CN116599581B - 光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质 - Google Patents

光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本公开提出一种光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质，方法包括：获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器；获取各目标节点的监测面积；基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数。由此，可以实现对光纤传感网络的可靠性的智能评估和确定。

Description

光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质。
背景技术
光纤传感网络是由两个或者两个以上的光纤光纤传感器(比如光纤布拉格光栅光纤传感器)以一定的拓扑结构连接在一起，并与光源或解调器组合构成。
光纤传感网络的可靠性是光纤传感网络在异常情况下能保持正常工作的能力，是评价光纤传感网络性能的一个重要参数。相关技术中，多路复用技术的使用大大增加了光纤传感网络中使用的光纤光纤传感器的数量。然而，复用的光纤光纤传感器越多，光纤传感网络出现故障的概率可能会大大增加。如何在光纤传感器的数量增加的同时，对光纤传感网络的可靠性做出评估，以辅助相关工作人员对光纤传感网络的工作能力做出判断，是很重要的。
发明内容
本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
本公开提出一种光纤传感网络的可靠性评估方法、装置及设备，以实现对光纤传感网络的可靠性的自动评估和确定。
本公开第一方面实施例提出了一种光纤传感网络的可靠性评估方法，包括：
获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；
根据所述网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，所述目标节点指示光纤传感器；
获取各所述目标节点的监测面积；
基于各所述目标节点的监测面积和所述至少一个网络光纤，对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数。
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估方法，通过获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器；获取各目标节点的监测面积；基于各目标节点的监测面积和各网络光纤的链路状态，对光纤传感网络进行可靠性评估。由此，可以实现对光纤传感网络的可靠性的自动评估。
本公开第二方面实施例提出了一种光纤传感网络的可靠性评估装置，包括：
第一获取模块，用于获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；
第一确定模块，用于根据所述网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，所述目标节点指示光纤传感器；
第二获取模块，用于获取各所述目标节点的监测面积；
评估模块，用于基于各所述目标节点的监测面积和所述至少一个网络光纤，对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数。
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估装置，通过获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器；获取各目标节点的监测面积；基于各目标节点的监测面积和所述至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数。由此，可以实现对光纤传感网络的可靠性的自动评估。
本公开第三方面实施例提出了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本公开第一方面实施例提出的光纤传感网络的可靠性评估方法。
本公开第四方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面实施例提出的光纤传感网络的可靠性评估方法。
本公开第五方面实施例提出了一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本公开第一方面实施例提出的光纤传感网络的可靠性评估方法。
本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本公开实施例一所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图；
图2为本公开实施例二所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图；
图3为本公开实施例三所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图；
图4为本公开所提供的光纤传感网络对应的网络拓扑图；
图5为本公开所提供的星型拓扑网络结构的光纤传感网络；
