河南省能源大數據應用中心體系架構設想
當前,“大云物移智”等新技術(shù)大量涌現并廣泛應用,正在深刻影響并孕育著(zhù)新的能源革命,把數字世界帶入千家萬(wàn)戶(hù),構建萬(wàn)物互聯(lián)的智能世界正在成為可能。黨的十九大把能源發(fā)展作為生態(tài)文明建設的重要內容,強調要推進(jìn)綠色發(fā)展,推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系。河南省委省政府響應中央號召,將大數據技術(shù)應用于能源領(lǐng)域,提出建設河南省能源大數據應用中心,將其作為破解能源轉型發(fā)展問(wèn)題的創(chuàng )新之道。
一 建設能源大數據應用中心的意義
(一)建設能源大數據應用中心是大數據時(shí)代的必然要求
河南省國家大數據綜合試驗區是國家確定的首批區域示范類(lèi)綜合試驗區,是國家實(shí)施大數據戰略的重要載體。能源大數據應用是產(chǎn)業(yè)大數據創(chuàng )新應用的重要組成部分,被列為河南省大數據綜合試驗區建設的重點(diǎn)任務(wù)之一。建設國內首家省級能源大數據應用中心,探索開(kāi)展能源大數據應用中心體系設計和研究,對深入貫徹國家大數據發(fā)展戰略,助力河南省能源戰略轉型,引領(lǐng)能源行業(yè)創(chuàng )新融合發(fā)展意義重大。
深入貫徹國家大數據發(fā)展戰略。十九大報告明確指出要“推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能和實(shí)體經(jīng)濟深度融合”,大數據產(chǎn)業(yè)已上升到國家重要戰略發(fā)展方向的高度,河南省委省政府多次印發(fā)推進(jìn)大數據發(fā)展的相關(guān)政策文件,為大數據的應用發(fā)展創(chuàng )造了難得的歷史機遇。建設能源大數據應用中心可為國家大數據戰略實(shí)施探索路徑、積累經(jīng)驗、提供示范。
助力全省能源戰略轉型。加快大數據部署,深化大數據應用,已成為穩增長(cháng)、促改革、調結構、惠民生和推動(dòng)政府治理能力現代化的內在需要和必然選擇。充分利用大數據、云計算等技術(shù)手段深度挖掘分析海量數據的巨大價(jià)值,開(kāi)展能源資源評估、資源利用、安全運行、供需預測、碳排放交易、新能源選址優(yōu)化等專(zhuān)業(yè)服務(wù),為河南省能源轉型發(fā)展提供重要技術(shù)支撐。
引領(lǐng)能源行業(yè)創(chuàng )新融合發(fā)展。積極探索大數據在能源行業(yè)中的建設實(shí)踐,對內有利于創(chuàng )新發(fā)展能源行業(yè)業(yè)務(wù),用數據驅動(dòng)管理變革和轉型升級,推進(jìn)能源企業(yè)數字化轉型,助力提升企業(yè)投資效能、運行效能和運營(yíng)管理水平;對外有利于實(shí)現數據資源整合共享,引領(lǐng)能源行業(yè)創(chuàng )新融合發(fā)展,支撐能源生產(chǎn)和消費革命。
(二)建設能源大數據應用中心是能源轉型發(fā)展的有效途徑
河南省是我國的人口大省、經(jīng)濟大省、能源大省,受資源稟賦限制,河南省面臨著(zhù)資源約束日益加劇、環(huán)境壓力不斷加大、節能控耗難度加大等諸多問(wèn)題,亟須推進(jìn)能源結構優(yōu)化調整和能源發(fā)展方式轉變。以單位GDP能耗為例,2017年河南單位GDP能耗為0.51噸標煤/萬(wàn)元(當年價(jià)),居中部六省第5位,是國內浙江、江蘇的1.3倍,廣東的1.6倍左右,與世界平均0.4噸標煤/萬(wàn)元,日本、德國、法國0.2噸標煤/萬(wàn)元水平存在較大差距(見(jiàn)表1)。
表1%20河南與國內先進(jìn)省份及發(fā)達國家能源效率對比
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20伴隨著(zhù)信息采集系統的普及,能源領(lǐng)域數據量呈現爆發(fā)式的增長(cháng),而數字信息技術(shù)的飛速發(fā)展使能源大數據的挖掘分析應用成為可能。挖掘能源大數據背后隱藏的經(jīng)濟、社會(huì )價(jià)值,促進(jìn)能源結構優(yōu)化轉型和能源資源按需流動(dòng),成為推動(dòng)能源行業(yè)體制變革的有力抓手。以基于電力大數據的需求側響應為例,近年來(lái),河南省最大負荷利用小時(shí)數已由2005年的6012小時(shí)下降至2017年的5243小時(shí),預計2035年最大負荷利用小時(shí)數為5100小時(shí)左右,最大用電負荷將達到1.35億千瓦。而已經(jīng)完成工業(yè)化的國家,德國、韓國利用小時(shí)數為6500~7000小時(shí);日本、加拿大為5500~6000小時(shí);美國、法國偏低,為5000~5500小時(shí)。全省利用小時(shí)數若通過(guò)需求側響應實(shí)現日本6000小時(shí)的水平,2035年全省最大用電負荷將由1.35億千瓦下降到1.15億千瓦,直接減少2000萬(wàn)千瓦負荷,可以減少新能源裝機約6000萬(wàn)千瓦,節省電力行業(yè)投資3510億元,年均可減少投資200億元。
