CN101630984B - 基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，包括：通信设备设计平台：设计通信设备的机框、槽道、板卡、光纤、电缆及通信设备知识；网络设计与配置平台：设计多层次网络及其子网、各子网内部由网元构成的通信网拓扑结构、设计网络上的业务、配置各种网元内的硬件、配置网元间通信的介质；反事故演练平台：包括演习设计、演习操作与管理、演习事后评估三部分，上述三个平台都是基于windows操作平台。本发明采用知识表示和多Agent协作技术，实现了通信网络的仿真，提供了多人合作诊断虚拟故障网络的反事故演习平台，可以迅速提高通信技术人员的故障诊断能力，以及操作人员技术与管理团队的整体协作能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种面向电力通信行业的针对反事故演练的模拟仿真系统，尤其是一种针对目前的光纤通信设备(SDH)以实现故障模拟仿真的系统，属于IT技术领域。
背景技术
在电力行业中，除了针对电网的专用DTS培训系统外，在光纤通信网的建设过程中，在国内目前还没有一套专用的基于软件的电力通信反事故演练系统。传统反事故演练系统，主要还是在实际的通信设备上进行操作，来模拟现实中具体的设备故障现象，而在反事故演练过程中的人员协调方面，主要的交流方式还是基于传统64k电话业务的方式，此种反事故演练系统，存在如下一些不足：首先，由于是在正在运行的设备上进行模拟操作，设备配置情况没有办法随意修改，因此无法完全体现出实际设备故障的多样性及复杂性；其次，还存在着购买用于培训的专用设备成本巨大及演练过程中人员交流方式单一等问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于建立一套成本低、可体现实际设备故障的多样性及复杂性、符合现有通信网络配置的软件虚拟仿真网络，并在此基础上提供全套反事故演练解决方案的基于多Agent技术的电力通信反事故演练系统。
本发明是通过以下的技术方案来实现的：
基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，包括：
通信设备设计平台：设计通信设备的机框、槽道、板卡、光纤、电缆及通信设备知识；
网络设计与配置平台：设计多层次网络及其子网、各子网内部由网元构成的通信网拓扑结构、设计网络上的业务、配置各种网元内的硬件、配置网元间通信的介质；
反事故演练平台：包括演习设计、演习操作与管理、演习事后评估三部分；
基于Windows操作平台，在上述的通信设备设计平台、网络设计与配置平台和反事故演练平台中，利用通信知识表示和多Agent协作技术建立静态网络模型，其主要步骤如下：
(1)通信网络仿真：仿真实际通信网络，给出与实际通信网络基本一致的虚拟网络，其中包括通信设备仿真和通信网络仿真这两个部分，由通信设备设计平台和网络设计与配置平台这两个平台共同实现；
(2)反事故演习：反事故演习是在上述通信网络仿真的基础上，为多人同时合作诊断同一虚拟网络上故障，提供平台化软件支撑，由反事故演习平台实现。
上述的知识表示即为各种通信设备建立相应的一套知识，其中知识表示了通信设备运行时所应遵循的通信原理、以及通信设备运行机制，知识采用面向对象的规则来表示，规则分为规则左部和规则右部，规则左部描述了故障现象产生的各种具体条件，而规则右部描述了故障现象并定义了对相邻网元的通知消息。
上述的多Agent协作技术的系统中包括管理Agent、推理Agent、网元和虚拟引擎组成，每一个网元对应一个推理Agent，而推理Agent由管理Agent管理控制，虚拟引擎为模型驱动和管理接口。
上述的管理Agent包括管理器、存储器、共享库和Agent档案库。
上述的推理Agent包括控制器、存储器、工作内存、推理机、议程和知识库。
本发明的有益效果是：本发明采用知识表示和多Agent协作技术，实现了通信网络的仿真，提供了多人合作诊断虚拟故障网络的反事故演习平台，可以迅速提高通信技术人员的故障诊断能力，同时可以迅速提高操作人员技术与管理团队的整体协作能力，以较低的成本和设备技术方式，实现基于仿真通信网络的反事故演练系统，从而满足反事故演练中，设备复杂化和故障多样性的的要求。