图6为本公开实施例四所提供的一种光纤传感网络的可靠性评估装置的结构示意图；
图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。
在光纤传感器中，由于光纤布拉格光栅传感器杰出的复用能力和易于组网等特点，光纤布拉格光栅传感器受到了极大的关注和广泛的研究。
随着应用场景(比如铁路、桥梁、石油化工和电路系统等)的不断拓展和变化，监测环境变得越来越恶劣，用于实际监测的光纤布拉格光栅传感器通常需要在面积很大的目标区域同时监测应力、温度和湿度等多种变量。这就具有光纤布拉格光栅传感器的光纤传感网络有更高的可靠性，同时拥有更多的功能，更大的规模。为了保证传感器监测数据的准确性，具有光纤布拉格光栅传感器的光纤传感网络需要复用大量的光纤布拉格光栅传感器，大量的光纤布拉格光栅传感器被埋置在大型结构(比如桥梁)内部，在恶劣的环境下完成监测工作。然而，复用的光纤传感器越多，光纤传感网络出现故障的概率可能会大大增加；如果对每一个失效的光纤传感器进行修复或替换，通常需要付出巨大的代价。
因此，在布设光纤传感网络时，需要对光纤传感网络的可靠性做出评估，以辅助相关工作人员对光纤传感网络的工作能力做出判断，从而可以辅助相关工作人员布设合理的光纤传感网络。
目前，相关工作人员是依靠经验来布设光纤传感网络，缺乏系统的评估标准来评估光纤传感网络的可靠性。
针对上述问题，本公开提出一种光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质。
下面参考附图描述本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估方法、装置、设备及介质。
图1为本公开实施例一所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图。
本公开实施例以该光纤传感网络的可靠性评估方法被配置于光纤传感网络的可靠性评估装置中来举例说明，该光纤传感网络的可靠性评估装置可以应用于任一电子设备中，以使该电子设备可以执行光纤传感网络的可靠性评估功能。
其中，电子设备可以为任一具有计算能力的设备，例如可以为个人电脑(PersonalComputer，简称PC)、移动终端、服务器等，移动终端例如可以为手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。
如图1所示，该光纤传感网络的可靠性评估方法可以包括以下步骤：
步骤101，获取光纤传感网络对应的网络拓扑图。
在本公开实施例中，网络拓扑图可以为预先根据光纤传感网络中光源(或解调器)和第一设备之间的连接关系生成的。其中，第一设备可以包括耦合器、光纤传感器等，需要说明的是，本公开对光纤传感网络中的第一设备不做限制。
作为一种示例，可以根据光纤传感网络中光源(或解调器)和第一设备，确定网络拓扑图中的各节点，根据各节点之间的连接关系，生成网络拓扑图。
在本公开实施例中，可以获取光纤传感网络对应的网络拓扑图。
步骤102，根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤。
其中，目标节点可以用于指示光纤传感器。
需要说明的是，网络拓扑图中的目标节点可以为但不限于为一个，本公开对此不做限制。即光纤传感网络中的光纤传感器可以为但不限于为一个，本公开对此不做限制。
在本公开实施例中，网络光纤可以用于指示网络拓扑图中任意两个节点之间连接的光纤，比如，网络光纤可以为连接光纤传感网络中光源(或解调器)与第一设备的光纤，或者也可以为连接各第一设备的光纤。
在本公开实施例中，可以根据网络拓扑图，确定节点为光纤传感器的目标节点，以及至少一个网络光纤。
步骤103，获取各目标节点的监测面积。
在本公开实施例中，任一目标节点可以有对应的监测面积，即任一光纤传感器可以有对应的监测面积。
在本公开实施例中，可以获取各目标节点的监测面积。
步骤104，基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数。
在本公开实施例中，可以基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，当网络可靠性参数小于设定阈值时，根据网络可靠性参数，生成并发送提示信息；其中，提示信息可以用于提示光纤传感网络的可靠性低。
在本公开实施例中，设定阈值可以为预先设定的，比如，可以为0.3、0.5等，本公开对此不做限制。
在本公开实施例中，当网络可靠性参数小于设定阈值时，可以根据网络可靠性参数，生成并发送提示信息。由此，可以提示相关工作人员光纤传感网络的可靠性低，从而相关工作人员可以对布设的光纤传感网络进行调整。
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估方法，通过获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器；获取各目标节点的监测面积；基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数。由此，可以实现对光纤传感网络的可靠性的智能评估和确定。
为了清楚说明本公开上述实施例中，是如何基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数的，本公开还提出一种光纤传感网络的可靠性评估方法。
图2为本公开实施例二所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图。