能源大數據背后隱藏的經(jīng)濟、社會(huì )價(jià)值不可小覷。隨著(zhù)國家監管體系的完善,各種信息逐步透明,大數據在能源各領(lǐng)域的應用將助力各項管理精細化水平的提升。同時(shí),國家持續推進(jìn)“放管服”改革,對于優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境、服務(wù)民生改善提出了明確要求,能源大數據應用中心作為新型業(yè)務(wù)的支撐平臺和連接政府、企業(yè)、公眾的橋梁紐帶,未來(lái)在優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境、提升服務(wù)水平中的作用將進(jìn)一步凸顯。
二%20能源大數據應用現狀分析
目前,能源大數據應用在電力、新能源、油氣等企業(yè)內部已經(jīng)廣泛開(kāi)展,但在政府及行業(yè)層面尚未有成熟模式,全國及部分省份先期開(kāi)展了能源信息系統建設的探索,如國家能源局已經(jīng)建成全國能源監測預警與規劃管理系統,可初步實(shí)現能源運行日常監測和能源規劃動(dòng)態(tài)評估;湖北、河北、內蒙古、浙江、江西、廣東等省份也建設了本省的能源信息系統,功能與全國能源系統基本一致;青海省針對本省豐富的風(fēng)、光資源特點(diǎn),依托青海省電力公司建成了新能源大數據創(chuàng )新平臺,為政府及相關(guān)企業(yè)提供規劃、建設、運行、維護等全鏈條服務(wù)。
(一)政府能源信息系統
國家能源局建有全國能源監測預警與規劃管理系統,建立了覆蓋能源供需各環(huán)節信息的國家能源數據庫,已與國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中石油、中石化、中海油、中電聯(lián)、中國煤炭市場(chǎng)網(wǎng)等多家重點(diǎn)單位建立了日度信息采集機制,加強對全國能源運行的監測與監管。同時(shí),利用地理信息技術(shù),實(shí)現對能源項目的可視化管理,銜接能源規劃與國民經(jīng)濟其他規劃,可動(dòng)態(tài)評估能源規劃實(shí)施,引導和監管能源項目建設。湖北、河北、內蒙古、浙江、江西、廣東等十余家省級能源局也開(kāi)展了能源信息系統建設,功能基本一致。
(二)能源行業(yè)企業(yè)大數據應用
1.青海省新能源大數據創(chuàng )新平臺
青海省依托青海省電力公司建成新能源大數據創(chuàng )新平臺,于2018年1月上線(xiàn)運營(yíng),已接入30余座新能源場(chǎng)站,接入電站容量超過(guò)110萬(wàn)千瓦,設計了36項高級創(chuàng )新業(yè)務(wù)服務(wù),初步實(shí)現已接入新能源電站集中智能監控、生產(chǎn)運行管理、業(yè)務(wù)智能分析及設備故障預警等功能,可為政府、新能源企業(yè)及金融機構等29家客戶(hù)提供覆蓋新能源規劃、設計、建設等全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)。
2.煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )“中國煤炭大數據”平臺
中國煤炭市場(chǎng)網(wǎng)研究開(kāi)發(fā)了“中國煤炭大數據”平臺。該平臺充分整合了煤炭以及相關(guān)行業(yè)的超過(guò)10萬(wàn)個(gè)宏觀(guān)、行業(yè)、價(jià)格的時(shí)間地域序列指標,超過(guò)8000萬(wàn)條數據,涵蓋全國7200余個(gè)鐵路貨運站點(diǎn)數據,60萬(wàn)艘全國近海及內河船舶數據,從產(chǎn)業(yè)鏈角度對數據進(jìn)行規劃和清洗加工,借助GIS、數據圖表等數據可視化展示技術(shù),監測產(chǎn)業(yè)鏈運行和發(fā)展,打造聚焦煤炭產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節的主題數據庫,如生產(chǎn)、貿易、物流、消費、信用和金融等,依托云計算處理能力,進(jìn)行數據匯集、整理、挖掘,發(fā)現規律、預測未來(lái),為企業(yè)高效運營(yíng)提供支撐,為政府科學(xué)決策提供支持。
3.中國石油“互聯(lián)網(wǎng)+能源”服務(wù)平臺
中國石油與天貓整合資源,啟動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+能源”服務(wù)平臺,以及移動(dòng)支付服務(wù)模式。天貓將整合阿里巴巴生態(tài)圈,如淘寶、聚劃算、高德以及螞蟻金服等平臺,從網(wǎng)上店鋪、移動(dòng)支付、大數據預測、O2O等領(lǐng)域,幫助中石油進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”改造;而中石油借助阿里巴巴集團,在旗下多座加油站及其便利店完善售前售后服務(wù)。
4.國家能源集團智能礦山大數據
