并过程3.2合并查询设计将一个合并查询定义为HQ，将查询的结果看做查询的头部，定义为h(x)，查询的体表示为子目标p1(x1),pn(xn)的集合，每个子目标对应一个关系模式，pi表示一种关系，Xi表示参数元组，每个参数都是一个变量或者常量，如果某个参数变量没有出现在Xi中，将这个变量称为存在变量。假设一个安全的合并查询为：(3)97计算机与通信技术Computer and Communication Technology自动化技术与应用2023 年第 42 卷第 8 期Techniques ofAutomation&Applications式中，X、Y、F均表示变量，1表示常量，r和u表示给定的两个查询关系，分别是r(a1,a2)和u(b1,b2,b3)。公式（3）对应的投影-选择-连接查询为：()（r(a1,a2)连接u(b1,b2,b3)。将合并查询Q加载到给定的数据库S上S=r(2,3),u(3,4,1),u(3,5,1)，查询结果记为ANX(Q,S)，将Q中的变量替换为常量，在确定所有子目标为真的情况下，得到包含两个元组的查询结果：(4)对于任意一个数据库，如果Q(1)Q(2)，说明查询结果Q(1)包含于Q(2)中，如果Q(1)Q(2)的同时，Q(2)Q(1)，说明两个查询结果是等价的，此时Q(1)=Q(2)，查询到其中一个结果时，即为正确的查询结果。对于Q(1)和Q(2)，只能从Q(2)到Q(1)的包含映射方式，在这个唯一的映射作用下，将查询结果Q(2)的头部替换成查询结果Q(1)的头部，Q(2)中每一个子目标成为Q(1)中的某一个子目标，两个查询结果之间形成包含映射。具体内容如下：(5)(6)式（5）中查询结果Q(1)和查询结果Q(2)存在包含映射，在合并查询下，得到的查询结果就是完整的电力检修信息。4系统性能测试为了进一步验证设计的查询系统的实际性能，采用对比实验的形式对系统的信息查询性能进一步验证。实验中采用多线程并发访问模拟用户读取数据操作，以查询数据量作为测试条件，测试结果如表1所示。通过表1中数据可知，在常规的查询系统实验结果中，随着线程数的增加和数据量的增加，信息查询所需要的时间增加明显，特别是在Mysql数据库中需要的查询时间更多，尽管已在系统内的数据库建立了索引优化，但是查询性能依然不理想，相比之下，提出的信息查询系统对于两种数据库的处理，查询信息所需要的时间比较短，查询时间趋于稳定。5系统压力测试在系统压力测试中，对各个信息查询系统缓慢加压，从10名虚拟用户开始，每隔10 s增加5个用户连接，直到100名虚拟用户同时在线连接。在此实验条件下，测试各个信息查询系统的用户登录并发资源占用情况和响应时间。用户登录连接请求并发资源占用情况实验结果如图4所示。从图4可以看出，随着虚拟用户数量的增加，信息查询系统面对的连接请求并发压力越来越大，三组实验结果中，均在2060 s时出现了突变，对比观察可知，基于云计算技术的信息查询系统并发资源占比更小，面对资源的突变，也能在短时间内迅速调整，恢复到最佳状态。综上所述，基于云计算技术的信息查询系统面对并发压力的增加，具有很好的自适应能力，能够在面对突变压力时，及时调整自身运行状态，保证系统的稳定运行。表1信息查询系统查询性能测试结果系统名称基于Delpli的信息查询系统基于元数据的信息查询系统本文系统数据量/万单线程查询100单线程查询1 00010个线程查询10010个线程查询1 000100个线程查询1 000单线程查询100单线程查询1 00010个线程查询10010个线程查询1 000100个线程查询1 000单线程查询100单线程查询1 00010个线程查询10010个线程查询1 000100个线程查询1 000Hbase查询时间/s4.564.895.135.967.261.201.622.052.553.060.720.730.770.800.86Mysql查询时间/s1.453.264.587.2618.561.752.062.583.629.581.451.782.193.995.75图4不同信息查询系统并发资源占用情况图5中显示了不同的信息查询系统在面对虚拟用户连接并发压力时产生的响应时间。分解响应时间，获得各个信息查询系统的响应时间最小值、最大值以及平均值，从显示的数据可以看出，常规的两种信息查询系统面对虚拟用户数量的增加，对连接请求的响应时间越来越长，而基于云计算技术的信息查询系统响应时间很短。结合上述查询性能测试结果和并发资源占用情况可知，基于云计算技术的电力检修信息快速查询系统能够抵抗98自动化技术与应用2023 年第 42 卷第 8 期计算机与通信技术Computer and Communication TechnologyTechniques ofAutomation&Applications用户连接请求骤增所带来的压力，自身的抗压能力比较好，系统运行稳定。图5信息查询系统响应时间实验结果6结束语以电力检修信息的快速查询作为研究重点，在云计算技术和相关研究资料的支持下，设计了基于云计算技术的信息查询系统。通过查询系统的设计与开发，其信息查询模式突破了原有的查询系统的查询模式，实现了更快速、更可靠的电力检修信息查询。在系统设计完成后，经过对系统功能的测试，证明了本文设计的信息查询系统的可行性，同时引入了两种常规的信息查询系统，通过大量对比实验对系统的查询性能和抗压性能的测试，验证了信息查询系统自身的实用性。但是伴随着电力检修业务量的增加，信息的安全性需要进一步保证，本文对信息的安全方面并没有展开深入研究，在后续研究将从这一方面展开分析，进一步完善信息查询系统的功能。参考文献:1 莫年发,谢锡锋,梁红.基于云计算的农田规划区域信息采集系统设计J.农机化研究,2020,42(5):201-205.2 鲁琴.基于云计算技术的舰船信息系统数据多批处理调度方法J.舰船科学技术,2020,42(6):172-174.3 周小燕.基于二维码的智能图书信息快速查询系统设计J.现代电子技术,2020,43(5):141-145.4 王继业,沈亮,王林信,等.基于北斗的同期线损用电信息采集系统设计与实现J.电信科学,2019,35(3):107-115.5 屈子程,高亮,康保林,等.基于多源数据的电力系统故障全信息诊断模型J.电力系统保护与控制,2019,47(22):59-66.6 郭红梅,赵真,张莹.基于微信公众平台的建筑物信息采集系统设计及实现J.震灾防御技术,2019,14(4):890-898.7 钟奇,韩立兮,李俊文,等.基于Delphi的齿轮检测参数快速查询系统设计J.机械传动,2020(4):139-146.8 王丹,张祥合,赵浩宇.基于元数据的信息知识组织智能检索系统设计J.情报科学,2019,37(9):113-116.9 杨信廷,王明亭,徐大明,等.基于区块链的农产品追溯系统信息存储模型与查询方法J.农业工程学报,2019,35(22):323-330.10 李星罗,秦小麟,王宁,等.空间多关键词Skyline查询算法J.小型微型计算机系统,2019,40(10):2175-2181.11 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