如图2所示，基于本公开上述实施例，该光纤传感网络的可靠性评估方法还可以包括以下步骤：
步骤201，根据至少一个网络光纤，确定光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，场景中存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于故障状态。
在本公开实施例中，链路状态可以包括故障状态和正常状态。
在本公开实施例中，可以根据至少一个网络光纤，确定光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，场景中可以存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于故障状态。
作为一种示例，假设光纤传感网络对应的网络拓扑图中存在m个网络光纤，根据m各网络光纤，光纤传感网络可能出现的场景有(m+1)个，分别为：
场景1，其中，场景1中存在0个网络光纤的链路状态处于故障状态；
场景2，其中，场景2中存在1个网络光纤的链路状态处于故障状态；
……
场景(m+1)，其中，场景(m+1)中存在m个网络光纤的链路状态处于故障状态。
步骤202，针对任一场景，根据对应的目标数量和各目标节点的监测面积，在场景下对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到场景对应的第一可靠性参数。
在本公开实施例中，针对任一场景，可以根据对应的目标数量和各目标节点的监测面积，在场景下对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到场景对应的第一可靠性参数。
步骤203，基于各场景对应的第一可靠性参数之和，确定光纤传感网络的网络可靠性参数。
在本公开实施例中，可以基于各场景对应的第一可靠性参数之和，确定光纤传感网络的网络可靠性参数。比如，可以将各场景对应的第一可靠性参数之和，作为光纤传感网络的网络可靠性参数。
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估方法，通过根据至少一个网络光纤，确定光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，场景中存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于故障状态；链路状态包括所述故障状态和正常状态；针对任一场景，根据对应的目标数量和各目标节点的监测面积，在场景下对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到场景对应的第一可靠性参数；基于各场景对应的第一可靠性参数之和，确定光纤传感网络的网络可靠性参数。由此，可以实现基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，从而可以有效得到光纤传感网络的网络可靠性参数。
为了清楚说明本公开上述实施例中，是如何根据对应的目标数量和各目标节点的监测面积，在场景下对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到场景对应的第一可靠性参数的，本公开还提出一种光纤传感网络的可靠性评估方法。
图3为本公开实施例三所提供的光纤传感网络的可靠性评估方法的流程示意图。
如图3所示，基于本公开上述实施例，该光纤传感网络的可靠性评估方法还可以包括以下步骤：
步骤301，基于各目标节点的监测面积，确定光纤传感网络的第一网络监测面积。
在本公开实施例中，可以基于各目标节点的监测面积，确定光纤传感网络的第一网络监测面积。
作为一种示例，可以将各目标节点的监测面积之和，作为光纤传感网络的第一网络监测面积。
比如，假设目标节点的个数为n，各目标节点的监测面积分别为S1，S2，……，Sn，光纤传感网络的第一网络监测面积W0可以根据以下公式确定为：
步骤302，根据场景对应的目标数量，确定场景下光纤传感网络对应的多种网络连接状态。
在本公开实施例中，可以根据场景对应的目标数量，确定场景下光纤传感网络对应的多种网络连接状态。其中，任一网络连接状态下光纤传感网络存在目标数量的网络光纤的的链路状态处于故障状态。
仍以步骤201中的示例进行说明，假设网络拓扑图中存在m个网络光纤，光纤传感网络存在一种场景，该场景对应的目标数量为h，即该场景中存在h个网络光纤的链路状态处于故障状态，可以根据该场景对应的目标数量h，确定该场景下光纤传感网络对应的网络连接状态有种，其中，h∈[0,m]。
比如，假设网络拓扑图中存在3个网络光纤，分别为网络光纤1、网络光纤2和网络光纤3，针对场景2，场景2对应的目标数量为1，即场景2中存在1个网络光纤的链路状态处于故障状态，可以根据场景2对应的目标数量1，确定场景2下光纤传感网络对应的网络连接状态有种，分别为：
1、光纤传感网络中仅网络光纤1的链路状态处于故障状态，而网络光纤2和网络光纤3的链路状态处于正常状态；
2、光纤传感网络中仅网络光纤2的链路状态处于故障状态，而网络光纤1和网络光纤3的链路状态处于正常状态；
3、光纤传感网络中仅网络光纤3的链路状态处于故障状态，而网络光纤1和网络光纤2的链路状态处于正常状态。
步骤303，针对任一网络连接状态，基于各目标节点的监测面积和网络连接状态下各网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积。