國家能源集團的智能礦山大數據,聚焦煤炭生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)執行層和控制層的智能礦山建設,實(shí)現了煤礦信息采集全覆蓋、數據資源全共享、統計分析全自動(dòng)、人機狀態(tài)全監控、生產(chǎn)過(guò)程全記錄,打造安全、高效、綠色、智能的現代化礦山。智能礦山大數據云平臺建設內容包括基礎設施建設、生產(chǎn)綜合監控系統建設、生產(chǎn)執行系統、經(jīng)營(yíng)管理系統和決策支持系統五部分,可實(shí)現采掘設備,通風(fēng)、排水、壓風(fēng)、供電、運輸等設備的地面遠程集中監測和控制,并進(jìn)一步實(shí)現智能聯(lián)動(dòng)、智能報警、數據分析、診斷與輔助決策等功能。
(三)全國及部分省份、相關(guān)行業(yè)探索對河南的啟示
截至目前,政府能源信息系統的建設在推動(dòng)能源統計信息的匯聚方面已初見(jiàn)成效,能源企業(yè)也在積極推動(dòng)自身的數字化轉型,但跨領(lǐng)域、跨行業(yè)、跨部門(mén)的綜合應用研究較為匱乏,能源大數據應用中心的體系架構、運營(yíng)模式、數據歸集機制等相關(guān)研究均處于起步階段。
為適應能源新業(yè)態(tài)發(fā)展需要,亟須開(kāi)展能源大數據應用中心的功能體系和應用方案設計工作,推進(jìn)能源行業(yè)數據資源的整合共享??傮w設計應以解決能源行業(yè)最緊迫需求為綱,以推動(dòng)能源數據資源融合為本,通過(guò)謀求示范性應用“點(diǎn)”的突破來(lái)帶動(dòng)應用中心整體功能的全面提升。圍繞政府治理、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、民生服務(wù)等領(lǐng)域最緊迫的需求,以電力行業(yè)大數據示范應用為突破口,引領(lǐng)能源領(lǐng)域數據資源匯聚和共享開(kāi)放,探索能源大數據應用中心可持續發(fā)展的有效途徑。以數據開(kāi)放促進(jìn)數據要素流通,以數據流帶動(dòng)技術(shù)流、資金流、人才流,促成政府、企業(yè)、公眾多方合作共贏(yíng)的新局面。
三%20河南省能源大數據應用中心總體設計
在調研政府能源信息系統和能源行業(yè)企業(yè)大數據應用的基礎上,提出了河南省能源大數據應用中心的功能定位、發(fā)展目標和建設原則,探討了架構設計、數據管理和應用場(chǎng)景設計方案。
(一)功能定位
河南省能源大數據應用中心建設將實(shí)現能源大數據的集聚融合,推進(jìn)能源行業(yè)數據資源開(kāi)放共享,打破數據資源壁壘,逐步覆蓋電、煤、油、氣等能源領(lǐng)域及氣象、經(jīng)濟、交通等其他領(lǐng)域;深化數據資源應用,提升能源統計、分析、預測等業(yè)務(wù)的時(shí)效性和準確度;培育新型繁榮的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài),促進(jìn)基于能源大數據的創(chuàng )新創(chuàng )業(yè);建立基于能源大數據的行業(yè)管理與監管體系,發(fā)揮能源大數據技術(shù)在多能協(xié)同規劃和能源監管中的基礎性作用,提升能源監管的效率和效益。為政府、企業(yè)、公眾提供大數據分析應用支撐。
輔助政府科學(xué)決策。建立基于能源大數據、精確需求導向的能源規劃新模式,研究全省能源發(fā)展戰略,推進(jìn)能源資源優(yōu)化配置,提升政府對能源重大基礎設施規劃的科學(xué)決策水平,形成基于大數據技術(shù)的能源統計、分析與預測預警平臺,滿(mǎn)足政府對能源安全、運行態(tài)勢、消費總量控制、公共服務(wù)質(zhì)量等行業(yè)管理與監督需求。
服務(wù)企業(yè)精益管理。推動(dòng)能源企業(yè)利用大數據技術(shù)開(kāi)展資源評估、資源利用、安全運行、供需預測、碳排放交易等應用,為能源行業(yè)精準化調度生產(chǎn)、精細化設備管理提供支撐,提高能源企業(yè)經(jīng)濟效益和管理水平。
方便用戶(hù)便捷用能。開(kāi)展面向能源終端用戶(hù)的用能大數據信息服務(wù),對用能行為進(jìn)行實(shí)時(shí)感知與動(dòng)態(tài)分析,使用戶(hù)可根據各自需要查詢(xún)用能情況、價(jià)格費用、能效分析等信息,推進(jìn)居民智慧用能。
(二)發(fā)展目標
建設“平臺開(kāi)放、數據融合、應用眾創(chuàng )、安全可靠、運營(yíng)規范”的能源大數據應用中心;構建高可用性、高開(kāi)放性、高聚合度特性的“能源信息互聯(lián)平臺”;利用泛在聚合技術(shù),對數據進(jìn)行屬性標識,促進(jìn)能源流、信息流高度融合,實(shí)現全時(shí)空覆蓋、全環(huán)節聚合、全過(guò)程可靠的能源信息變革,支撐能源生產(chǎn)和消費進(jìn)步,從而跟上數字經(jīng)濟快速發(fā)展的步伐。
平臺開(kāi)放:構建標準的、開(kāi)放的、可擴展的、彈性的基礎設施平臺,實(shí)現跨領(lǐng)域、跨部門(mén)的信息共享共用。
