CN113361941B - 一种电力通信网可靠性评价方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电力通信网技术领域的一种电力通信网可靠性评价方法及系统，具有效率高、通用性强、适合迂回路由等特点。包括：采集电力通信网的工单数据、采集数据和调研数据；基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标；基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值。

Description

一种电力通信网可靠性评价方法及系统
技术领域
本发明属于电力通信网技术领域，具体涉及一种电力通信网可靠性评价方法及系统。
背景技术
电力通信作为支持我国电力系统智能化发展的专用通信网络，与公众通信网相互独立。电力通信网的评估不仅可以反映网络的运行状况，发现电力系统运行中业务的实时状态，还能发掘通信网中的缺陷和隐患，更可以结合电力系统的智能化新需求，指导电力通信网乃至电力系统的未来建设和规划，稳步推进电力系统智能化。
虽然技术上与普通的公用通信网具有一定的共通性，但作为电力系统的基础支撑网络，电力通信网需要满足电网智能化发展中的挑战，例如不同业务对电力通信网提出高效率、高可靠、高性能的需求。因此，对于电力通信网的可靠性评估方案就需要结合电力系统业务、管理等因素进行考虑，设计针对性的可靠性评估方案。
电力通信系统可靠性评估的传统方案中，通常会建立一套固定的指标评测体系。通常涵盖网络功能、网络结构等影响因素。而指标的选取通常利用文案调查、问卷调查等方式从先关专业人员中获取，或者相关人员进行实地考察确定相关指标。在获取相关指标后，通过层次分析法，获取指标权值。最后直接计算出可靠性。
现有的上述方法存在以下的问题：
(1)人力成本高：对于基于专家知识指定特定规则的传统可靠性评价方案，在确定评价指标时，需要专家针对特定的电力通信系统进行调研评估。同时在确定各个评价指标时，也需要专人对不同指标进行评价以确定权值。最后还需要针对方案的反馈结果对评价方案进行维护。因此，对于传统的可靠性评价方案，需要投入足量的人力资源才能实现对电路通信网可靠性的准确评价。
(2)通用性较差：随着电力系统智能化发展，电力通信网作为配套设施同样也在快速发展。电力通信网的组网方式、业务逻辑都会发生较大的变化。而传统的可靠性评价方案中指标固定，在通信网变化中，会出现传统可靠性评价难以匹配新的通信网组网或者新的业务逻辑。同时，由于不同省份不同等级的电力通信网的组网方式、运维方式等因素的差异，传统的可靠性评价方案需要针对不同等级、不同需求的应用场景进行修改，可能导致需要对评价方案进行大量修改。由此，传统的可靠性评价方案通用性较差。
(3)难以满足迂回路由需求：传统方案只注重于电力通讯网的可靠性评估，对通信网的路由优选等方案提供的支持较少，尤其对不同等级电力通讯网的考虑较少，例如在二级网和三级网中未注重光纤等级对迂回路由的影响。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种电力通信网可靠性评价方法及系统，具有效率高、通用性强、适合迂回路由等特点。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，提供一种电力通信网可靠性评价方法，包括：采集电力通信网的工单数据、采集数据和调研数据；基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值。
进一步地，所述工单数据包括电力通信网的基本节点的维修信息；所述基本节点是指电力通信网的基本网元和电力通信网的光纤段；所述采集数据包括从电力通信网的基本节点进行数据采集，包括但不限于光纤段等级、备用设备信息和纤芯资源信息；所述调研数据包括从电力通信网的基本节点环境中调研获取调研信息，包括但不限于基本节点的环境信息、基本节点的配置运维水平信息和基本节点的系统性能信息。
进一步地，所述通道有效可靠性Rc，通过以下公式获得：
其中，Rc表示通道有效可靠性，x表示电力通信网基本节点的数量，y表示电力通信网中链路的数量，为节点通道有效性集合An中第i个基本节点的有效性，/>为链路有效性集合Al中第j个链路的有效性；
基本节点的有效性A通过下式进行计算：
其中，MTBF表示平均维修间隔时间；MTTR指平均维修时间。
进一步地，所述路由制约可靠性RL，通过以下公式获得：
RL＝Rn·Rcl·Rdl
其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；Rn表示网元节点数量可靠性指标； Rcl表示纤芯衰耗可靠性指标；Rdl表示色散限制距离可靠性指标；
网元节点数量可靠性指标Rn按照下式计算：