在本公开实施例中，针对任一网络连接状态，可以基于各目标节点的监测面积和网络连接状态下各网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积。
作为一种可能的实现方式，可以根据网络拓扑图中各节点的连接关系以及网络连接状态下连接各节点的网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下各目标节点的设备状态；其中，设备状态可以包括故障状态和正常状态；可以根据网络连接状态下各目标节点的设备状态和监测面积，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积。
在本公开实施例中，可以根据网络拓扑图中各节点的连接关系以及网络连接状态下连接各节点的网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下各目标节点的设备状态。
作为一种示例，假设光纤传感网络对应的网络拓扑图如图4所示，图4所示的光纤传感网络对应的网络拓扑图中包括光源1、光源2、耦合器1、耦合器2、目标节点1、目标节点2、目标节点3、目标节点4、目标节点5和目标节点6，以及网络光纤1，网络光纤2，……，网络光纤11，光源(比如光源1、光源2)接收光信号，并将光信号通过耦合器(比如耦合器1、耦合器2)和网络光纤将光信号传输至各目标节点。假设场景中存在2个网络光纤的链路状态为故障状态，假设该场景下存在的一种网络连接状态为，网络光纤2和网络光纤4的链路状态为故障状态，其他网络光纤的链路状态为正常状态，根据网络拓扑图中各节点的连接关系以及连接各节点的网络光纤的链路状态，可以确定目标节点1和目标节点2的设备状态为故障状态，其它目标节点的设备状态为正常状态；再比如，假设上述场景下存在的一种网络连接状态为，网络光纤1和网络光纤11的链路状态为故障状态，目标节点6的设备状态为故障状态，其它目标节点的设备状态为正常状态。
在本公开实施例中，可以根据网络连接状态下各目标节点的设备状态和监测面积，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积。
作为一种示例，假设光纤传感网络对应的网络拓扑图中存在n个目标节点，m个网络光纤，光纤传感网络中可能存在的一个场景为，场景中存在h个网络光纤的链路状态为故障状态，该场景下存在种网络连接状态，在该场景的第j种网络连接状态下，可以按照以下公式，确定该场景的第j种网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积Whj：
其中，h∈[0,m]，i∈[1,n]。
由此，可以有效且准确地确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积。
步骤304，根据第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数。
在本公开实施例中，可以根据第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，获取网络连接状态下各网络光纤的链路状态对应的目标概率；基于第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，以及各网络光纤的链路状态对应的目标概率，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数。
在本公开实施例中，可以获取网络连接状态下各网络光纤的链路状态对应的目标概率。
作为一种可能的实现方式，在网络连接状态下网络光纤的链路状态对应的目标概率可以包括在网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率，以及在网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率。
作为另一种可能的实现方式，在网络连接状态下网络光纤的链路状态对应的目标概率包括在网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率，以及在网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率的情况下，可以获取光纤传感网络的第一概率；其中，第一概率可以指示光纤传感网络中各网络光纤的链路状态均为正常状态的概率；可以获取各网络光纤的长度，并可以基于各网络光纤的长度之和，确定总长度；针对任一网络光纤，可以基于网络光纤的长度与总长度之比，以及第一概率，确定网络光纤的第二概率；当在网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态时，可以将网络光纤的第二概率作为网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率；当在网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态，可以根据网络光纤的第二概率，确定网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率。
作为一种示例，假设光纤传感网络的第一概率为p，网络光纤的个数为m，各网络光纤的长度分别为L1、L2……Lm，则基于各网络光纤的长度之和，可以按照以下公式确定总长度L：
针对第j个网络光纤，第j个网络光纤的长度为Lj，该第j个网络光纤的长度与总长度之比为Lj/L，根据第j个网络光纤的长度与总长度之比Lj/L，以及第一概率p，可以根据以下公式确定该第j个网络光纤的第二概率p′j：