數據融合:匯集全省電、煤、油、氣、新能源、水等各能源品類(lèi)的資源生產(chǎn)消費全過(guò)程數據,以及全省宏觀(guān)經(jīng)濟運行、發(fā)展規劃、體制改革、生態(tài)環(huán)境、氣象、地理信息、交通等數據。
應用眾創(chuàng ):依靠強大的數據實(shí)時(shí)處理、高效分析計算、數據即時(shí)訪(fǎng)問(wèn)和應用開(kāi)發(fā)支撐能力,營(yíng)造大眾創(chuàng )新生態(tài)環(huán)境,開(kāi)展跨行業(yè)大數據挖掘分析應用,為能源安全、能源利用、能源服務(wù)質(zhì)量、能源節約等提供支撐。
安全可靠:通過(guò)技術(shù)防護和安全制度建設,構建以數據要素為核心的物理、系統、網(wǎng)絡(luò )、應用等多項安全防護措施,以及對敏感數據訪(fǎng)問(wèn)和核心機密保護的多層防御體系。
運營(yíng)規范:推進(jìn)能源信息分級分類(lèi),制定能源數據共享開(kāi)放和交易規范,采用“無(wú)償服務(wù)+會(huì )員制+市場(chǎng)化運營(yíng)”的混合運營(yíng)模式,保障能源大數據應用中心健康有序運營(yíng)。
(三)建設原則
一是堅持頂層設計、分步實(shí)施。設計能源大數據應用中心總體架構,按照“由簡(jiǎn)及繁、由易及難、由小及大”的持續發(fā)展模式,發(fā)揮電力行業(yè)信息化程度較高的優(yōu)勢,逐步帶動(dòng)其他行業(yè)數據集聚和應用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)。
二是堅持責權明確、規范管理。由省發(fā)改委牽頭,會(huì )同統計局、工信廳、生態(tài)環(huán)保廳等部門(mén)以及煤、電、油、氣等相關(guān)企業(yè)建立工作機制,分工合作,協(xié)同推進(jìn)。
三是堅持數據確權、一數一源。明確數據所有權歸屬于省政府和數據提供企業(yè),同時(shí),設定數據來(lái)源和采信優(yōu)先級,確保數據的權威性和準確性。
四是堅持共建共享、差異服務(wù)。采用公益性服務(wù)為主、市場(chǎng)化運作為輔的模式,統籌推進(jìn)各類(lèi)數據分層分級利用。
(四)架構設計
總體架構遵從“三大支撐平臺、兩大保障體系”設計,服務(wù)政府、企業(yè)、公眾三類(lèi)對象?!叭笾纹脚_”即“基礎設施平臺、數據管理平臺、應用眾創(chuàng )平臺”,基礎設施平臺提供基礎資源服務(wù)和資源管理等軟件環(huán)境,以及存儲和服務(wù)器等硬件設施;數據管理平臺負責數據的采集、存儲、管理和分析;應用眾創(chuàng )平臺提供公共服務(wù)組件和開(kāi)發(fā)者社區,針對不同類(lèi)型客戶(hù)提供決策支撐、管理咨詢(xún)、便捷用能等服務(wù)?!皟纱蟊U象w系”即“安全防護體系、運營(yíng)管理體系”,安全防護體系提供技術(shù)、管理、可信和服務(wù)四個(gè)層次的安全保障;運營(yíng)管理體系從運營(yíng)模式和運營(yíng)機制兩方面助力高效運營(yíng)(見(jiàn)圖1)。
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20
圖1 河南省能源大數據應用中心總體架構
1.支撐平臺設計
(1)基礎設施平臺
借鑒業(yè)界最佳實(shí)踐,采用“大云物移智”等前瞻性技術(shù),基礎設施平臺設計為“五層四縱”(五層是基礎設施層、數據平臺層、應用平臺層、應用層和訪(fǎng)問(wèn)層,四縱是管理平臺、監控運維、運營(yíng)管理和安全防護),為能源大數據應用中心提供數據存儲、計算、分析應用的軟硬件環(huán)境和數據分析挖掘服務(wù)。
基礎設施層包括數據存儲、計算、分析應用的軟硬件環(huán)境、網(wǎng)絡(luò )環(huán)境,以及配套的機房基礎設施;數據平臺層包括數據接入、數據倉庫、大數據平臺存儲計算組件、區塊鏈和數據集市;應用平臺層包括公共業(yè)務(wù)、共享集成、軟件流水線(xiàn)和運行承載所需的各類(lèi)組件;應用層即圍繞需求開(kāi)發(fā)的各類(lèi)信息化系統,包括面向政府、面向企業(yè)、面向公眾三類(lèi);訪(fǎng)問(wèn)層通過(guò)應用訪(fǎng)問(wèn)、應用發(fā)布門(mén)戶(hù)為使用者提供訪(fǎng)問(wèn)接入和應用展現。
管理平臺包括部署配置、監控調度和控制臺相關(guān)組件。監控運維即基礎設施監控、集中事件管理、性能容量管理等各類(lèi)組件;運營(yíng)管理包括產(chǎn)品體系、運營(yíng)全過(guò)程、數據交易等各類(lèi)管理組件;安全防護包括應用和數據、設備和計算、網(wǎng)絡(luò )和通信等各類(lèi)安全組件(見(jiàn)圖2)。
(2)數據管理平臺
數據管理平臺為能源數據采集、存儲、管理和分析提供支撐,包含能源數據全環(huán)節管理以及數據管理體系兩部分。
