CN116128486B - 一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信风险评估领域,用于解决定期维护设备对设备故障发现不及时以及不同设备需要不同的标准去更加贴合实际的评估风险后果的问题,具体为一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统;本发明中,在对设备进行风险评估时,将设备分类再分别计算设备发生故障后可能会造成的损失,使得评估结果更加的贴合实际情况,在对设备的故障概率进行分析时,通过环境因素对设备的使用时长进行干预,充分考虑不同环境下对设备稳定性的影响,在对某一设备进行维护检修时,通过对该设备所处的位置以及其他待维护设备所处的位置进行分析,获取到此次维修能够顺路进行维护的其他待维护设备,保证维护作业的经济效益以及维护效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信风险评估领域,具体为一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统。
背景技术
水下无线光通信技术已引起了学术界和工业界的广泛关注。随着移动设备、移动业务的指数级增长,无线频谱资源日益紧张。光作为特殊的电磁波段拥有射频波段难以比拟的带宽资源优势,这使得高速通信成为可能,现有的无线通信方式中,与电磁波通信和声波通信相比,光通信由于在水下具有较大的带宽的较小的延迟,因此,更适合应用于水下环境开发,而在光通信设备使用过程中,需要时刻保持光通信设备的稳定性,否则容易导致大量的数据丢失、设备损坏等后果,因此需要一种能够对水下光通信进行风险评估的系统保证水下光通信的稳定性;
目前,现有的水下光通信风险评估大多应用在设备定期维护检修时,而由于水下环境复杂,即使相同设备在每个维护周期中可能会发生的老化损坏程度不一,因此定期维护检修的方式容易导致设备在使用途中出现故障,同时,对于不同的设备,其承担不同重要性的工作,因此在发生故障后也可能会导致不同的故障结果,在对不同重要性的设备进风险评估时,需要更为贴切的评估标准才能更好地符合实际使用情况;
针对上述技术问题,本申请提出一种解决方案。
发明内容
本发明中,在对设备进行风险评估时,将设备分类高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再分别对其赋予不同的系数计算设备发生故障后可能会造成的损失,使得评估结果更加的贴合实际情况,在对设备的故障概率进行分析时,通过采集设备实际使用时的环境因素,并通过环境因素对设备的使用时长进行干预,获取到设备的等效使用时长,充分考虑不同环境下对设备稳定性的影响,有效地避免了定期维护检修所带来的设备检修不及时的问题,在对某一设备进行维护检修时,通过对该设备所处的位置以及其他待维护设备所处的位置进行分析,获取到此次维修能够顺路进行维护的其他待维护设备,从而避免了在设备维护时对每一设备专程进行一次维护,减少了维护作业的成本,保证维护作业的经济效益以及维护效率,解决定期维护设备对设备故障发现不及时以及不同设备需要不同的标准去更加贴合实际的评估风险后果的问题,而提出一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统,包括设备管理单元、信息处理单元、环境干预单元、风险统计单元和维护管理单元,所述设备管理单元用于记录设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长,并将设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长发送至信息处理单元,所述设备连接通路为设备承担通信工作所连接的信息来源和信息去向,设备使用时长为通信设备自上次维护后的使用时长;
所述环境干预单元通过信息处理单元获取到设备维护时间点,并将设备维护时间点后的环境信息进行统计,对统计后的环境信息进行分析,获取到环境干预特征值,并将环境干预特征值发送至信息处理单元;
所述信息处理单元获取到环境干预特征值和设备使用时长,并通过环境干预特征值对设备使用时长进行干预,获取到设备等效使用时长;
所述风险统计单元从信息处理单元获取到设备数量和设备连接通路,计算设备发生故障时的损失值,从信息处理单元获取到设备等效使用时长,并计算设备发生故障的概率,通过设备发生故障时的损失值和设备发生故障的概率,计算设备故障特征值,并将设备故障特征值发送至信息处理单元;
所述维护管理单元通过信息处理单元获取到故障特征值,并根据设故障特征值对设备进行判别分类,将设备分为正常设备、低危设备和高危设备,并将正常设备、低危设备和高危设备发送至信息处理单元,所述维护管理单元获取即将进行维护的设备位置,并通过信息处理单元调取设备对应位置,将该即将进行维护的设备位置附近划分为维护区域,对维护区域的设备进行筛选,选取维护区域内的待维护设备,将该区域附近的待维护设备记录为便于维护设备,发送至信息处理单元。