当在网络连接状态下该第j个网络光纤的链路状态为正常状态时，可以将第j个网络光纤的第二概率p′j作为网络连接状态下第j个网络光纤的第一目标概率Pzj：
Pzj＝p′j； (6)
当在网络连接状态下该第j个网络光纤的链路状态为故障状态时，可以根据根据该第j个网络光纤的第二概率p′j，按照以下公式确定网络连接状态下该第j个网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率该Pg：
Pgj＝1-Pj′； (7)
由此，可以有效获取网络连接状态下各网络光纤的链路状态对应的目标概率。
在本公开实施例中，可以基于第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，以及各网络光纤的链路状态对应的目标概率，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数。
作为一种示例，可以根据各网络光纤的链路状态对应的目标概率的乘积，确定网络连接状态对应的第三概率；将第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比与第三概率的乘积，作为网络连接状态对应的第二可靠性参数。
比如，假设第二网络监测面积为Whj，第一网络监测面积为W0，网络光纤的个数为m，各网络光纤的链路状态对应的目标概率分别为P1、P2……Pm，第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比Thj为：
根据以下公式，确定网络连接状态对应的第三概率ph：
将第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比Thj与第三概率的乘积，作为网络连接状态对应的第二可靠性参数ghj：
ghj＝phThj； (10)
由此，可以有效确定各网络连接状态对应的第二可靠性参数。
步骤305，根据各网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定场景对应的第一可靠性参数。
在本公开实施例中，可以根据各网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定场景对应的第一可靠性参数。
作为一种示例，可以将各网络连接状态对应的第二可靠性参数之和，作为场景对应的第一可靠性参数。
比如，假设光纤传感网络对应的网络拓扑图中存在n个目标节点，m个网络光纤，光纤传感网络中可能存在的一个场景为，场景中存在h个网络光纤的链路状态为故障状态，其中，h∈[0,m]，该场景下存在种网络连接状态，假设该场景的第j种网络连接状态对应的第二可靠性参数为ghj，其中，/>可以根据以下公式确定该场景对应的第一可靠性参数gh：
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估方法，通过基于各目标节点的监测面积，确定光纤传感网络的第一网络监测面积；根据场景对应的目标数量，确定场景下光纤传感网络对应的多种网络连接状态；针对任一网络连接状态，基于各目标节点的监测面积和网络连接状态下各网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积；根据第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数；根据各网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定场景对应的第一可靠性参数。由此，可以有效确定各场景对应的第一可靠性参数。
为了清楚说明本公开上述实施例，下面结合示例进行详细说明。
作为一种示例，设一个光纤传感网络由光源(或解调器)、耦合器、n个相同的传感器(在本公开中记为光纤传感器)和m个连接光纤(在本公开中记为网络光纤)构成，其中，m个连接光纤的长度相同且均为L1，任一连接光纤的链路状态包括故障状态和正常状态，m个连接光纤共有2m种状态，每种状态对应的传感器的设备状态也不一样。假设第i个传感器Fi的监测面积为Si，其中，i∈[1,n],若光纤传感网络中存在场景为，该场景中出现h个连接光纤的链路状态为故障状态，其中，h∈[0,m]，则该场景下光纤传感网络有种网络光纤连接状态(在本公开中记为网络连接状态)，根据上述公式(2)和(3)，确定该场景的第j种网络光纤连接状态下光纤传感网络的第二网络监测面积Whj。
根据各传感器的监测面积，按照公式(1)，确定光纤传感网络的第一网络监测面积W0。
获取光纤传感网络的第一概率p；其中，第一概率p可以指示光纤传感网络中各连接光纤的链路状态均为正常状态的概率；可以获取各连接光纤的长度，并可以基于各连接光纤的长度之和，确定总长度L；针对任一连接光纤，可以基于连接光纤的长度L1与总长度L之比L1/L，以及第一概率p，确定连接光纤的第二概率为
当在第j种网络光纤连接状态下连接光纤的链路状态为正常状态时，可以将连接光纤的第二概率作为第j种网络光纤连接状态下连接光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率Pz，即：
当在第j种网络光纤连接状态下连接光纤的链路状态为故障状态，可以根据连接光纤的第二概率，确定第j种网络光纤连接状态下连接光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率为(1-Pz)。