能源數據全環(huán)節管理包括數據接入、清洗轉換、存儲、分析等。借助工具抽取、接口傳輸、爬蟲(chóng)及離線(xiàn)采集等多種方式,依托電力數據庫,逐步拓展能源大數據集的接入范圍。采取數據同步的任務(wù)監控,保障數據的有效接入。開(kāi)展數據準確性抽查與異常數據調整補錄工作,保證數據的準確性與完整性。按照統一數據模型規范和ETL規范等能源數據標準化規范要求,通過(guò)統一的組件和入口,對數據加工處理任務(wù)進(jìn)行集中管理、監控和運維。
數據管理體系包括數據資源及目錄、數據標準、數據質(zhì)量、數據考核與認責等。依托接入的數據資源,構建能源數據資產(chǎn)目錄清單,制定能源數據共享規范。設計能源大數據標準化模型,構建數據標準化管理體系。建立覆蓋全生命周期的數據質(zhì)量監測和評價(jià)機制,監測數據的流轉鏈路、連接度、應用頻率和資源占用情況。依據數據質(zhì)量監測結果,建立常態(tài)化的考核機制。
圖2 基礎設施平臺
(3)應用眾創(chuàng )平臺
應用眾創(chuàng )平臺由公共服務(wù)組件、開(kāi)發(fā)者社區、政府管控應用、能源發(fā)展應用和社會(huì )民生應用等模塊組成。公共服務(wù)組件提供應用流通市場(chǎng)、統一開(kāi)發(fā)框架、運營(yíng)管理工具、統一鑒權認證、統一門(mén)戶(hù)、統一搜索和統一視頻等公共應用組件。開(kāi)發(fā)者社區提供數據API、工具API、模型API、開(kāi)發(fā)環(huán)境、需求管理等功能組件。通過(guò)應用眾創(chuàng )平臺提供的數據、工具、運行環(huán)境、公共組件等平臺資源,自助開(kāi)發(fā)跨行業(yè)融合創(chuàng )新應用,滿(mǎn)足政府對能源行業(yè)監管、能源企業(yè)精益化管理、社會(huì )公眾便捷用能需求。
2.保障體系設計
(1)安全防護體系
能源大數據應用中心以數據為防護核心,以“防范風(fēng)險、保障合規、支撐生態(tài)”為建設目標,依據《網(wǎng)絡(luò )安全等級保護條例》最新要求,參考大數據安全能力成熟度模型,分別從管理、技術(shù)、運營(yíng)、評價(jià)四方面開(kāi)展能源大數據應用中心安全防護體系建設。
信息安全管理體系包括安全管理制度、應急預案等,分別參照國家、行業(yè)及企業(yè)的相關(guān)管理要求,建立數據安全策略及規范、有效性度量機制,設置大數據安全管理機構,制定數據資產(chǎn)安全管理規范、分類(lèi)分級標準、方法、流程、指南、機制、清單。針對服務(wù)中斷、大規模病毒感染、數據泄露等重大安全風(fēng)險場(chǎng)景,制定應急預案并開(kāi)展相關(guān)培訓演練工作。
信息安全技術(shù)體系包括網(wǎng)絡(luò )安全防護、虛擬資源安全防護、數據安全防護等,采取云監測、雙鏈路、負載均衡等策略,部署防火墻、系統漏洞掃描系統和安全風(fēng)險分析管理系統,提高網(wǎng)絡(luò )安全防護能力。通過(guò)虛擬網(wǎng)絡(luò )微隔離防護軟件、虛擬防火墻、端點(diǎn)檢測和響應系統,實(shí)現虛擬資源的安全防護。制定統一的數據安全策略,建立數據訪(fǎng)問(wèn)行為風(fēng)險監控體系,部署數據脫敏系統和隔離裝置,對數據資產(chǎn)實(shí)現風(fēng)險預警和風(fēng)險管控。
信息安全運營(yíng)體系包括安全服務(wù)、監控服務(wù)、基礎架構安全保障等。為數據租戶(hù)和開(kāi)發(fā)者提供數據安全套件,并組建安全服務(wù)隊伍,提供安全檢測、安全評估和安全咨詢(xún)等服務(wù)。設計智能監管引擎,實(shí)時(shí)監控數據流量和異常事件,并高效協(xié)同各類(lèi)安全防護資源快速響應。采取身份認證、訪(fǎng)問(wèn)控制、數據加密等多樣化的防護手段,配合部署多級應用級入侵防護系統等。
安全評價(jià)體系包括安全合規需求、安全風(fēng)險庫、安全評價(jià)指標等,梳理安全控制需求,開(kāi)展數據安全測試,進(jìn)行數據風(fēng)險評級,針對數據采集、交互、存儲、使用等過(guò)程開(kāi)展大數據全生命周期安全風(fēng)險評估,識別數據資產(chǎn)、應用交互接口、敏感數據分布、敏感數據功能等,優(yōu)化數據安全防護策略(見(jiàn)圖3)。
(2)運營(yíng)管理體系
運營(yíng)方面。能源大數據應用中心運營(yíng)定位于建設具備自我造血能力、可持續發(fā)展的大數據應用生態(tài)平臺。通過(guò)打造多領(lǐng)域、多層次的產(chǎn)品體系(包括產(chǎn)品的詳細內容、組合形式、定價(jià)策略等),應用創(chuàng )新的業(yè)務(wù)模式(包括基礎設施租賃、技術(shù)服務(wù)、應用服務(wù)、數據交易等)和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)手段(包括銷(xiāo)售形式、價(jià)格策略、推廣手段等),構建以能源行業(yè)大數據應用為主的大數據應用生態(tài)體系。