其中，nmax表示当前迂回路由的最大网元结点数；n表示从采集数据中所获取的当前通信网的网元数量；dn表示网元节点数量指标因子；
纤芯衰耗可靠性指标Rcl按照下式计算：
其中，dcl表示光纤衰耗指标因子；L′表示从调研数据中所获取的当前电力通信网所设定的最大纤芯衰耗值；L表示当前电力通信网的实际纤芯衰耗值，按照下式计算：
其中，n表示当前电力通信网的光纤段数目，αf，i表示第i段光纤段的光纤衰耗率，di表示第i段光纤段的长度；
色散限制距离可靠性指标Rdl按照下式计算：
其中，ddl表示色散距离限制指标因子；Ldm表示从调研数据所获取的当前电力通信网的最大色散限制距离；Ld表示当前电力通信网的色散距离，按照下式计算：
其中，εi表示第i段光纤段的色散容限值；Dd，i表示第i段光纤段的色散系数。
进一步地，所述路由优选可靠性，通过以下公式获得：
Rop＝Rfg·Rar
其中，Rop表示路由优选可靠性。运算符“·”表示模糊三角乘法；Rfg表示光纤等级可靠性指标；Rar表示备用路由可靠性指标；光纤等级可靠性指标Rfg按照下式计算：
其中，n代表了光纤段总数，Cfg，i表示第i段光缆段的评价分数；Cm表示光缆评价分数的最大值(max)；
备用路由可靠性指标Rar按照下式计算：
其中，n代表了备用纤芯总数，Car，i表示第i段备用纤芯的指标评级，按照下式计算：
其中，Iar，i为第i段备用纤芯所在的备用通道路由系数，如果该段路由为备用路由，则Iar＝0，否则Iar＝1；nar为当前备用纤芯的网元结点数。
进一步地，所述基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重，包括：对两两指标设置了 {1、2、3、4、5、6、7}的七级指标判断；对于指标i和指标j，指标评价系数 aij＝1表示指标i和指标j具有相同的重要性；aij的值越大说明指标i比指标j 的重要性越大；设通道有效可靠性指标序号为1，路由制约可靠性指标序号为2，路由优选可靠性指标序号为3，则设定a11＝1，a12＝3，a13＝5， a22＝1，a21＝1/3，a23＝1/7，a33＝1，a31＝1/5，a32＝7；设网元节点数量可靠性指标序号为4，纤芯衰耗可靠性指标序号为5，色散限制距离可靠性指标序号为6，则设定：a44＝1，a45＝6，a46＝1/4，a55＝1，a54＝1/6，a56＝1/7， a66＝1，a64＝4，a65＝7；设光纤等级可靠性指标序号为7，备用路由可靠性指标序号为8，则设定：a77＝1，a78＝3，a88＝1，a87＝1/3；根据上述所设定的所有的指标评价系数，按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重；表示序号为j的可靠性指标的模糊权重，lj表示该模糊权重的左边界，mj表示该模糊权重的均值，rj表示该模糊权重的右边界。
进一步地，所述按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重，包括：首先对所有的指标评价系数进行模糊三角扩展，扩展方式为：
其中，为aij的模糊扩展结果。d的取值为0.5到1之间；lij表示/>的左边界，mij表示/>的均值和rij表示/>的右边界；
序号为1、2和3的3个一级可靠性指标的模糊权重的左边界lp，均值mp和右边界rp分别按照下列公式计算：
其中，下标p＝1或2或3；
序号为4、5和6的3个二级可靠性指标的模糊权重的左边界ls，均值ms和右边界rs分别按照下列公式计算：
其中，下标s＝4或5或6；
序号为7和8的2个二级可靠性指标的模糊权重的左边界lq，均值mq和右边界rq分别按照下列公式计算：
其中，下标q＝7或8。
进一步地，所述基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值，包括：
按照下式计算输出电力通信网的可靠性评价值
可靠性评价值越大，电力通信网的可靠性越大；其中，
其中，表示当前所述模糊综合评价模块所计算得到的模糊数，/>代表/>的期望，/>代表/>的方差，/>代表/>的直接解模糊结果，r表示当前模糊数/>的右边界、l表示当前模糊数/>的左边界、m表示当前模糊数/>的均值，b表示计算得到的所有模糊数/>的最大右边界，a表示计算得到的所有模糊数/>的最小左边界；
模糊数按照下式进行计算：
其中，Rc为通道有效可靠性，为通道有效可靠性指标的模糊权重；/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数，/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数的模糊权重；/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数，/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数的模糊权重；