根据以下公式，确定该场景下第j种网络光纤连接状态对应的第三概率phj为：
根据公式(8)，第二网络监测面积Whj与第一网络监测面积W0之间的占比Thj；并将第二网络监测面积Whj与第一网络监测面积W0之间的占比Thj与第三概率phj的乘积，作为网络连接状态对应的第二可靠性参数ghj：
存在h个连接光纤的链路状态为故障状态的场景所对应的光纤传感网络的可靠性是光纤传感网络克服h个链路故障，使光纤传感网络正常工作的能力。存在h个连接光纤的链路状态为故障状态的场景，可以根据以下公式，确定该场景所对应的第一可靠性参数gh：
最后，可以将各场景对应的第一可靠性参数之和，作为光纤传感网络的网络可靠性参数。
按照上述方法，下面以星型拓扑网络结构的光纤传感网络进行可靠性评估进行示例。如图5所示，图5为本公开所提供的星型拓扑网络结构的光纤传感网络。假设该星型拓扑网络结构的光纤传感网络由光源(或解调器)、耦合器、4个相同的传感器(比如光纤布拉格光栅传感器)和5个相同长度的连接光纤组合而成，4个相同的传感器分别为传感器1、传感器2、传感器3、传感器4，5个相同长度的连接光纤分别为k1、k2、k3、k4、k5。假设该星型拓扑网络结构的光纤传感网络的每个连接光纤长度为D，每个传感器的监测面积为半径为D/2的圆形区域的面积，即光纤传感网络的第一概率为p，任一连接光纤的第二概率为该星型拓扑网络结构的光纤传感网络的各场景对应的的第一可靠性参数如表1所示：
表1星型拓扑网络结构的光纤传感网络的各场景对应的的第一可靠性参数
则该星型拓扑网络结构的光纤传感网络的网络可靠性参数g为：
g＝g0+g1+g2+g3+g4+g5； (16)
综上，本公开的光纤传感网络的可靠性评估方法，可以有效获取评估光纤传感网络的可靠性的网络可靠性参数，从而，相关工作人员可以依据光纤传感网络的网络可靠性参数对布设的光纤传感网络进行调整。
与上述图1至图3实施例提供的光纤传感网络的可靠性评估方法相对应，本公开还提供一种光纤传感网络的可靠性评估装置，由于本公开实施例提供的光纤传感网络的可靠性评估装置与上述图1至图3实施例提供的光纤传感网络的可靠性评估方法相对应，因此在光纤传感网络的可靠性评估方法的实施方式也适用于本公开实施例提供的光纤传感网络的可靠性评估装置，在本公开实施例中不再详细描述。
图6是本公开实施例四所提供的一种光纤传感网络的可靠性评估装置的结构示意图。
如图6所示，该光纤传感网络的可靠性评估装置600可以包括：第一获取模块601、第一确定模块602、第一获取模块603和评估模块604。
其中，第一获取模块601，用于获取光纤传感网络对应的网络拓扑图。
第一确定模块602，用于根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器。
第一获取模块603，用于获取各目标节点的监测面积。
评估模块604，用于基于各目标节点的监测面积和至少一个网络光纤，对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到光纤传感网络的网络可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，评估模块604，用于：根据至少一个网络光纤，确定光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，场景中存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于故障状态；链路状态包括故障状态和正常状态；针对任一场景，根据对应的目标数量和各目标节点的监测面积，在场景下对光纤传感网络进行可靠性评估，以得到场景对应的第一可靠性参数；基于各场景对应的第一可靠性参数之和，确定光纤传感网络的网络可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，评估模块604，用于：基于各目标节点的监测面积，确定光纤传感网络的第一网络监测面积；根据场景对应的目标数量，确定场景下光纤传感网络对应的多种网络连接状态；针对任一网络连接状态，基于各目标节点的监测面积和网络连接状态下各网络光纤的链路状态，确定网络连接状态下光纤传感网络对应的第二网络监测面积；根据第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数；根据各网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定场景对应的第一可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，评估模块604，用于：获取网络连接状态下各网络光纤的链路状态对应的目标概率；基于第二网络监测面积与第一网络监测面积之间的占比，以及各网络光纤的链路状态对应的目标概率，确定网络连接状态对应的第二可靠性参数。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，在网络连接状态下网络光纤的链路状态对应的目标概率包括在网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率；评估模块604，用于：获取光纤传感网络的第一概率；其中，第一概率指示光纤传感网络中各网络光纤的链路状态均为正常状态的概率；获取各网络光纤的长度；根据各网络光纤的长度之和，确定总长度；针对任一网络光纤，基于网络光纤的长度与总长度之比，以及第一概率，确定网络光纤的第二概率；响应于在网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态，将网络光纤的第二概率作为网络连接状态下网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，在网络连接状态下网络光纤的链路状态对应的目标概率包括在网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率；该光纤传感网络的可靠性评估装置600还可以包括：