管理方面。配套支撐運營(yíng)模式的管理機制,包括組織機構、管理流程、評價(jià)考核方法、平臺工具等,全面支撐運營(yíng)工作開(kāi)展。以“發(fā)揮專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢、理清工作職責界面、可控進(jìn)度質(zhì)量、高效協(xié)同、快速運轉”為思路,設計三級聯(lián)動(dòng)的能源大數據應用中心組織機構。優(yōu)化管理流程,推進(jìn)政企協(xié)同共建,建立常態(tài)化溝通交流機制,創(chuàng )新工作協(xié)同模式。設置包括運營(yíng)類(lèi)指標、經(jīng)濟類(lèi)指標和任務(wù)類(lèi)指標在內的績(jì)效考核體系,前期采用事業(yè)單位經(jīng)營(yíng)模式,隨著(zhù)業(yè)務(wù)成熟度的上升,逐漸增加經(jīng)濟類(lèi)指標和運營(yíng)類(lèi)指標的權重。配備包括會(huì )員管理、數據交易管理、價(jià)格策略管理等在內的信息化管理工具。
(五)數據管理
數據是能源大數據應用中心的核心資產(chǎn),是多元化應用體系設計的基礎。有必要結合應用研發(fā)要求,構建數據指標體系,確定數據歸集渠道和接入方式,制定數據安全和權限管理方案(見(jiàn)圖4)。
圖3 能源大數據應用中心安全防護體系
圖4 數據管理流程
1.數據指標體系
構建完備齊全的能源大數據指標體系,涵蓋煤炭、石油、天然氣、電力、新能源等各能源品類(lèi)資源生產(chǎn)與供應、消費與投資、資源轉儲、利用效率全過(guò)程數據,以及宏觀(guān)經(jīng)濟運行、生態(tài)環(huán)境、氣象、地理信息、交通等跨部門(mén)跨領(lǐng)域數據,主要包括宏觀(guān)層面、能源行業(yè)及其他相關(guān)數據。宏觀(guān)層面數據主要包括全省宏觀(guān)經(jīng)濟運行、發(fā)展規劃、產(chǎn)業(yè)政策、體制改革、市場(chǎng)發(fā)展趨勢等方面數據,以及世界主要國家和地區、全國、先進(jìn)省份等經(jīng)濟社會(huì )、能源發(fā)展等數據。能源行業(yè)數據包括電、煤、油、氣、新能源等各能源品類(lèi)的資源稟賦、開(kāi)采加工、運輸配送、能源轉化、能源消費全過(guò)程數據。其他相關(guān)數據主要包括生態(tài)環(huán)境、氣象、地理信息、交通、技術(shù)革新、工業(yè)價(jià)格等數據。
2.數據歸集渠道
明確數據來(lái)源,打通數據歸集渠道。數據來(lái)源包括省發(fā)改委、省能源局、統計局、相關(guān)政府部門(mén)、能源企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等渠道。宏觀(guān)層面數據主要來(lái)源于相關(guān)政府權威部門(mén)或研究機構,實(shí)現官方發(fā)布的政策文件、統計公報、研究報告以及國際能源署、世界銀行等國際權威數據統計平臺相關(guān)數據的定期獲取。能源行業(yè)數據主要來(lái)源于省發(fā)改委、省能源局等能源行業(yè)管理部門(mén)和相關(guān)企業(yè),建立固定的信息報送機制,通過(guò)信息報送系統定期上報相關(guān)能源信息。其他相關(guān)數據主要來(lái)源于相關(guān)部門(mén)公共數據,建立部門(mén)、單位對接匯集機制,實(shí)現相關(guān)數據的定期報送。
3.數據接入方式
根據不同數據類(lèi)型及來(lái)源,將能源數據接入方式分為三種。
數據報送:針對各級政府部門(mén)與相關(guān)能源企業(yè),形成固定的信息報送機制,通過(guò)信息報送系統定期在線(xiàn)上報能源信息。報送過(guò)程采用多級審核的流程,確保數據準確。數據抓?。横槍ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)布的各類(lèi)公開(kāi)信息來(lái)源,通過(guò)大數據手段完成信息的抓取、清洗、錄入。系統接入:對于運行于互聯(lián)網(wǎng)或政務(wù)外網(wǎng)的其他信息系統,根據雙方約定的數據訪(fǎng)問(wèn)方式和內容標準,建立數據接口,實(shí)現數據對接。
4.數據安全和權限
實(shí)現數據的分類(lèi)分級管理。推進(jìn)能源信息按主題和安全級別分類(lèi)分級管理。按照主題分為大類(lèi)、中類(lèi)、小類(lèi)三類(lèi)。按信息來(lái)源將數據分為電力、煤炭、石油、宏觀(guān)經(jīng)濟、氣象、環(huán)境等基礎大類(lèi);對于每一個(gè)大類(lèi)主題,按照線(xiàn)分類(lèi)法劃分中類(lèi);對于每個(gè)中類(lèi),按照線(xiàn)分類(lèi)法劃分小類(lèi)。以電力行業(yè)大類(lèi)為例,可劃分為電力生產(chǎn)、采購與交易、供電能力、電力設備、銷(xiāo)售與服務(wù)、電能質(zhì)量等中類(lèi)。電力生產(chǎn)可進(jìn)一步劃分為發(fā)電廠(chǎng)分布及數量、分類(lèi)型發(fā)電量、裝機容量、運行指標、污染物排放等小類(lèi)。按照敏感程度分為涉密數據、內部數據、公開(kāi)數據三級,涉及國家秘密、企業(yè)秘密的數據應列為涉密數據,涉及用戶(hù)隱私的數據應列為內部數據,非敏感數據可列為公開(kāi)數據。