作为本发明的一种优选实施方式,所述环境干预单元统计的环境信息包括湍流强度、干扰震动强度以及湍流强度的持续时间、干扰震动强度的持续时间,所述环境干预单元对湍流强度进行阈值分析,并对湍流强度大于预设的湍流影响强度的湍流进行统计,从而获取湍流强度持续的时间,并对该湍流强度持续的时间进行系数计算,从而获取到湍流干预时间,所述环境干预单元对干扰震动强度进行阈值分析,将干扰震动强度大于预设的震动影响阈值强度的干扰震动持续时间进行统计,从而获取干扰震动持续的时间,并对该干扰震动持续的时间进行系数计算,从而获取到震动干预时间,所述环境干预单元对湍流干预时间和振动干预时间进行求和,获取到干预总时间,再对湍流强度持续的时间和干扰震动持续的时间进行求和,获取到干扰总持续时间,所述环境干预单元将干预总时间和干扰总持续时间作为环境干预特征值发送至信息处理单元。
作为本发明的一种优选实施方式,所述信息处理单元获取到干预特征值总的干扰总持续时间、干预总时间及设备使用时长,设备等效使用时长=设备使用时长-干扰总持续时间+干预总时间。
作为本发明的一种优选实施方式,所述风险统计单元对设备连接通路进行分类,将设备分为高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再获取每个设备平均日传输数据量,为高重要性设备赋予损失系数N1,低重要性设备赋予损失系数N2,为普通设备赋予损失系数N3,其中N1>N2>N3,为每个设备赋予标号i,i=1,2,……,n,将每个设备的日平均传输数据量记录为Mi,对每个设备的损失值K进行计算,损失值K=N1Mi,所述风险统计单元获取到每个设备的同类型设备在往期使用过程中发生故障的平均设备使用时长ti,并获取到每个设备的设备等效使用时长Ti,设备发生故障的概率,设备故障特征值C=KQ。
作为本发明的一种优选实施方式,所述维护管理单元获取到预设的设备故障特征阈值范围,当设备故障特征值小于预设的设备故障特征阈值范围中的最小值时,将该设备分类为正常设备,当设备故障特征值位于预设的设备故障特征阈值范围内部时(包含两端值),将该设备分类为低危设备,当设备故障特征值大于预设的设备故障特征阈值范围中的最大值时,将该设备分类为高危设备,所述信息处理单元收到设备分类后,当高重要性设备和低重要性设备被分类为低危设备或高危设备时,对该高重要性设备或低重要性设备生成维护提醒,当普通设备分类为高危设备时,对该普通设备生成维护提醒,所述维护管理单元将生成维护提醒的设备标记为待维护设备。
作为本发明的一种优选实施方式,所述维护管理单元对某一设备进行维护时,以该位置为圆心,分别以R1和R2为半径做圆,其中R1>R2,对半径为R2圆形范围内的普通设备和低重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,对便于维护设备进行共同维护,对半径为R1的圆形范围内的高重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,对便于维护设备进行共同维护。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,在对设备进行风险评估时,将设备分类高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再分别对其赋予不同的系数计算设备发生故障后可能会造成的损失,从而在对每个设备进行风险评估时,能够根据其重要性与否获取到相应的评估结果,使得评估结果更加的贴合实际情况。
2、本发明中,在对设备的故障概率进行分析时,通过采集设备实际使用时的环境因素,并通过环境因素对设备的使用时长进行干预,获取到设备的等效使用时长,充分考虑不同环境下对设备稳定性的影响,有效地避免了定期维护检修所带来的设备检修不及时的问题,防止设备在使用途中发生故障,提高了设备使用时的稳定性。
3、本发明中,在对某一设备进行维护检修时,通过对该设备所处的位置以及其他待维护设备所处的位置进行分析,获取到此次维修能够顺路进行维护的其他待维护设备,从而避免了在设备维护时对每一设备专程进行一次维护,减少了维护作业的成本,保证维护作业的经济效益以及维护效率,同时对于高重要性设备和非高重要性设备进行不同区域的划分,提高高重要性设备维护的优先级,保证高重要性设备的使用更加稳定。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示,一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统,包括设备管理单元、信息处理单元、环境干预单元、风险统计单元和维护管理单元,设备管理单元用于记录设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长,并将设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长发送至信息处理单元,设备连接通路为设备承担通信工作所连接的信息来源和信息去向,设备使用时长为通信设备自上次维护后的使用时长;