附图说明
图1是本发明一实施例的系统结构示意图；
图2是本发明中多Agent技术系统与网元映射关系示意图；
图3是本发明中Agent内部结构与Agent协作关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明所具体用到的关键技术做具体的介绍。
图1是本发明一实施例的系统结构示意图。
如图1所示：基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，包括：
通信设备设计平台：设计通信设备的机框、槽道、板卡、光纤、电缆及通信设备知识；
网络设计与配置平台：设计多层次网络及其子网、各子网内部由网元构成的通信网拓扑结构、设计网络上的业务、配置各种网元内的硬件、配置网元间通信的介质；
反事故演练平台：包括演习设计、演习操作与管理、演习事后评估三部分；
基于Windows操作平台，在上述的通信设备设计平台、网络设计与配置平台和反事故演练平台中，利用通信知识表示和多Agent协作技术建立静态网络模型，其主要步骤如下：
(1)通信网络仿真：仿真实际通信网络，给出与实际通信网络基本一致的虚拟网络，其中包括通信设备仿真和通信网络仿真这两个部分，由通信设备设计平台和网络设计与配置平台这两个平台共同实现；
(2)反事故演习：反事故演习是在上述通信网络仿真的基础上，为多人同时合作诊断同一虚拟网络上故障，提供平台化软件支撑，由反事故演习平台实现。
上述的知识表示即为各种通信设备建立相应的一套知识，其中知识表示了通信设备运行时所应遵循的通信原理、以及通信设备运行机制，知识采用面向对象的规则来表示，规则分为规则左部和规则右部，对于故障现象产生而言，规则左部描述了故障现象产生的各种具体条件，而规则右部描述了故障现象并定义了对相邻网元可能的通知消息。
各种设备知识都由一系列规则构成，而规则采用Pos产生式形式表示，即“A→B”其中“A”为条件部分，“B”为结论部分；其中条件部分又可由多个子条件通过“与”操作连接，结论部分又可由多个子结论通过“或”连接；当所有子条件成立时，结论成立。众所周知，对于NEC SDH 150A设备上STM1SO光板而言，当本地光板发生故障时，除光板本身FAIL灯亮红灯外，与其通过光纤连接的光板的FAIL也会告警，并且，还有包括其他设备的延迟告警灯亮、各设备上告警信息、业务中断等一系列故障现象，以下仅以上述两个FAIL灯亮为例，将其表示为两条规则，见表1。
表1 通信规则示例
图2是本发明中多Agent技术系统与网元映射关系示意图；图3是本发明中Agent内部结构与Agent协作关系示意图。
如图2所示：多Agent协作技术的系统中包括管理Agent、推理Agent、网元和虚拟引擎组成，每一个网元对应一个推理Agent，而推理Agent由管理Agent管理控制，虚拟引擎为模型驱动和管理接口，所述的推理Agent和管理Agent的主要部件相互协作。
如图3所示：管理Agent包括管理器、存储器、共享库和Agent档案库，推理Agent包括控制器、存储器、工作内存、推理机、议程和知识库。
在多Agent运行前，管理Agent根据网络具体拓扑，构建辖下所有推理Agent，其中推理Agent与网络上网元一一对应。
在运行时，推理Agent根据网络拓扑、网元配置信息、故障源信息，推理出网元故障信息以及对相邻网元Agent的通知消息。在推理过程中，管理Agent负责处理通知消息，并通知、管理相应推理Agent的再次推理，在所有推理Agent多次推理结束时，即在多推理Agent稳定的状态下，管理Agent收集整合所有推理Agent处理结果，经由虚拟引擎，转交反事故演习平台客户端进一步处理。
其中，多Agent协作技术的协作算法如下：
(1)推理Agent a(a为推理Agent中的任一个推理Agent)在诊断完成后，发现有信息需要传递，把信息从工作内存(事实库)中提取出来，存储于推理Agent a的存取器；
(2)推理Agent a的存取器在收到信息后，通知控制器将有信息转发；