推進(jìn)數據的權限管理。結合數據安全等級和用戶(hù)類(lèi)型設置管控要求和合理的訪(fǎng)問(wèn)權限,針對數據交接、數據共享發(fā)布等關(guān)鍵環(huán)節設置多級審批處理流程,確保信息安全可控。涉密數據決定是否共享,可根據要求選擇有條件共享或不予共享,原則上不允許開(kāi)放,對于部分確需開(kāi)放的數據,進(jìn)行脫密處理。內部數據對省政府及提供相關(guān)數據的政府部門(mén)、企業(yè)無(wú)條件共享,按國家法律法規決定是否開(kāi)放,原則上在不違反國家法律法規的條件下,予以開(kāi)放或脫敏開(kāi)放。公開(kāi)數據無(wú)條件共享,可以完全開(kāi)放。
構建數據管理體系。一方面,明確數據所有權歸屬于省政府和數據提供企業(yè)所有,同時(shí),設定數據來(lái)源和采信優(yōu)先級,確保數據的權威性和準確性,確?!耙粩狄辉础?,建立能源大數據應用中心與政務(wù)云平臺的專(zhuān)線(xiàn)聯(lián)系,保障數據互通需要;另一方面,參考國際國內數據管理標準,建立健全能源數據管理制度,明確數據各方職責,強化數據監測與評價(jià),推進(jìn)數據認責與確權。
(六)應用場(chǎng)景設計
結合河南省能源大數據應用中心的功能定位、發(fā)展目標和建設原則,提出應用場(chǎng)景設計的開(kāi)發(fā)思路和能源大數據多元化分析應用體系的開(kāi)發(fā)藍圖。
1.開(kāi)發(fā)思路
能源大數據應用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)思路堅持兩個(gè)原則:一是設計應用場(chǎng)景時(shí),自上而下逐級分解,將場(chǎng)景逐層細化為功能、微應用、微服務(wù),并逐一明確到數據源;二是開(kāi)發(fā)應用場(chǎng)景時(shí),自下而上逐級開(kāi)發(fā)模塊化的微服務(wù)、微應用,再組合實(shí)現各項功能和應用場(chǎng)景(見(jiàn)圖5)。
圖5 應用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)思路
自上而下,實(shí)現應用場(chǎng)景功能的逐級分解。場(chǎng)景收集:堅持目標導向和問(wèn)題導向,收集梳理形成業(yè)務(wù)場(chǎng)景;場(chǎng)景分解:將應用場(chǎng)景分解形成詳細功能需求清單;功能分解:將功能需求進(jìn)一步分解形成微應用清單;微應用分解:將微應用需求進(jìn)一步分解形成微服務(wù)清單;數據歸集:根據微服務(wù)需求,收集需求數據、數據來(lái)源、傳輸頻率,規范數據使用標準,實(shí)現數據源導入。
自下而上,實(shí)現應用場(chǎng)景功能的逐級開(kāi)發(fā)。數據抽?。焊鶕⒎?wù)需求,自動(dòng)抽取所需數據;微服務(wù)開(kāi)發(fā):開(kāi)發(fā)形成模塊化微服務(wù)群;微應用開(kāi)發(fā):組合微服務(wù),開(kāi)發(fā)形成模塊化微應用群;功能開(kāi)發(fā):篩選所需微應用,開(kāi)發(fā)形成目標功能;場(chǎng)景開(kāi)發(fā):篩選所需功能,組合形成目標場(chǎng)景。
2.場(chǎng)景開(kāi)發(fā)藍圖
按照系統性、整體性、協(xié)同性建設原則,科學(xué)規劃河南省能源大數據應用中心服務(wù)路線(xiàn)圖,構建能源大數據多元化分析應用體系(見(jiàn)表2)。
表2 能源大數據多元化分析應用體系
面向政府:定位于指導監督能源消費總量控制,探索建立基于大數據精確需求導向的能源規劃新模式,促進(jìn)多能協(xié)同綜合規劃,提升重大能源基礎設施規劃的科學(xué)決策水平。遠期可實(shí)現包括能源監測預警和規劃管理、新能源規劃與消納監測預警等應用場(chǎng)景。
面向企業(yè):定位于為精準化調度生產(chǎn)、精細化設備管理提供支撐,提高能源行業(yè)經(jīng)濟效益和安全生產(chǎn)水平。遠期可實(shí)現包括電能替代潛力客戶(hù)挖掘、電動(dòng)汽車(chē)監管及充電運營(yíng)管理等應用場(chǎng)景。
面向公眾:定位于積極開(kāi)展用能大數據信息服務(wù),實(shí)現遠程、友好、互動(dòng)的智能用能控制。遠期可實(shí)現包括“互聯(lián)網(wǎng)+”辦電便民服務(wù)、綜合能源服務(wù)、電力客戶(hù)信用評價(jià)體系、分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易體系等應用場(chǎng)景。
四 典型場(chǎng)景功能設計示例
在明確能源大數據應用中心總體方案的基礎上,以河南省能源監測預警和規劃管理應用場(chǎng)景為例,從場(chǎng)景建設必要性、場(chǎng)景功能樹(shù)、實(shí)現功能三方面分層次開(kāi)展典型場(chǎng)景設計。
(一)場(chǎng)景建設必要性
