一种电力光传输网运行质量评估方法与流程

本发明涉及电力通信系统，具体讲涉及一种电力光传输网运行质量评估方法。
背景技术：
：电力通信网承担了电力系统中的指挥调度以及信息传输的功能，为电力系统提供支撑与保障。电力通信传输网是电力通信网的重要组成部分，也是电力系统中业务传输的承载网络。随着电力通信传输网的发展，其在电力系统中的地位也越来越重要，大量的电力系统业务需要通过电力通信传输网来传输。电力系统要求电力通信传输网能够处理满足通信能力的需求，同时还须具备高质量的运行能力。对电力通信传输网运行质量进行评估，可以帮助人们判断电力通信传输网的网络状况并采取相应措施，弥补了网络日常维护中出现的不足之处，保障电力业务的传输能力，提高了网络的运行质量，因而对电力通信传输网进行运行质量评估具有重要意义。随着电力通信网传输网的发展，尤其是国家电网公司将大容量骨干光传输网投入运行，电力通信传输网进入光传输网的时代，网络规模更加庞大，承载业务更加丰富，运行风险也随着增加，国家电网公司开始意识到对电力通信网光传输网进行运行质量评估的必要性。定期对电力通信光传输网的运行质量进行评估,可以使电力通信光传输网承载的业务在一个安全可靠的网络中运行。运行质量的评估结果可以为电力通信光传输网络运行维护部门提供指引,指导维护人员采取正确的控制措施弥补当前运行维护中的不足,并保障电力通信光传输网的高可靠性和高安全性。目前关于质量评估的研究主要集中在运营商传输网、企业绩效、物流管理和医疗保险制度等方面，其中，国内外研究人员对运营商传输网的网络质量评价进行了大量的研究。由于缺乏对传送网网络结构的深入分析,传送网质量评价大都是从某些方面来评价传送网,对影响传送网网络质量的因素考虑不够全面,并且缺乏对传送网网络结构和承载业务的充分考虑,评价方法存在片面性。目前,本领域对电力通信光传输网运行质量相关研究较少，因此,电力通信光传输网运行质量评估的研究具有较大的实际工程应用价值及发展前景。技术实现要素：为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种电力光传输网的运行质量评估方法，包括如下步骤：步骤1：确定电力光传输网运行质量评估指标；步骤2：构建质量评估的物元模型；步骤3：计算光传输网的运行质量。步骤1包括：步骤1-1：分析运行质量评估需求特征；步骤1-2：设定运行质量评估指标。步骤2包括：步骤2-1：确定指标经典域和节域；步骤2-2：确定代表物元；步骤2-3：确定指标权值系数。步骤3包括：步骤3-1：将指标数据正向化处理并录入；步骤3-2：确定关联函数；步骤3-3：计算关联度函数值；步骤3-4：评定运行质量等级。经典域rj＝(nj,ci,vij)：nj：划分的第j个等级，其中nj＝n1…nm，j＝1…m；ci：运行质量的n个评估指标，其中i＝1…n；vij：ci的量值范围，其中vij＝<aij,bij>，aij和bij为vij的取值边界。节域rp＝(np,ci,vpi)；其中，np：运行质量类别划分的全体；vpi＝<api,bpi>：np关于评估指标ci的取值范围,i＝1…n。指标权值系数采用组合赋权法对指标定义权值，组合赋权法包括以下步骤：1)采用层次分析法得到指标权值的主观感受p；2)采取粗糙集属性重要度理论确定评估指标的客观权值q；3)基于经验因子α合成主客观权值；4)获得最终权值w＝α*p+(1-α)*q。关联函数的计算公式如下：其中，kj(vi)：指标值vi相对于等级区间vij的关联程度，vpi：指标i的节域；ρ(vi,vij)：指标值相对经典域的区间距离，d(vi,vij,vpi)：套位值。指标值相对经典域的区间距计算方法如下所示：套位值计算方法如下式所示，d(vi,vij,vpi)＝ρ(vi,vpi)-ρ(vi,vij)其中，指标值相对节域的区间距计算方法如下式所示，vij＝<aij,bij>，aij和bij为vij的取值边界,vpi＝<api,bpi>：np关于评估指标ci的取值范围,i＝1…n，np：运行质量类别划分的全体,api和bpi为vpi取值边界。关联度的计算公式如下：其中，j为评价等级，j＝1…m；n0：待评事物；wi：所述评估指标ci的权重系数；kj(vi)：指标值vi相对于等级区间vij的关联程度。步骤3-4包括：基于运行质量的特征值评定所述运行质量等级。若评价等级j的关联度归一化结果：则运行质量的特征值：与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：1.本发明采用主客观权值确定方法，得到的指标权值更加符合决策要求，有利于保证评估结果更加贴近实际需求。