CN105809257A - 一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于需要一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法，在定期检修和实时检修之间找到一个恰好的平衡点，能以最小的检修成本维护可靠的通信网络设备安全。为了解决上述技术问题，本发明至少包括所述步骤：步骤1：数据综合分析服务；步骤2：设备状态评估；步骤3：设备检修范围评估：步骤4：检修处理；步骤5：对检修处理结构进行分析。通过优先选择具有代表性的误码率和光功率作为衡量通信网络的信号传输质量的重要指标，通过建立通信网络的误码率趋势模型，实时分析误码率变动趋势；通过建立通信网络的光功率变动趋势模型，实时分析光功率变动趋势。

Description

一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法。

背景技术

目前，电力行业对于电力通信线路的传统检修模式分为计划检修、临时检修和故障检修。对于通信线路无论状态如何，一律到期必修，检修与维护过程无持续性，效率较低且检修质量无法得到保障，是被动型检修。例如，现有技术中专利号为201410258757.0的发明专利《输电设备状态检修的系统性控制方法》中就公开了一种输电设备状态检修的系统性控制方法。该方法将输电系统状态检修分为输电设备信息采集和系统性状态检修策略制定两大步骤。输电设备信息采集包括设备状态信息采集和输电系统运行信息采集。系统行状态检修策略制定首先形成检修策略基础数据库,采用状态检修系统控制算法求解,并校核及输出得到最优的检修安排策略。该发明中使用的方法可减少检修过程的盲目性,避免检修不足或检修,综合平衡增加设备使用寿命和提高检修周期内的系统可靠性的目标,从系统整体效益最大的角度安排输电设备检修的时段和类型,提高系统检修安排的经济性和可靠性。

但是这样的方案中还是具有很大的问题：检修模式的弊端主要体现在三个方面：

一是效率低，随着电力通信系统的高速发展，通信线路长度逐年递增，导致检修作业线多面广，而通信线路运维人员数量有限，使得运维人员工作负荷增加，但效率降低，不符合电力企业减人增效的目标。

二是耗费高，传统检修模式下，对于通信线路无论状态如何，一律到期必修，对于状态好的通信线路，检修费用高，且在检修必然致使通信线路运行率下降；对于状态差的通信线路，未到周期未进行检修，运行可靠性大幅降低，且一旦发生事故，经济损失必然扩大。

三是预保差，传统检修针对性较强，但检修与维护过程无持续性，效率较低且检修质量无法得到保障，是被动型检修，无法前瞻性预处理通信线路可能出现的故障。

发明内容

本发明的目的在于需要一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法，在定期检修和实时检修之间找到一个恰好的平衡点，能以最小的检修成本维护可靠的通信网络设备安全。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法，针对一个指定网络进行管理，至少包括所述步骤：

步骤1：数据综合分析服务；

1)计算每类业务重要程度的权值；

2)根据数据综合分析服务提供的数据，计算出对象的关键度值，具体过程如下；

将对象承载的业务权值求和后与保护/备用对象数的比值，作为对象关键程度的指标：

$KP=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{W}_i\·n_i/N_s$

式中，KP为对象关键度指标，W_i为对象承载的第i类业务重要程度的权值，n_i为第i类业务的数量，由AHP层次分析法计算得到，N_s为保护/备用对象数；

然后计算关键程度指标的幂平均值，将幂平均值作为对象关键度阈值，高于幂平均值的对象作为关键对象；

计算幂平均值的方法：

$M_p(x_1,...,x_n)={(\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^p)}^{1/p}$