环境干预单元通过信息处理单元获取到设备维护时间点,并将设备维护时间点后的环境信息进行统计,对统计后的环境信息进行分析,环境干预单元统计的环境信息包括湍流强度、干扰震动强度以及湍流强度的持续时间、干扰震动强度的持续时间,环境干预单元对湍流强度进行阈值分析,并对湍流强度大于预设的湍流影响强度的湍流进行统计,从而获取湍流强度持续的时间,并对该湍流强度持续的时间进行系数计算,从而获取到湍流干预时间,环境干预单元对干扰震动强度进行阈值分析,将干扰震动强度大于预设的震动影响阈值强度的干扰震动持续时间进行统计,从而获取干扰震动持续的时间,并对该干扰震动持续的时间进行系数计算,从而获取到震动干预时间,环境干预单元对湍流干预时间和振动干预时间进行求和,获取到干预总时间,再对湍流强度持续的时间和干扰震动持续的时间进行求和,获取到干扰总持续时间,环境干预单元将干预总时间和干扰总持续时间作为环境干预特征值,环境干预单元将环境干预特征值发送至信息处理单元;
信息处理单元获取到环境干预特征值和设备使用时长,并通过环境干预特征值对设备使用时长进行干预,获取到设备等效使用时长,设备等效使用时长=设备使用时长-干扰总持续时间+干预总时间。
风险统计单元从信息处理单元获取到设备数量和设备连接通路,计算设备发生故障时的损失值,风险统计单元对设备连接通路进行分类,将设备分为高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再获取每个设备平均日传输数据量,为高重要性设备赋予损失系数N1,低重要性设备赋予损失系数N2,为普通设备赋予损失系数N3,其中N1>N2>N3,为每个设备赋予标号i,i=1,2,……,n,将每个设备的日平均传输数据量记录为Mi,对每个设备的损失值K进行计算,损失值K=N1Mi,从信息处理单元获取到设备等效使用时长,并计算设备发生故障的概率,风险统计单元获取到每个设备的同类型设备在往期使用过程中发生故障的平均设备使用时长ti,并获取到每个设备的设备等效使用时长Ti,设备发生故障的概率,通过设备发生故障时的损失值和设备发生故障的概率,计算设备故障特征值,设备故障特征值C=KQ,并将设备故障特征值发送至信息处理单元。
维护管理单元通过信息处理单元获取到故障特征值,并根据设故障特征值对设备进行判别分类,将设备分为正常设备、低危设备和高危设备,维护管理单元获取到预设的设备故障特征阈值范围,当设备故障特征值小于预设的设备故障特征阈值范围中的最小值时,将该设备分类为正常设备,当设备故障特征值位于预设的设备故障特征阈值范围内部时(包含两端值),将该设备分类为低危设备,当设备故障特征值大于预设的设备故障特征阈值范围中的最大值时,将该设备分类为高危设备,并将正常设备、低危设备和高危设备发送至信息处理单元,信息处理单元收到设备分类后,当高重要性设备和低重要性设备被分类为低危设备或高危设备时,对该高重要性设备或低重要性设备生成维护提醒,当普通设备分类为高危设备时,对该普通设备生成维护提醒,维护管理单元将生成维护提醒的设备标记为待维护设备。
实施例二
请参阅图1所示,维护管理单元获取即将进行维护的设备位置,并通过信息处理单元调取设备对应位置,将该即将进行维护的设备位置附近划分为维护区域,以该位置为圆心,分别以R1和R2为半径做圆,其中R1>R2,对半径为R2圆形范围内的普通设备和低重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,对便于维护设备进行共同维护,对半径为R1的圆形范围内的高重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,发送至信息处理单元,以提醒管理人员对便于维护设备进行共同维护。
本发明中,在对设备进行风险评估时,将设备分类高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再分别对其赋予不同的系数计算设备发生故障后可能会造成的损失,使得评估结果更加的贴合实际情况,在对设备的故障概率进行分析时,通过采集设备实际使用时的环境因素,并通过环境因素对设备的使用时长进行干预,获取到设备的等效使用时长,充分考虑不同环境下对设备稳定性的影响,有效地避免了定期维护检修所带来的设备检修不及时的问题,在对某一设备进行维护检修时,通过对该设备所处的位置以及其他待维护设备所处的位置进行分析,获取到此次维修能够顺路进行维护的其他待维护设备,从而避免了在设备维护时对每一设备专程进行一次维护,减少了维护作业的成本,保证维护作业的经济效益以及维护效率。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统,其特征在于,包括设备管理单元、信息处理单元、环境干预单元、风险统计单元和维护管理单元,所述设备管理单元用于记录设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长,并将设备数量、设备连接通路、设备维护时间点和设备使用时长发送至信息处理单元,所述设备连接通路为设备承担通信工作所连接的信息来源和信息去向,设备使用时长为通信设备自上次维护后的使用时长;