2.本发明根据构建的电力光传输网运行质量评估模型，有效避免了不同指标量化维度不同对评估过程的影响。3.本发明设计的评估方法可以直观地反映评估对象各指标的运行状态和网络整体的运行水平。附图说明图1是本发明的评估方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明的试验方法作进一步详细的描述。本发明提供的电力光传输网运行质量的评价方法,具体包括以下步骤：步骤1：确定电力光传输网运行质量评估指标；步骤1-1：分析运行质量评估需求特征；步骤1-2：设定运行质量评估指标；步骤2：构建电力光传输网运行质量评估物元模型；步骤2-1：确定指标经典域和节域；步骤2-2：确定代表物元；步骤2-3：确定指标权值系数；步骤2-3-1：层次分析法确定指标权值；步骤2-3-2：粗糙集理论确定指标权值；步骤2-3-3：合成组合权值；步骤3：计算电力光传输网运行质量；步骤3-1：将指标数据正向化处理并录入；步骤3-2：确定关联函数k(vi)；步骤3-3：计算关联度函数值；步骤3-4：评定运行质量等级。本发明涉及到的参数定义如下：1.评估指标确定评估指标是构建电力光传输网运行质量评估物元模型的重要环节，由于电力光传输网运行质量的影响因素众多，选取哪些指标作为评估的关键指标将会直接影响电力光传输网运行质量的评估结果。根据电力光传输网运行质量的特征要求，确定的评估指标应关注网络运行的安全性、设备运行的可靠性以及业务传输的有效性。2.经典域、节域和待评物元物元、可拓集合以及关联函数概念是运用可拓学的基础，物元模型一般表示为r＝(n,c,v)，其中n代表事件主体，c代表事物的特征，v代表相应特征对应的取值范围。根据划分标准，将电力光传输网络的运行质量等级分为j类，nj表示所划分的第j个等级；ci＝(c1,c2,…,cn)(i＝1,2,3,…,n)表示运行质量的不同特征，v1j,v2j,…,vnj分别是nj对应于c1,c2,…,cn的取值范围，即等级j关于对应的评价指标标准值的经典域，可以用vij＝<aij,bij>来表示，aij和bij为vij的取值边界。则经典域rj＝(nj,ci,vij)如下：令np表示代表待评事物等级的全体，即np＝n1∪n2∪n3∪n4∪n5，vpi＝[api,bpi]代表np关于ci的取值范围，则运行质量等级类别的节域为rp＝(np,ci,vpi)。节域物元为：令r0为待评物元，v1,v2,…,vn分别是n0关于c1,c2,…,cn实测数据，则待评物元为：上述，节域rp是待评事物各指标的取值范围，经典域rj是待评事物各指标在各等级内的取值范围，有且rp＝r1∪r2∪r3∪r4∪r5，待评物元各指标的数值一定处在节域范围内，仅仅处在某一个经典域内，即3.指标权值系数权重代表指标在评估过程中对评估结果的影响作用。本专利采取组合赋权方法对指标定义权值，具体涉及到采用层次分析法得到专家对指标权值的主观感受p，采取粗糙集属性重要度理论确定评估指标的客观权值q，并通过经验因子α将主客观权值合成得到最终的权值w＝α*p+(1-α)*q。4.关联函数关联函数表示物元的量值取值为实轴上一点时，物元符合要求的范围程度。设定待测电力通信网特征ci的实际值为vi，那么特征ci关于等级j的关联度kj(vi)计算公式如下：公式中kj(vi)代表指标值vi相对于等级区间vij的关联程度，vpi为指标i的节域，其中，指标值相对经典域的区间距计算方法如下式所示，套位值计算方法如下式所示，d(vi,vij,vpi)＝ρ(vi,vpi)-ρ(vi,vij)其中，指标值相对节域的区间距计算方法如下式所示，5.关联度将评价等级分为j级，则运行质量关于等级j的关联度为：wi为指标ci的权重系数。标准化有那么则j*为n的界别变量特征值，即为网络运行风险的特征值。若kj0(n0)＝maxkj(n0)，则评定n0属于等级j。以下举例说明：本发明设计的电力光传输网运行质量实例计算如下：某公司的月度统计数据如下：步骤1具体包括以下步骤：步骤1-1：分析运行质量评估需求特征；电力通信网运行管理应以服务于电力系统安全、优质、经济运行为基本准则，“运行质量”的评价目标定义为“服务于电力系统安全、优质运行”，可以将“安全、优质”目标细分为“电力通信网络需要满足已有业务的正常、稳定运行；通信网络故障时能够快速修复故障、保障业务快速抢通，使故障影响程度最小；对网络中的脆弱点进行重点运维，具有良好的抗风险能力；适度超前于业务需求，能够满足新业务的需求”。