式中，M_p(x₁，…x_n)表示对象x₁，…，x_n的关键度指标值的p次幂平均值，p是一个非零实数；

当p＝1时，即为算数平均值：

$M_1(x_1,...,x_n)=\frac{x_1+...+x_n}{n}$

当p→0时，M_p(x)的极限存在，即为几何平均数

$\underset{p\→0}{\lim }{M}_1(x_1,...,x_n)=\sqrt[n]{x_1,...,x_n}$

当p＝-1时，即为调和平均数

$M_{-1}(x_1,\mathrm{...},x_n)=\frac{n}{1/x_1+...+1/x_n}$

当p＝2时，即为二次平均数；

$M_p(x_1,...,x_n)=\sqrt{\frac{x_1^2+...+x_n^2}{n}};$

步骤2：设备状态评估；将传输网通信设备的运行年限、设备告警数、传输网中复用段单向的收发光功率等分级设加权值，及预警门限，当某项权重值超过预警门限后，即触发设备运行状态评估，具体算法如下：设备检修范围按现有国家标准进行评估；把传输网通信设备的故障概率作为失效率P_i的值，通过通信设备运行状态的统计数据，计算通信的失效率：

式中，MTBF为平均故障间隔时间，MTTR为平均故障修复时间；

步骤3：设备检修范围评估：

设备状态评估计算被触发后，即开始在信息化系统内搜寻与该设备相关的历史数据，如历史故障情况、历史检修情况、历史巡检情况、历史方式单等数据，并获取该设备的业务承载数据，综合评估开展设备检修时可能影响的业务、网络情况，最终确定检修范围及检修方案；

步骤4：检修处理；

步骤5：对检修处理结构进行分析：对检修结果和最新系统分析结果进行比对，分析是否消除了设备问题，形成闭环管理流程。

优选的，步骤2中当传输网通信设备为是光纤时，在计算故障概率的时候，要考虑长度对发生故障概率的影响，即每千米发生故障的概率×光纤长度，光纤长度单位为千米。

优选的，所述步骤3中设备状态评估计算被触发后，综合评估开展设备检修时可能影响的业务、网络情况的具体方法为：获取检修设备列表，获取检修预计时间T；列举相关设备涉及的所有业务；针对列表中的业务查询是否有备用设备；对不具备备用设备的业务，估计在T时间内的业务影响值，该业务影响值在允许范围内，则直接启动设备检修，否则需要购买更换设备后进行检修。

优选的，对于所述的指定网络预设置有设备信息，检修状况触发后，对需要进行检修的设备产生提示信息，并借助拓扑呈现，提供检修所需的业务和网络视图，便于及时开展设备检修工作。

通过优先选择具有代表性的误码率和光功率作为衡量通信网络的信号传输质量的重要指标，通过建立通信网络的误码率趋势模型，实时分析误码率变动趋势；通过建立通信网络的光功率变动趋势模型，实时分析光功率变动趋势。

同时，结合设备标准参数及历史网络运行指标管理数据，从不同的维度评价系统的健康状态，通过计算指标的研究将完成一套完善的指标体系的建立。根据生产厂家推荐的性能参数值及历史运维数据制定相应的检修策略，最终实现基于状态的智能化检修维护。按照设备类别分类研究状态评估方法及其依赖的运行参数，通过获取实时运行参数评估设备运行状态，分析并提前预知通信网络相关风险点，实现设备智能定检，为状态检修提供技术支撑，在保证网络安全的状态下，提高通信检修效率。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明建立在电力通信网络管理数据综合分析基础上的触发型检修方式包括：

数据综合分析服务用于接收数据采集接口定时获取通信设备、各专业网管、综合网管系统等系统上传的数据，并对采集到的数据进行分析、评估。

通过设备运行状态指标设定，通过对不同厂家的某种设备型号进行权重设置，为设备状态评估提供触发条件。

通过设备检修范围评估的分析结果，上送到数据监控服务器，对需要进行检修的设备产生提示信息，并借助拓扑呈现，提供检修所需的业务和网络视图，便于及时开展设备检修工作。

其中包括：数据综合分析服务

数据综合分析服务主要提供传输网络中的关键设备(关键设备是指在传输网络中承载业务重要度高而被保护程度低的对象)的分析定位，设备运行数据质量分析结果，评估设备配置数据、告警数据、性能数据是否完整，对于不完整数据进行告警，及时检查、补充数据，将数据完整的设备上送至设备运行状态评估计算服务。通过此分析，可以分析出当前网络的薄弱环节，从而针对该薄弱环节进行预保护，为状态检修初步筛选重点检修范围。算法流程如下：