路由制约可靠性RL的模糊扩展数按照下式计算：
其中，表示网元节点数量可靠性指标Rn的模糊扩展数；/>表示纤芯衰耗可靠性指标Rcl的模糊扩展数；/>为色散限制距离可靠性指标Rdl的模糊扩展数；
路由优选可靠性Rop的模糊扩展数按照下式计算：
其中，为光纤等级可靠性指标Rfg的模糊扩展数；/>为备用路由可靠性指标Rar的模糊扩展数；其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；上面所述的所有二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得。
进一步地，所述二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得，具体为：设序号为k的二级可靠性指标Rk的模糊扩展数为Rlk表示该模糊扩展数的左边界，Rmk表示该模糊扩展数的均值，Rrk表示该模糊扩展数的右边界；则
Rmk＝Rk
其中，表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最小值，/>表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最大值。
第二方面，提供一种电力通信网可靠性评价系统，包括：数据输入模块，包括工单数据子模块、采集数据子模块和调研数据子模块，其中，工单数据子模块用于采集电力通信网的工单数据，采集数据子模块用于采集电力通信网的采集数据，调研数据子模块用于采集电力通信网的调研数据；分层可靠性计算模块，用于基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，并输入给模糊综合评价模块，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；分层可靠性计算模块包括通道有效可靠性子模块、路由制约可靠性子模块和路由优选可靠性子模块，其中，通道有效可靠性子模块用于计算通道有效可靠性；路由制约可靠性子模块用于计算路由制约可靠性；路由优选可靠性子模块用于计算路由优选可靠性；AHP因素权值计算模块，用于基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；模糊综合评价模块，用于基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过充分考虑电力通信网的物理通路、核心业务、系统管理这三方面因素，在物理通路，以基本节点的有效性作为可靠性评估基础，同时结合网络拓扑，计算物理通路层面的可靠性；在核心业务层面，通过核心业务的有效性则通过计算后加权在其通道侧节点体现这层次的有效性；系统管理层面，则会充分考虑系统节点性能、员工管理水平等因素；之后，通过层次分析法结合专家知识，获得各二级指标的可靠性影响权值，进而汇总计算获得一级指标下的可靠性指标；最后在一级指标下通过模糊算法进行可靠性计算；具有效率高、通用性强、适应性强，适合迂回路由等特点，适合新型电力通信网可靠性评价。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种电力通信网可靠性评价系统的系统框图；
图2是本发明实施例提供的一种电力通信网可靠性评价方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图2所示，一种电力通信网可靠性评价方法，包括：采集电力通信网的工单数据、采集数据和调研数据；基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值。工单数据包括电力通信网的基本节点的维修信息；所述基本节点是指电力通信网的基本网元和电力通信网的光纤段；采集数据包括从电力通信网的基本节点进行数据采集，包括但不限于光纤段等级、备用设备信息和纤芯资源信息；调研数据包括从电力通信网的基本节点环境中调研获取调研信息，包括但不限于基本节点的环境信息、基本节点的配置运维水平信息和基本节点的系统性能信息。
通道(channel)有效可靠性，通过以下公式获得：
中，Rc表示通道有效可靠性，x表示电力通信网基本节点的数量，y表示电力通信网中链路的数量，为节点(node)通道有效性集合An中第i个基本节点的有效性，/>为链路(link)有效性集合Al中第j个链路的有效性；基本节点的有效性A通过下式进行计算：
其中，MTBF表示平均维修间隔时间，具体指在两个维修周期中的平均间隔施加；MTTR指平均维修时间，具体指在一个工单周期中，维修所花费的平均时间；MTBF和MTTR从所获取的工单数据和采集数据中获得。
通信设备采用FIT(Failure In Time，FIT)作为失效率单位，1FIT表示设备或单元在109小时中出现故障的次数。若设备的失效率为λ，单位为FIT。那么，设备MTBF为109/λ。
