[科普中國(guó)]-事件序列分析

簡(jiǎn)介

序列分析的關(guān)鍵是定義序列之間的相似度，相似度可以刻畫(huà)出序列之間的差別1。事件序列分析是指分析事件發(fā)生的順序及其帶來(lái)的影響。事件序列分析的目的分析事件之間的關(guān)系及相似度，以便提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)。事件序列分析有著廣泛的應(yīng)用，例如，在操作系統(tǒng)中，預(yù)防系統(tǒng)死鎖就有用到事件序列分析。事件序列分析的方法有很多，時(shí)間序列分析就是其中之一。

時(shí)間序列分析以分析時(shí)間序列的發(fā)展過(guò)程、方向和趨勢(shì)，預(yù)測(cè)將來(lái)時(shí)域可能達(dá)到的目標(biāo)的方法。時(shí)間序列具有以下特征：非平穩(wěn)性（nonstationarity，也譯作不平穩(wěn)性，非穩(wěn)定性）：即時(shí)間序列的變異數(shù)無(wú)法呈現(xiàn)出一個(gè)長(zhǎng)期趨勢(shì)并最終趨于一個(gè)常數(shù)或是一個(gè)線性函數(shù)；波動(dòng)幅度隨時(shí)間變化（Time－varying Volatility）：即一個(gè)時(shí)間序列變量的變異數(shù)隨時(shí)間的變化而變化。此方法運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)中時(shí)間序列分析原理和技術(shù)，利用時(shí)序系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相關(guān)性，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，描述系統(tǒng)的時(shí)序狀態(tài)，以預(yù)測(cè)未來(lái)。它的基本步驟是：(一)以有關(guān)的歷史資料的數(shù)據(jù)為依據(jù)，區(qū)別不規(guī)則變動(dòng)、循環(huán)變動(dòng)、季節(jié)變動(dòng)等不同時(shí)間的動(dòng)勢(shì)，特別是連續(xù)的長(zhǎng)期動(dòng)勢(shì)，并整理出統(tǒng)計(jì)圖。(二)從系統(tǒng)原則出發(fā)，綜合分析時(shí)間序列，反映曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的所有因果聯(lián)系及影響，分析各種作用力的綜合作用。(三)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型求出時(shí)間序列以及將來(lái)時(shí)態(tài)的各項(xiàng)預(yù)測(cè)值，如移動(dòng)平均法、季節(jié)系數(shù)法、指數(shù)平滑法。時(shí)序分析適用以數(shù)據(jù)量化的時(shí)序系統(tǒng)，主要是以概率統(tǒng)計(jì)分析隨時(shí)間變化的隨機(jī)系統(tǒng)。在新聞工作中，一個(gè)歷史階段的來(lái)稿數(shù)量的變動(dòng)；版面內(nèi)容的變動(dòng);訂閱份數(shù)的變動(dòng)；讀者來(lái)信來(lái)訪的變動(dòng)等等，都是隨時(shí)間變化的隨機(jī)系統(tǒng)。利用概率統(tǒng)計(jì)，整理過(guò)去的數(shù)據(jù)，分析其變化規(guī)律，特別是掌握連續(xù)的長(zhǎng)期動(dòng)勢(shì)，可以預(yù)測(cè)新聞現(xiàn)象隨時(shí)間變化的未來(lái)的狀態(tài)。

死鎖在多道程序系統(tǒng)中，雖可借助于多個(gè)進(jìn)程的并發(fā)執(zhí)行來(lái)改善系統(tǒng)的資源利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量，但可能發(fā)生一種危險(xiǎn)——死鎖。所謂死鎖(Deadlock)，是指多個(gè)進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中因爭(zhēng)奪資源而造成的一種僵局(DeadlyEmbrace)，當(dāng)進(jìn)程處于這種僵持狀態(tài)時(shí)，若無(wú)外力作用，它們都將無(wú)法再向前推進(jìn)。產(chǎn)生死鎖的原因可歸結(jié)為如下兩點(diǎn)：

(1) 競(jìng)爭(zhēng)資源。當(dāng)系統(tǒng)中供多個(gè)進(jìn)程共享的資源如打印機(jī)、公用隊(duì)列等，其數(shù)目不足以滿足諸進(jìn)程的需要時(shí)，會(huì)引起諸進(jìn)程對(duì)資源的競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生死鎖。

(2) 進(jìn)程間推進(jìn)順序非法。進(jìn)程在運(yùn)行過(guò)程中，請(qǐng)求和釋放資源的順序不當(dāng)，也同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生進(jìn)程死鎖2。

一般為了避免死鎖發(fā)生，通過(guò)事件序列分析，即系統(tǒng)在系統(tǒng)在進(jìn)行資源分配之前，應(yīng)先計(jì)算此次資源分配的安全性。若此次分配不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入不安全狀態(tài)，則將資源分配給進(jìn)程；否則，令進(jìn)程等待。

事件序列分析的步漸式表達(dá)方法及系統(tǒng)智能變電站的引入，給傳統(tǒng)的變電站技術(shù)帶來(lái)很多技術(shù)上的突破，極大的簡(jiǎn)化了變電站的部署與調(diào)試，提高了二次系統(tǒng)的可靠性，為各種智能化電子設(shè)備的引用提供了信息共享的基礎(chǔ)，使不同廠家二次設(shè)備間的互通及互操作變的愈發(fā)容易。同時(shí)信息的數(shù)字化給系統(tǒng)分析提出一些新的課題。隨著智能變電站信息的網(wǎng)絡(luò)化及信令化，傳統(tǒng)的連接、端子變的看不見(jiàn)、摸不著。由二次裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障引起的報(bào)文通訊異常因回路的不可見(jiàn)性，變電站運(yùn)維人員難以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定位排查;現(xiàn)有的報(bào)文記錄類(lèi)產(chǎn)品和方案缺乏將智能變電站事件發(fā)生過(guò)程中各IED設(shè)備間信息交互過(guò)程用高可視化的方式進(jìn)行展現(xiàn)的手段，從而給技術(shù)人員，尤其是具有傳統(tǒng)變電站運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)背景的技術(shù)人員帶來(lái)很多理解、操作、故障分析定位等方面的難度，不利于對(duì)故障的快速診斷定位，也就無(wú)法保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

智能變電站事件序列分析的步漸式表達(dá)方法，其特征是，包括以下步驟: 通過(guò)對(duì)SCD配置文件的解析，提取出在高可視化圖形展示時(shí)需要的相關(guān)信息； 對(duì)SCD配置文件解析提取出的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)、存儲(chǔ)并建立索引，同時(shí)對(duì)接入的變電站海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效甄選； 結(jié)合SCD配置文件中對(duì)于數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)例化定義，將變電站事件信息用IED間動(dòng)態(tài)交互的形式高可視化的表達(dá)出來(lái)，表達(dá)方式按時(shí)序進(jìn)行排列。

智能變電站事件序列分析的步漸式表達(dá)系統(tǒng)，其特征是，包括: SCD配置文件的解析模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)SCD配置文件的解析，提取出在高可視化圖形展示時(shí)需要的相關(guān)信息； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)通過(guò)SCD解析提取出的數(shù)據(jù)對(duì)象進(jìn)行分類(lèi)、存儲(chǔ)并建立索引，同時(shí)對(duì)接入的變電站海量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效甄選； 變電站事件展示模塊，結(jié)合SCD配置文件中對(duì)于數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)例化定義，將變電站事件信息用IH)間動(dòng)態(tài)交互的形式高可視化的表達(dá)出來(lái)，表達(dá)方式按時(shí)序進(jìn)行排列。