1)计算每类业务重要程度的权值；

2)根据数据综合分析服务提供的数据，计算出对象的关键度值；

(a)计算对象承载的业务重要程度的权值之和；

(b)将(a)中的计算结果与该对象的保护通道数相除，商作为该对象的关键度值；

对象关键度指标的计算算法

将对象承载的业务权值求和后与保护/备用对象数的比值，作为对象关键程度的指标：

$KP=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{W}_i\·n_i/N_s$

式中，KP为对象关键度指标，W_i为对象承载的第i类业务重要程度的权值，n_i为第i类业务的数量，由AHP层次分析法计算得到，N_c为保护/备用对象数。

关键对象的定义与对象关键度阈值的计算

计算关键程度指标的幂平均值，将幂平均值作为对象关键度阈值，高于幂平均值的对象作为关键对象。

计算幂平均值的方法：

$M_p(x_1,...,x_n)={(\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{x_i}^p)}^{1/p}$

式中，M_p(x₁，…，x_n)表示对象x₁，…x_n的关键度指标值的p次幂平均值，p是一个非零实数；

当p＝1时，即为算数平均值：

$M_1(x_1,...,x_n)=\frac{x_1+...+x_n}{n}$

当p→0时，M_P(x)的极限存在，即为几何平均数

$\underset{p\→0}{\lim }{M}_1(x_1,...,x_n)=\sqrt[n]{x_1,...,x_n}$

当p＝-1时，即为调和平均数

$M_{-1}(x_1,\mathrm{...},x_n)=\frac{n}{1/x_1+...+1/x_n}$

当p＝2时，即为二次平均数；

$M_p(x_1,...,x_n)=\sqrt{\frac{x_1^2+...+x_n^2}{n}}$

设备运行状态评估

将传输网通信设备的运行年限、设备告警数、传输网中复用段单向的收发光功率等分级设加权值，及预警门限，当某项权重值超过预警门限后，即触发设备运行状态评估，设备运行状态评估主要在于判定此设备失效率，具体算法如下：

设备失效率计算算法

把传输网通信设备的故障概率作为失效率P_i的值(如果是光纤的话，在计算故障概率的时候，要考虑长度对发生故障概率的影响，每千米发生故障的概率×光纤长度。)，通过通信设备运行状态的统计数据，计算通信的失效率：

式中，MTBF为平均故障间隔时间(可用时间)，MTTR为平均故障修复时间(不可用时间)。

传输网通信设备的失效率P_i越大，则检修频度设置越高。

(1)设备检修范围评估

设备状态评估计算被触发后，即开始在信息化系统内搜寻与该设备相关的历史数据，如历史故障情况、历史检修情况、历史巡检情况、历史方式单等数据，并获取该设备的业务承载数据，综合评估开展设备检修时可能影响的业务、网络情况，给出检修范围及检修过程建议。

(2)设备检修处理

监控人员在接收到设备检修提醒后，通过分析检修建议并结合实际情况，决定是否需要开展设备检修，如无需开展设备检修，则关闭该检修提醒或设定提醒周期；如需要开展设备检修，则将该检修建议转发至检修部门安排计划检修或临时检修，由检修部门完成设备检修后，及时上报检修结果，监控人员对检修结果和最新系统分析结果进行比对，分析是否消除了设备问题，形成闭环管理流程。

通过这样的方法，可以高效低成本的进行循环监控，和现有技术相比，节省至少一半以上的检修维护费用。

以上列举的仅是本发明的几个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多应用，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有应用，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于电力通信网络的触发式状态检修方法，针对一个指定网络进行管理，其特征在于，至少包括所述步骤：