为了计算基本节点的有效性，需要获取工单数据和采集数据。工单数据主要是指来自电力通信管理系统(State Grid Telecom Management System，以下简称TMS系统)的缺陷单数据。缺陷单字段名为[告警流水号，工单编号，标题，工单状态，缺陷等级，缺陷开始时间，缺陷终止时间，缺陷现象描述]。将缺陷单数据与现有告警数据以告警流水号为依据进行内连接，并且对于完成内连接的数据进行去重和空值填充或去除；对缺陷单数据的[标题]利用正则表达式进行匹配，对关键字段我们分别提取出[‘光缆’]、[‘OTN’]、[‘PCM’]、[‘电源’]、[‘SDN’]、[‘机架’]的基本节点分类。之后按照[缺陷开始时间，缺陷终止时间]对缺陷进行统计，通过缺陷起止时间统计得出基本节点的MTTR、 MTBF的极值和平均值。
如果出现基本节点统计数据缺失的情况，则需要从采集数据中，获取维修率μ和失效率λ，通过维修率μ计算出MTTR的平均值。极值信息可以参考同类型节点进行计算。同类型基本节点的MTTR、MTBF上下界宽度相等，在确定MTTR、MTBF均值后，可以以此获得MTTR、MTBF的极值。
路由制约(limit)可靠性，通过以下公式获得：
RL＝Rn·Rcl·Rdl (3)
其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；Rn表示网元节点(node)数量可靠性指标；Rcl表示纤芯衰耗(fiber core limit)可靠性指标；Rdl表示色散限制距离(distance limit)可靠性指标；网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标和色散限制距离可靠性指标均为二级指标；
网元节点数量可靠性指标Rn按照下式计算：
其中，nmax表示当前迂回路由的最大网元结点数；n表示从采集数据中所获取的当前通信网的网元数量；dn表示网元节点(node)数量指标因子，取值范围为0＜dn≤1，本实施例中取dn＝1；
纤芯衰耗可靠性指标Rcl按照下式计算：
其中，dcl表示光纤(fiber core limit)衰耗指标因子，取值范围为0＜dcl≤1，本实施例中取dcl＝0.5；L′表示从调研数据中所获取的当前电力通信网所设定的最大纤芯衰耗值；L表示当前电力通信网的实际纤芯衰耗值，按照下式计算：
其中，n表示当前电力通信网的光纤段数目，αf，i表示第i段光纤段的光纤衰耗率，di表示第i段光纤段的长度；
色散限制距离可靠性指标Rdl按照下式计算：
其中，ddl表示色散距离限制(distance limit)指标因子，取值范围为0＜ddl≤ 1，本实施例中取ddl＝0.5；Ldm表示从调研数据所获取的当前电力通信网的最大色散限制距离(max distance)；Ld表示当前电力通信网的色散距离(distance)，按照下式计算：
其中，εi表示第i段光纤段的色散容限值；Dd，i表示第i段光纤段的色散系数。
路由优选可靠性，通过以下公式获得：
Rop＝Rfg·Rar (9)
其中，Rop表示路由优选(optimization)可靠性，运算符“·”表示模糊三角乘法；Rfg表示光纤等级(fiber grade)可靠性指标；Rar表示备用路由(alternate route)可靠性指标，光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标均为二级指标；光纤等级可靠性指标Rfa按照下式计算：
其中，n代表了光纤段总数，Cfg，i表示第i段光缆段的评价分数；Cm表示光缆评价分数的最大值(max)；
光纤等级指电力通讯网中光缆性能指标。例如500kV及以上OPGW光缆。由于等级差异，较高等级的光纤运维水平较高。但由于不同等级的通讯网使用光纤等级的限制，例如地市级通讯网一般难以调用高等级光纤，所以针对不同等级通讯网，此部分评价分数会有所差异。本实施例中的评价分数表如表1所示：
表1评价分数表
备用路由可靠性指标Rar按照下式计算：
其中，n代表了备用纤芯总数，Car，i表示第i段备用纤芯的指标评级，按照下式计算：
其中，Iar，i为第i段备用纤芯所在的备用通道路由系数，如果该段路由为备用路由，则Iar＝0，否则Iar＝1；nar为当前备用纤芯的网元结点数。
基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重，包括：
对两两指标设置了{1、2、3、4、5、6、7}的七级指标判断；对于指标i和指标j，指标评价系数aij＝1表示指标i和指标j具有相同的重要性；aij的值越大说明指标i比指标j的重要性越大；
设通道有效可靠性指标序号为1，路由制约可靠性指标序号为2，路由优选可靠性指标序号为3，则设定a11＝1，a12＝3，a13＝5，a22＝1，a21＝1/3， a23＝1/7，a33＝1，a31＝1/5，a32＝7；