為推進(jìn)能源領(lǐng)域數據歸集、支撐能源規劃監管、輔助政府科學(xué)決策,設計開(kāi)發(fā)了河南省能源監測預警和規劃管理應用場(chǎng)景。該場(chǎng)景旨在建立全省能源數據指標體系和信息收集渠道,以信息化的手段加強對全省能源運行的監測,對全省能源項目進(jìn)行可視化分析和管理,輔助省政府、能源局精準管理及科學(xué)決策,為省能源局及時(shí)了解能源運行狀況和發(fā)展態(tài)勢,提供便捷化數據查看方式。
(二)場(chǎng)景功能樹(shù)
河南省能源監測預警和規劃管理場(chǎng)景包含能源基本概況、能源運行監測、能源預測預警、能源項目管理4個(gè)功能模塊(見(jiàn)圖6)。
圖6 河南省能源監測預警和規劃管理應用功能樹(shù)
第一個(gè)功能模塊展示了河南省能源基本概況,從經(jīng)濟、能源總量、煤炭、油氣、電力、新能源6個(gè)層面摸清能源家底,并提供河南省與主要發(fā)達國家對比、與國內發(fā)達省份對比、與中部6省對比、河南省內各區域對比、河南省18地市對比等多項服務(wù)。通過(guò)對全省年度經(jīng)濟、能源相關(guān)指標的統計及對比分析,定位全省經(jīng)濟、能源、電力、煤炭、油氣、新能源發(fā)展情況。
第二個(gè)功能模塊為能源運行監測,從能源總量、煤炭、油氣、電力和大氣污染物排放5個(gè)層面,實(shí)現對全省各類(lèi)型能源運行指標的全面監測分析,監測范圍涵蓋各類(lèi)能源生產(chǎn)側和消費側。通過(guò)對全省月度能源、煤炭、油氣、電力、大氣污染物排放等各類(lèi)能源環(huán)境指標監測分析,掌握全省能源運行狀況,為政府能源監管提供支撐。
第三個(gè)功能模塊為能源預測預警,可實(shí)現河南省能源需求總量預測、煤炭需求預測、油氣需求預測、電力需求預測和能源運行預警,提供電煤供應預警、天然氣供應預警、電網(wǎng)度夏(度冬)預警和煤電裝機預警等多項服務(wù)。通過(guò)構建相關(guān)預測預警模型,實(shí)現對全省能源、煤炭、油氣、電力的需求預測和全省能源運行預警,為政府決策提供參考。
第四個(gè)功能模塊為能源項目管理,可實(shí)現能源項目可視化展示、能源項目查詢(xún)和能源項目分析。以二維或三維地圖的形式展示河南省基礎地理信息,能源資源分布情況,能源項目的名稱(chēng)、所在地、核準進(jìn)度、建設進(jìn)度、產(chǎn)能產(chǎn)量(裝機發(fā)電量)等信息及重點(diǎn)能源企業(yè)相關(guān)信息??蓪δ茉错椖窟M(jìn)行分類(lèi)查詢(xún)和點(diǎn)擊查詢(xún),并對不同時(shí)間點(diǎn)或不同區域內能源項目類(lèi)別、數量、進(jìn)度等指標進(jìn)行對比分析。有利于全面掌控已投運、在建、規劃的煤炭、石油、天然氣、電力、新能源等各類(lèi)型能源項目相關(guān)信息,引導和監管能源項目建設。
(三)實(shí)現功能
應用場(chǎng)景建成后可促進(jìn)河南省煤炭、油氣、電力、新能源、經(jīng)濟及大氣污染物等領(lǐng)域數據歸集整合;支撐能源規劃監管,實(shí)現全省能源基本概況、能源運行監測、能源預測預警、能源項目管理;支撐省政府、省能源局科學(xué)決策,提升工作效率,服務(wù)能源發(fā)展戰略研究。
五 加快能源大數據應用中心建設的建議
在多方調研國家能源信息系統和能源行業(yè)企業(yè)大數據平臺的基礎上,結合泛在聚合理念,提出了河南省能源大數據應用中心體系架構的總體設計方案??傮w架構遵從“三大支撐平臺、兩大保障體系”設計,服務(wù)政府、企業(yè)、公眾三類(lèi)對象,構建了能源大數據多元化分析應用體系,致力于打造“平臺開(kāi)放、數據融合、應用眾創(chuàng )、安全可靠、運營(yíng)規范”的能源大數據應用中心。相關(guān)工作建議如下。
第一,統籌規劃,合理布局??茖W(xué)制定河南省能源大數據應用中心建設規劃和三年行動(dòng)計劃。堅持能源大數據應用“一盤(pán)棋”,圍繞應用需求,整合已有的信息化建設成果,減少重復建設和交叉建設,打破信息孤島。
第二,多方參與,合作共贏(yíng)。吸引有豐富行業(yè)經(jīng)驗的社會(huì )化資本共同參與,引導多方主體按照市場(chǎng)化原則參與能源大數據應用中心建設。鼓勵能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的數據流動(dòng),推進(jìn)跨領(lǐng)域、跨業(yè)務(wù)、跨部門(mén)的信息資源共享。
第三,需求導向,示范引領(lǐng)。精準對接市場(chǎng)需求,通過(guò)應用賦能驅動(dòng)能源大數據發(fā)展要素集聚。以現有數據為基礎,立足自身、聚焦發(fā)展,以應用示范帶動(dòng)數據開(kāi)放,進(jìn)而推動(dòng)應用功能的拓展,形成穩定的、深入迭代的螺旋式生態(tài)鏈條。
第四,政策保障,創(chuàng )新發(fā)展。推動(dòng)出臺相關(guān)政策支持文件,推進(jìn)“雙創(chuàng )”等創(chuàng )新孵化事業(yè)發(fā)展,形成具有自我造血能力的可持續發(fā)展機制,夯實(shí)河南省能源大數據應用中心發(fā)展基礎,構建能源大數據發(fā)展生態(tài)圈。
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