步骤1：数据综合分析服务；

1)计算每类业务重要程度的权值；

2)根据数据综合分析服务提供的数据，计算出对象的关键度值，具体过程如下；

将对象承载的业务权值求和后与保护/备用对象数的比值，作为对象关键程度的指标：

$KP=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{W}_i\·n_i/N_s$

式中，KP为对象关键度指标，W_i为对象承载的第i类业务重要程度的权值，n_i为第i类业务的数量，由AHP层次分析法计算得到，N_s为保护/备用对象数；

然后计算关键程度指标的幂平均值，将幂平均值作为对象关键度阈值，高于幂平均值的对象作为关键对象；

计算幂平均值的方法：

$M_p(x_1,\mathrm{...},x_n)={(\frac{1}{n}\·\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x_i}^p)}^{1/p}$

式中，M_p(x₁，…，x_n)表示对象x₁，…，x_n的关键度指标值的p次幂平均值，p是一个非零实数；

当p＝1时，即为算数平均值：

$M_1(x_1,\mathrm{...},x_n)=\frac{x_1+...+x_n}{n}$

当p→0时，M_p(x)的极限存在，即为几何平均数

$\underset{p\→0}{\lim }{M}_1(x_1,\mathrm{...},x_n)=\sqrt[n]{x_1,\mathrm{...},x_n}$

当p＝-1时，即为调和平均数

$M_{-1}(x_1,\mathrm{...},x_n)=\frac{n}{1/x_1+\mathrm{...}+1/x_n}$

当p＝2时，即为二次平均数；

$M_p(x_1,\mathrm{...},x_n)=\sqrt{\frac{x_1^2+\mathrm{...}+x_n^2}{n}};$

步骤2：设备状态评估；将传输网通信设备的运行年限、设备告警数、传输网中复用段单向的收发光功率等分级设加权值，及预警门限，当某项权重值超过预警门限后，即触发设备运行状态评估，具体算法如下：设备检修范围按现有国家标准进行评估；把传输网通信设备的故障概率作为失效率P_i的值，通过通信设备运行状态的统计数据，计算通信的失效率：

式中，MTBF为平均故障间隔时间，MTTR为平均故障修复时间；

步骤3：设备检修范围评估：

设备状态评估计算被触发后，即开始在信息化系统内搜寻与该设备相关的历史数据，如历史故障情况、历史检修情况、历史巡检情况、历史方式单等数据，并获取该设备的业务承载数据，综合评估开展设备检修时可能影响的业务、网络情况，最终确定检修范围及检修方案；

步骤4：检修处理；

步骤5：对检修处理结构进行分析：对检修结果和最新系统分析结果进行比对，分析是否消除了设备问题，形成闭环管理流程。

2.如权利要求1所述的一种基于电力通信网络管理数据综合分析基础的触发式状态检修方式，其特征在于，步骤2中当传输网通信设备为是光纤时，在计算故障概率的时候，要考虑长度对发生故障概率的影响，即每千米发生故障的概率×光纤长度，光纤长度单位为千米。

3.如权利要求1所述的一种基于电力通信网络管理数据综合分析基础的触发式状态检修方式，其特征在于，所述步骤3中设备状态评估计算被触发后，综合评估开展设备检修时可能影响的业务、网络情况的具体方法为：获取检修设备列表，获取检修预计时间T；列举相关设备涉及的所有业务；针对列表中的业务查询是否有备用设备；对不具备备用设备的业务，估计在T时间内的业务影响值，该业务影响值在允许范围内，则直接启动设备检修，否则需要购买更换设备后进行检修。

4.如权利要求1所述的一种基于电力通信网络管理数据综合分析基础的触发式状态检修方式，其特征在于，对于所述的指定网络预设置有设备信息，检修状况触发后，对需要进行检修的设备产生提示信息，并借助拓扑呈现，提供检修所需的业务和网络视图，便于及时开展设备检修工作。