设网元节点数量可靠性指标序号为4，纤芯衰耗可靠性指标序号为5，色散限制距离可靠性指标序号为6，则设定：a44＝1，a45＝6，a46＝1/4，a55＝1， a54＝1/6，a56＝1/7，a66＝1，a64＝4，a65＝7；
设光纤等级可靠性指标序号为7，备用路由可靠性指标序号为8，则设定： a77＝1，a78＝3，a88＝1，a87＝1/3；
根据上述所设定的所有的指标评价系数，按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重；表示序号为j的可靠性指标的模糊权重，lj表示该模糊权重的左边界，mj表示该模糊权重的均值，rj表示该模糊权重的右边界。
按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重，包括：
首先对所有的指标评价系数进行模糊三角扩展，扩展方式为：
其中，为aij的模糊扩展结果，d的取值为0.5到1之间，本实施例中选取 d＝0.5；lij表示/>的左边界，mij表示/>的均值和rij表示/>的右边界；/>
序号为1、2和3的3个一级可靠性指标的模糊权重的左边界lp，均值mp和右边界rp分别按照下列公式计算：
其中，下标p＝1或2或3；
序号为4、5和6的3个二级可靠性指标的模糊权重的左边界ls，均值ms和右边界rs分别按照下列公式计算：
其中，下标s＝4或5或6；
序号为7和8的2个二级可靠性指标的模糊权重的左边界lq，均值mq和右边界rq分别按照下列公式计算：/>
其中，下标q＝7或8。
基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值，包括：
按照下式计算输出电力通信网的可靠性评价值
可靠性评价值越大，电力通信网的可靠性越大；其中，
其中，表示当前所述模糊综合评价模块所计算得到的模糊数，/>代表/>的期望，/>代表/>的方差，/>代表/>的直接解模糊结果，r表示当前模糊数/>的右边界、l表示当前模糊数/>的左边界、m表示当前模糊数/>的均值，b表示计算得到的所有模糊数/>的最大右边界，a表示计算得到的所有模糊数/>的最小左边界；
模糊数按照下式进行计算：
其中，Rc为通道有效可靠性，为通道有效可靠性指标的模糊权重；/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数，/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数的模糊权重；/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数，/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数的模糊权重；
路由制约可靠性RL的模糊扩展数按照下式计算：
其中，表示网元节点数量可靠性指标Rn的模糊扩展数；/>表示纤芯衰耗可靠性指标Rcl的模糊扩展数；/>为色散限制距离可靠性指标Rdl的模糊扩展数；
路由优选可靠性Rop的模糊扩展数按照下式计算：
其中，为光纤等级可靠性指标Rfg的模糊扩展数；/>为备用路由可靠性指标Rar的模糊扩展数；其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；
上面所述的所有二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得。
二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得，具体为：
设序号为k的二级可靠性指标Rk的模糊扩展数为Rlk表示该模糊扩展数的左边界，Rmk表示该模糊扩展数的均值，Rrk表示该模糊扩展数的右边界；则
Rmk＝Rk (33)
其中，表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最小值，/>表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最大值。
本实施例通过充分考虑电力通信网的物理通路、核心业务、系统管理这三方面因素，在物理通路，以基本节点的有效性作为可靠性评估基础，同时结合网络拓扑，计算物理通路层面的可靠性；在核心业务层面，通过核心业务的有效性则通过计算后加权在其通道侧节点体现这层次的有效性；系统管理层面，则会充分考虑系统节点性能、员工管理水平等因素；之后，通过层次分析法结合专家知识，获得各二级指标的可靠性影响权值，进而汇总计算获得一级指标下的可靠性指标；最后在一级指标下通过模糊算法进行可靠性计算；具有效率高、通用性强、适应性强，适合迂回路由等特点，适合新型电力通信网可靠性评价。