(3)控制器收到要转发的消息后，立即通知对应的管理Agent的管理器；
(4)管理Agent管理器收到要转发的消息后，通知其存取器准备接收来自推理Agent a的数据信息；
(5)当管理Agent的存取器处于忙时，则让推理Agent a处于等待状态，直到管理Agent的存取器处于空闲状态；当管理Agent存取器空闲时，接收到推理Agent a的存取器中的数据；
(6)管理Agent查询消息共享库中的消息，若不存在，则将消息存储到消息共享库中，以备下次查询；若存在，则抛弃这个消息，不作处理；
(7)若管理Agent发现需要转发这个消息对应的数据，则解析这个数据，取出数据发送者(推理Agent a)以及确定接收者的依据；
(8)管理Agent根据数据发送者(推理Agent a)、确定接收者的依据以及推理Agent与网元节点对应关系(之前存储在Agent档案库中)这三个条件，在Agent档案库中查找接收者；
(9)若接受者为推理Agent b(b为推理Agent中的另一个推理Agent)，则管理Agent管理器通知推理Agent b控制器要有数据进行传输；
(10)推理Agent b控制器接收到管理Agent要其接受数据后，查看推理机的状态，若处于推理状态，则停止；
(11)推理Agent b的存取器从管理Agent的存取器接收数据；
(12)推理Agent b将存取器中数据信息存储到工作内存(事实库)中；
(13)推理Agent b的控制器重新启动一个议程，进行推理；
(14)推Agent b在本次推理过程中如再次收到管理Agent要其接受数据的消息，则转到步骤(10)；
(15)推理Agent b推理结束后，若发现要转发数据，则转到步骤(1)，执行与推理Agent a类似的动作。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，其特征在于包括：
通信设备设计平台：设计通信设备的机框、槽道、板卡、光纤、电缆及通信设备知识；
网络设计与配置平台：设计多层次网络及其子网、各子网内部由网元构成的通信网拓扑结构、设计网络上的业务、配置各种网元内的硬件、配置网元间通信的介质；
反事故演练平台：包括演习设计、演习操作与管理、演习事后评估三部分；
所述的知识表示即为各种通信设备建立相应的一套知识，其中知识表示了通信设备运行时所应遵循的通信原理、以及通信设备运行机制，知识采用面向对象的规则来表示，规则分为规则左部和规则右部，规则左部描述了故障现象产生的各种具体条件，而规则右部描述了故障现象并定义了对相邻网元的通知消息；
基于Windows操作平台，在上述的通信设备设计平台、网络设计与配置平台和反事故演练平台中，利用通信知识表示和多Agent协作技术建立静态网络模型，其主要步骤如下：
(1)通信网络仿真：仿真实际通信网络，给出与实际通信网络基本一致的虚拟网络，其中包括通信设备仿真和通信网络仿真这两个部分，由通信设备设计平台和网络设计与配置平台这两个平台共同实现；
(2)反事故演习：反事故演习是在上述通信网络仿真的基础上，为多人同时合作诊断同一虚拟网络上故障，提供平台化软件支撑，由反事故演习平台实现。
2.根据权利要求1所述的基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，其特征在于所述的多Agent协作技术的系统中包括管理Agent、推理Agent、网元和虚拟引擎组成，每一个网元对应一个推理Agent，而推理Agent由管理Agent管理控制，虚拟引擎为模型驱动和管理接口。
3.根据权利要求2所述的基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，其特征在于所述的管理Agent包括管理器、存储器、共享库和Agent档案库。
4.根据权利要求2所述的基于知识表示和多Agent协作技术的通信反事故演练系统，其特征在于所述的推理Agent包括控制器、存储器、工作内存、推理机、议程和知识库。
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