第二确定模块，用于响应于在网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态，根据网络光纤的第二概率，确定网络连接状态下网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率。
在本公开实施例的一种可能的实现方式中，该光纤传感网络的可靠性评估装置600还可以包括：
处理模块，用于响应于网络可靠性参数小于设定阈值，根据网络可靠性参数，生成并发送提示信息；其中，提示信息用于提示光纤传感网络的可靠性低。
本公开实施例的光纤传感网络的可靠性评估装置，通过通过获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；根据网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，目标节点指示光纤传感器；获取各目标节点的监测面积；基于各目标节点的监测面积和各网络光纤的链路状态，对光纤传感网络进行可靠性评估。由此，可以实现对光纤传感网络的可靠性的自动评估。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本发明前述任一实施例提出光纤传感网络的可靠性评估方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如本发明前述任一实施例提出的光纤传感网络的可靠性评估方法。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时，执行如本发明前述任一实施例提出的光纤传感网络的可靠性评估方法。
根据本发明的实施例，本发明还提供了一种电子设备、一种非临时性计算机可读存储介质和一种计算机程序产品。
如图7所示，电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture；以下简称：ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture；以下简称：MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation；以下简称：VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection；以下简称：PCI)总线。
电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(Random Access Memory；以下简称：RAM)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如：光盘只读存储器(Compact Disc Read OnlyMemory；以下简称：CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read OnlyMemory；以下简称：DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备12交互的设备通信，和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network；以下简称：LAN)，广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现前述实施例中提及的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种光纤传感网络的可靠性评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；
根据所述网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，所述目标节点指示光纤传感器；
获取各所述目标节点的监测面积；
基于各所述目标节点的监测面积和所述至少一个网络光纤，对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数；所述基于各所述目标节点的监测面积和所述至少一个网络光纤，对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数，包括：
根据所述至少一个网络光纤，确定所述光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，所述场景中存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于故障状态；所述链路状态包括故障状态和正常状态；
针对任一所述场景，根据对应的目标数量和各所述目标节点的监测面积，在所述场景下对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述场景对应的第一可靠性参数；