通过对本实施例的方法进行了大量实验，获得了良好的实验结果，这表明本发明的方法和系统是有效可行的。
本实施例中，模糊三角计算的规则如下：对于模糊数和/>/>
加法：
减法：
乘法：
除法：
实施例二：
基于实施例一所述的电力通信网可靠性评价方法，本实施例提供一种电力通信网可靠性评价系统，如图1所示，包括：
数据输入模块，该模块的功能是获取电力通信网的工单数据、采集数据和调研数据，并将上述数据处理后传递给分层可靠性计算模块；数据输入模块包括工单数据子模块、采集数据子模块和调研数据子模块，其中，工单数据子模块用于通过电力通信管理系统采集电力通信网的工单数据，所述的工单数据是指电力通信网的基本节点的维修信息；所述的电力通信网的基本节点是指电力通信网的基本网元和电力通信网的光纤段；采集数据子模块用于从电力通信网的基本节点采集电力通信网的采集数据，从电力通信网的基本节点进行数据采集，所采集的数据包括但不限于光纤段等级、备用设备信息、纤芯资源等信息；调研数据子模块用于从电力通信网的基本节点环境中采集电力通信网的调研数据，所述调研信息包括但不限于基本节点的环境信息、基本节点的配置运维水平信息、基本节点的系统性能信息等；
分层可靠性计算模块，用于基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，并输入给模糊综合评价模块，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；分层可靠性计算模块包括通道有效可靠性子模块、路由制约可靠性子模块和路由优选可靠性子模块，其中，通道有效可靠性子模块用于计算通道有效可靠性；路由制约可靠性子模块用于计算路由制约可靠性；路由优选可靠性子模块用于计算路由优选可靠性；
本实施例中，分层可靠性计算模块的功能是根据数据输入模块所输入的信息，分别计算通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性，并把计算结果输入给模糊综合评价模块；分层可靠性计算模块包括通道有效可靠性子模块、路由制约可靠性子模块和路由优选可靠性子模块；通道有效可靠性子模块的功能是负责计算通道有效可靠性；通道有效可靠性是指电力通信网物理层面的可靠性，主要由电力通信网的基本节点的有效性反映：路由制约可靠性子模块的功能是负责计算路由制约可靠性；路由制约可靠性是指电力通信网迂回路由时，路由制约性因素所导致的部分等级电力通信网路由方案改变相关的可靠性：路由优选可靠性子模块的功能是负责计算路由优选可靠性；路由优选可靠性是指电力通信网迂回路由受到影响时，需要对部分重点因素进行评价所产生的可靠性；所述的部分重点因素包括路由节点数、纤芯衰耗、色散因素等：通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性均是一级可靠性指标；路由制约可靠性指标涉及3个二级可靠性指标，即：网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标和色散限制距离可靠性指标；路由优选可靠性指标涉及2个二级可靠性指标，即：光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；
AHP因素权值计算模块，该模块的功能是将专家知识和规则进行汇总，用于基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；
模糊综合评价模块，该模块的功能是接收所述的分层可靠性计算模块和 AHP因素权值计算模块的计算结果，利用模糊算法计算输出电力通信网的可靠性评价值；用于基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电力通信网可靠性评价方法，其特征是，包括：
采集电力通信网的工单数据、采集数据和调研数据；
基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；
基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；
基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值；
其中，所述基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重，包括：
对两两指标设置了{1、2、3、4、5、6、7}的七级指标判断；对于指标i和指标j，指标评价系数aij＝1表示指标i和指标j具有相同的重要性；aij的值越大说明指标i比指标j的重要性越大；
设通道有效可靠性指标序号为1，路由制约可靠性指标序号为2，路由优选可靠性指标序号为3，则设定a11＝1，a12＝3，a13＝5，a22＝1，a21＝1/3，a23＝1/7，a33＝1，a31＝1/5，a32＝7；