所述环境干预单元通过信息处理单元获取到设备维护时间点,并将设备维护时间点后的环境信息进行统计,对统计后的环境信息进行分析,获取到环境干预特征值,并将环境干预特征值发送至信息处理单元;
所述信息处理单元获取到环境干预特征值和设备使用时长,并通过环境干预特征值对设备使用时长进行干预,获取到设备等效使用时长;
所述风险统计单元从信息处理单元获取到设备数量和设备连接通路,计算设备发生故障时的损失值,从信息处理单元获取到设备等效使用时长,并计算设备发生故障的概率,通过设备发生故障时的损失值和设备发生故障的概率,计算设备故障特征值,并将设备故障特征值发送至信息处理单元;
所述维护管理单元通过信息处理单元获取到故障特征值,并根据设故障特征值对设备进行判别分类,将设备分为正常设备、低危设备和高危设备,并将正常设备、低危设备和高危设备发送至信息处理单元,所述维护管理单元获取即将进行维护的设备位置,并通过信息处理单元调取设备对应位置,将该即将进行维护的设备位置附件划分为维护区域,对维护区域的设备进行筛选,选取维护区域内的待维护设备,将该区域附近的待维护设备记录为便于维护设备,发送至信息处理单元;
所述环境干预单元统计的环境信息包括湍流强度、干扰震动强度以及湍流强度的持续时间、干扰震动强度的持续时间,所述环境干预单元对湍流强度进行阈值分析,并对湍流强度大于预设的湍流影响强度的湍流进行统计,从而获取湍流强度持续的时间,并对该湍流强度持续的时间进行系数计算,从而获取到湍流干预时间,所述环境干预单元对干扰震动强度进行阈值分析,将干扰震动强度大于预设的震动影响阈值强度的干扰震动持续时间进行统计,从而获取干扰震动持续的时间,并对该干扰震动持续的时间进行系数计算,从而获取到震动干预时间,所述环境干预单元对湍流干预时间和振动干预时间进行求和,获取到干预总时间,再对湍流强度持续的时间和干扰震动持续的时间进行求和,获取到干扰总持续时间,所述环境干预单元将干预总时间和干扰总持续时间作为环境干预特征值发送至信息处理单元,所述信息处理单元获取到干预特征值总的干扰总持续时间、干预总时间及设备使用时长,设备等效使用时长=设备使用时长-干扰总持续时间+干预总时间;
所述风险统计单元对设备连接通路进行分类,将设备分为高重要性设备、低重要性设备和普通设备,再获取每个设备平均日传输数据量,为高重要性设备赋予损失系数N1,低重要性设备赋予损失系数N2,为普通设备赋予损失系数N3,其中N1>N2>N3,为每个设备赋予标号i,i=1,2,……,n,将每个设备的日平均传输数据量记录为Mi,对每个设备的损失值K进行计算,损失值K=N1Mi,所述风险统计单元获取到每个设备的同类型设备在往期使用过程中发生故障的平均设备使用时长ti,并获取到每个设备的设备等效使用时长Ti,设备发生故障的概率,设备故障特征值C=KQ,所述维护管理单元获取到预设的设备故障特征阈值范围,当设备故障特征值小于预设的设备故障特征阈值范围中的最小值时,将该设备分类为正常设备,当设备故障特征值位于预设的设备故障特征阈值范围内部时(包含两端值),将该设备分类为低危设备,当设备故障特征值大于预设的设备故障特征阈值范围中的最大值时,将该设备分类为高危设备,所述信息处理单元收到设备分类后,当高重要性设备被分类为低危设备或高危设备时对该高重要性设备生成维护提醒,当低重要性设备被分类为低危设备或高危设备时,对该低重要性设备生成维护提醒,当普通设备分类为高危设备时,对该普通设备生成维护提醒,所述维护管理单元将生成维护提醒的设备标记为待维护设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的水下光通信实时风险评估系统,其特征在于,所述维护管理单元对某一设备进行维护时,以该位置为圆心,分别以R1和R2为半径做圆,其中R1>R2,对半径为R2圆形范围内的普通设备和低重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,对便于维护设备进行共同维护,对半径为R1的圆形范围内的高重要性设备进行筛选,若存在待维护设备,则将其记录为便于维护设备,对便于维护设备进行共同维护。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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