基于各所述场景对应的第一可靠性参数之和，确定所述光纤传感网络的网络可靠性参数；
所述根据对应的目标数量和各所述目标节点的监测面积，在所述场景下对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述场景对应的第一可靠性参数，包括：
基于各所述目标节点的监测面积，确定所述光纤传感网络的第一网络监测面积；
根据所述场景对应的目标数量，确定所述场景下所述光纤传感网络对应的多种网络连接状态；
针对任一所述网络连接状态，基于各所述目标节点的监测面积和所述网络连接状态下各所述网络光纤的链路状态，确定所述网络连接状态下所述光纤传感网络对应的第二网络监测面积；
根据所述第二网络监测面积与所述第一网络监测面积之间的占比，确定所述网络连接状态对应的第二可靠性参数；
根据各所述网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定所述场景对应的第一可靠性参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二网络监测面积与所述第一网络监测面积之间的占比，确定所述网络连接状态对应的第二可靠性参数，包括：
获取所述网络连接状态下各所述网络光纤的链路状态对应的目标概率；
基于所述第二网络监测面积与所述第一网络监测面积之间的占比，以及各所述网络光纤的链路状态对应的目标概率，确定所述网络连接状态对应的第二可靠性参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态对应的目标概率包括在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率；所述获取所述网络连接状态下各所述网络光纤的链路状态对应的目标概率，包括：
获取所述光纤传感网络的第一概率；其中，所述第一概率指示所述光纤传感网络中各所述网络光纤的链路状态均为正常状态的概率；
获取各所述网络光纤的长度；
根据各所述网络光纤的长度之和，确定总长度；
针对任一所述网络光纤，基于所述网络光纤的长度与所述总长度之比，以及所述第一概率，确定所述网络光纤的第二概率；
响应于在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为正常状态，将所述网络光纤的第二概率作为所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为正常状态对应的第一目标概率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态对应的目标概率包括在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率；所述方法还包括：
响应于在所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为故障状态，根据所述网络光纤的第二概率，确定所述网络连接状态下所述网络光纤的链路状态为故障状态对应的第二目标概率。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述网络可靠性参数小于设定阈值，根据所述网络可靠性参数，生成并发送提示信息；其中，所述提示信息用于提示所述光纤传感网络的可靠性低。
6.一种光纤传感网络的可靠性评估装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取光纤传感网络对应的网络拓扑图；
第一确定模块，用于根据所述网络拓扑图，确定至少一个目标节点，以及至少一个网络光纤；其中，所述目标节点指示光纤传感器；
第二获取模块，用于获取各所述目标节点的监测面积，以及各所述网络光纤的链路状态；其中，所述链路状态包括故障状态和正常状态；
评估模块，用于基于各所述目标节点的监测面积和各所述网络光纤的链路状态，对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述光纤传感网络的网络可靠性参数；
所述评估模块，还用于根据所述至少一个网络光纤，确定所述光纤传感网络可能出现的至少一个场景；其中，所述场景中存在对应的目标数量的网络光纤的链路状态处于所述故障状态；
针对任一所述场景，根据对应的目标数量和各所述目标节点的监测面积，在所述场景下对所述光纤传感网络进行可靠性评估，以得到所述场景对应的第一可靠性参数；
基于各所述场景对应的第一可靠性参数之和，确定所述光纤传感网络的网络可靠性参数；
所述评估模块，还用于基于各所述目标节点的监测面积，确定所述光纤传感网络的第一网络监测面积；
根据所述场景对应的目标数量，确定所述场景下所述光纤传感网络对应的多种网络连接状态；
针对任一所述网络连接状态，基于各所述目标节点的监测面积和所述网络连接状态下各所述网络光纤的链路状态，确定所述网络连接状态下所述光纤传感网络对应的第二网络监测面积；
根据所述第二网络监测面积与所述第一网络监测面积之间的占比，确定所述网络连接状态对应的第二可靠性参数；
根据各所述网络连接状态对应的第二可靠性参数，确定所述场景对应的第一可靠性参数。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一项所述的光纤传感网络的可靠性评估方法。
8.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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