设网元节点数量可靠性指标序号为4，纤芯衰耗可靠性指标序号为5，色散限制距离可靠性指标序号为6，则设定：a44＝1，a45＝6，a46＝1/4，a55＝1，a54＝1/6，a56＝1/7，a66＝1，a64＝4，a65＝7；
设光纤等级可靠性指标序号为7，备用路由可靠性指标序号为8，则设定：a77＝1，a78＝3，a88＝1，a87＝1/3；
根据上述所设定的所有的指标评价系数，按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重；表示序号为j的可靠性指标的模糊权重，lj表示该模糊权重的左边界，mj表示该模糊权重的均值，rj表示该模糊权重的右边界。
2.根据权利要求1所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述工单数据包括电力通信网的基本节点的维修信息；所述基本节点是指电力通信网的基本网元和电力通信网的光纤段；
所述采集数据包括从电力通信网的基本节点进行数据采集，包括但不限于光纤段等级、备用设备信息和纤芯资源信息；
所述调研数据包括从电力通信网的基本节点环境中调研获取调研信息，包括但不限于基本节点的环境信息、基本节点的配置运维水平信息和基本节点的系统性能信息。
3.根据权利要求1所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述通道有效可靠性Rc，通过以下公式获得：
其中，Rc表示通道有效可靠性，x表示电力通信网基本节点的数量,y表示电力通信网中链路的数量，为节点通道有效性集合An中第i个基本节点的有效性，/>为链路有效性集合Al中第j个链路的有效性；
基本节点的有效性A通过下式进行计算：
其中，MTBF表示平均维修间隔时间；MTTR指平均维修时间。
4.根据权利要求1所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述路由制约可靠性RL，通过以下公式获得：
RL＝Rn·Rcl·Rdl
其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；Rn表示网元节点数量可靠性指标；Rcl表示纤芯衰耗可靠性指标；Rdl表示色散限制距离可靠性指标；
网元节点数量可靠性指标Rn按照下式计算：
其中，nmax表示当前迂回路由的最大网元结点数；n表示从采集数据中所获取的当前通信网的网元数量；dn表示网元节点数量指标因子；
纤芯衰耗可靠性指标Rcl按照下式计算：
其中，dcl表示光纤衰耗指标因子；L′表示从调研数据中所获取的当前电力通信网所设定的最大纤芯衰耗值；L表示当前电力通信网的实际纤芯衰耗值，按照下式计算：
其中，n表示当前电力通信网的光纤段数目，αf,i表示第i段光纤段的光纤衰耗率，di表示第i段光纤段的长度；
色散限制距离可靠性指标Rdl按照下式计算：
其中，ddl表示色散距离限制指标因子；Ldm表示从调研数据所获取的当前电力通信网的最大色散限制距离；Ld表示当前电力通信网的色散距离，按照下式计算：
其中，εi表示第i段光纤段的色散容限值；Dd,i表示第i段光纤段的色散系数。
5.根据权利要求1所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述路由优选可靠性，通过以下公式获得：
Rop＝Rfg·Rar
其中，Rop表示路由优选可靠性；运算符“·”表示模糊三角乘法；Rfg表示光纤等级可靠性指标；Rar表示备用路由可靠性指标；光纤等级可靠性指标Rfg按照下式计算：
其中，n代表了光纤段总数，Cfg,i表示第i段光缆段的评价分数；Cm表示光缆评价分数的最大值；
备用路由可靠性指标Rar按照下式计算：
其中，Car,i表示第i段备用纤芯的指标评级，按照下式计算：
其中，Iar,i为第i段备用纤芯所在的备用通道路由系数，如果该段路由为备用路由，则Iar＝0，否则Iar＝1；nar为当前备用纤芯的网元结点数。
6.根据权利要求1所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重，包括：
首先对所有的指标评价系数进行模糊三角扩展，扩展方式为：
其中，为aij的模糊扩展结果；d的取值为0.5到1之间；lij表示/>的左边界，mij表示/>的均值，rij表示/>的右边界；
序号为1、2和3的3个一级可靠性指标的模糊权重的左边界lp，均值mp和右边界rp分别按照下列公式计算：
其中，下标p＝1或2或3；
序号为4、5和6的3个二级可靠性指标的模糊权重的左边界ls，均值ms和右边界rs分别按照下列公式计算：
其中，下标s＝4或5或6；
序号为7和8的2个二级可靠性指标的模糊权重的左边界lq，均值mq和右边界rq分别按照下列公式计算：
其中，下标q＝7或8。
7.根据权利要求1或6所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值，包括：
按照下式计算输出电力通信网的可靠性评价值
可靠性评价值越大，电力通信网的可靠性越大；其中，
其中，表示当前模糊综合评价模块所计算得到的模糊数，/>代表/>的期望，/>代表/>的方差，/>代表/>的直接解模糊结果，r表示当前模糊数/>的右边界、l表示当前模糊数/>的左边界、m表示当前模糊数/>的均值，b表示计算得到的所有模糊数/>的最大右边界，a表示计算得到的所有模糊数/>的最小左边界；
模糊数按照下式进行计算：
其中，Rc为通道有效可靠性，为通道有效可靠性指标的模糊权重；/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数，/>为路由制约可靠性RL的模糊扩展数的模糊权重；/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数，/>为路由优选可靠性Rop的模糊扩展数的模糊权重；
路由制约可靠性RL的模糊扩展数按照下式计算：
其中，表示网元节点数量可靠性指标Rn的模糊扩展数；/>表示纤芯衰耗可靠性指标Rcl的模糊扩展数；/>为色散限制距离可靠性指标Rdl的模糊扩展数；
路由优选可靠性Rop的模糊扩展数按照下式计算：
其中，为光纤等级可靠性指标Rfg的模糊扩展数；/>为备用路由可靠性指标Rar的模糊扩展数；其中，运算符“·”表示模糊三角乘法；
上面所述的所有二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得。
8.根据权利要求7所述的电力通信网可靠性评价方法，其特征是，所述二级可靠性指标的模糊扩展数分别由其对应的二级可靠性指标按照设定的方法模糊扩展获得，具体为：
设序号为k的二级可靠性指标Rk的模糊扩展数为Rlk表示该模糊扩展数的左边界，Rmk表示该模糊扩展数的均值，Rrk表示该模糊扩展数的右边界；则
Rmk＝Rk
其中，表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最小值，/>表示序号为k的二级可靠性指标Rk的最大值。
9.一种电力通信网可靠性评价系统，其特征是，包括：
数据输入模块，包括工单数据子模块、采集数据子模块和调研数据子模块，其中，工单数据子模块用于采集电力通信网的工单数据，采集数据子模块用于采集电力通信网的采集数据，调研数据子模块用于采集电力通信网的调研数据；
分层可靠性计算模块，用于基于采集的工单数据、采集数据和调研数据，获取一级可靠性指标和二级可靠性指标，并输入给模糊综合评价模块，其中，一级可靠性指标包括通道有效可靠性、路由制约可靠性和路由优选可靠性；二级可靠性指标包括网元节点数量可靠性指标、纤芯衰耗可靠性指标、色散限制距离可靠性指标、光纤等级可靠性指标和备用路由可靠性指标；分层可靠性计算模块包括通道有效可靠性子模块、路由制约可靠性子模块和路由优选可靠性子模块，其中，通道有效可靠性子模块用于计算通道有效可靠性；路由制约可靠性子模块用于计算路由制约可靠性；路由优选可靠性子模块用于计算路由优选可靠性；
AHP因素权值计算模块，用于基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重；
模糊综合评价模块，用于基于各一级可靠性指标、各一级可靠性指标的模糊权重、各二级可靠性指标和各二级可靠性指标的模糊权重，利用模糊算法获取电力通信网的可靠性评价值；
其中，所述基于AHP因素权值，获取各一级可靠性指标的模糊权重和各二级可靠性指标的模糊权重，包括：
对两两指标设置了{1、2、3、4、5、6、7}的七级指标判断；对于指标i和指标j，指标评价系数aij＝1表示指标i和指标j具有相同的重要性；aij的值越大说明指标i比指标j的重要性越大；
设通道有效可靠性指标序号为1，路由制约可靠性指标序号为2，路由优选可靠性指标序号为3，则设定a11＝1，a12＝3，a13＝5，a22＝1，a21＝1/3，a23＝1/7，a33＝1，a31＝1/5，a32＝7；
设网元节点数量可靠性指标序号为4，纤芯衰耗可靠性指标序号为5，色散限制距离可靠性指标序号为6，则设定：a44＝1，a45＝6，a46＝1/4，a55＝1，a54＝1/6，a56＝1/7，a66＝1，a64＝4，a65＝7；
设光纤等级可靠性指标序号为7，备用路由可靠性指标序号为8，则设定：a77＝1，a78＝3，a88＝1，a87＝1/3；
根据上述所设定的所有的指标评价系数，按照设定的方法计算得到所述一级和二级可靠性指标的模糊权重；表示序号为j的可靠性指标的模糊权重，lj表示该模糊权重的左边界，mj表示该模糊权重的均值，rj表示该模糊权重的右边界。
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