步骤1-2：设定运行质量评估指标；据此设计了“网络健康度、网络可修复性、业务服务质量、网络生存性、网络扩展性、网络运行风险”六项指标。网络健康度旨在反映某个设备、光缆的状态对整个网络健康度的影响；业务服务质量是用来量化服务传输过程与电力通信网络间的映射关系的指标；网络修复水平是电力通信网坚固性、可靠性的重要体现；生存性定义为电力通信网抵制故障业务中断或干扰的能力；扩展性定义为已有网络设备面向网络功能与业务升级，所具备的可扩展能力情况；运行风险评估旨在对网络拓扑、业务等方面存在的风险要素进行分析，通过得出的风险要素指导运维人员对网络薄弱点进行加强。步骤2具体包括以下步骤：步骤2-1：确定指标经典域和节域；依据步骤一构建的指标体系，确定物元模型为r＝(电力光传输网运行质量，运行质量指标，指标数据)。本发明选取i,ii,iii,iv,v作为各指标评估等级，并且依次表示很差、较差、一般、较好和很好。确定指标的评定等级有利于实现对不同评估对象运行质量的差异化管理，其中，由于网络运行风险指标是处于[0,1]的反向指标，报告对其采取正向化处理，由此设定电力光传输网运行质量各评估指标的经典域如下，式中，n1,n2,n3,n4,n5分别表示电力通信网运行质量水平差、较差、一般、较好和很好，c1-c6依次表示电力光传输网运行质量的六项评估指标。与此同时，各电力通信网运行风险评价指标的节域rp为其对应的经典域之和，步骤2-2：确定待评物元。根据电力通信网运行风险各评价指标的实测数据可建立待评物元r0。rp和评估月份1的r0为步骤2-3：确定指标权值系数步骤2-3-1：采用层次分析法确定权值各指标构建判断矩阵，并且专家打分表如下表所示。基于特征值法原理，运行质量指标特征矩阵设定λ为p的最大特征根，w是对应的特征向量。根据公式p*w＝λ*w，计算可得λ＝6.571，一致性检验得ci＝(λ-n)/(n-1)/ri＝0.092<0.1，满足一致性检验，因此特征向量w＝[0.360.20.580.610.210.25]归一化可得各指标权重依次为：0.16,0.09,0.26,0.28,0.10,0.11。步骤2-3-1：基于粗糙集属性重要度原理确定权值选取多家省地电力公司的运行数据，对照步骤2-1设定的经典域将指标数据离散化。评估指标123456789101112c1445123334244c2344233322441c3523352233455c4135423433435c5543322233211c6444234443444则有评价对象集u＝[x1,x2,…x12]，c为指标体系，则u/ind(c)＝{x1，x2，x3，…,x11，x12}＝{x1,x2,…x12},以|x|表示集合x的基数，则c的信息量u/ind(c-c4)＝{x1，x2，x3，…,x11}＝{x1,x2,x3,x4,x5,[x6,x7],x8,x9,x10,x11,x12},可得指标c4的重要性为i(c)-i(c-c1)＝0.0139，重要性即为指标c4的权值系数。同理可得指标c1-c6的重要性，因此指标体系的重要性向量为[0000.013900],归一化可得指标体系重要性向量，即权值系数向量为[000100]。步骤2-3-3：综合权值客观权重受到数据选取的影响，因此本专利设定权值以专家经验为首要因素，设定经验因子α＝0.6，求得综合权值w＝α*p+(1-α)q＝[0.16,0.09,0.26,0.17,0.10,0.11]，归一化得到本专利所需的权值w＝[0.18,0.1,0.3,0.19,0.11,0.12]。步骤3具体包括以下步骤：步骤3-1：根据选定的指标，将1月份数据带入构成待评物元为步骤3-2：确定关联函数k(vi)关联函数表示物元的量值取值为实轴上一点时，物元符合要求的范围程度。设定待测电力通信网特征ci的实际值为vi，那么特征ci关于等级j的关联度kj(vi)计算公式如下：公式中kj(vi)代表指标值vi相对于等级区间vij的关联程度，vpi为指标i的节域，其中，指标值相对经典域的区间距计算方法如下式所示，套位值计算方法如下式所示，d(vi,vij,vpi)＝ρ(vi,vpi)-ρ(vi,vij)其中，指标值相对节域的区间距计算方法如下式所示，步骤3-3：计算关联度函数值；将评价等级分为j级，则运行质量关于等级j的关联度为：wi为指标ci的权重系数。步骤3-4：评定运行质量等级。标准化有那么则j*为n的界别变量特征值，即为网络运行风险的特征值。将实测数据带入关联函数，可以计算出指标vi对应各等级的关联度以及特征值如下表，根据算例得到的特征值为3.7479≈4对应的运行水平处于iv级，较好。从表格中可以发现，业务服务质量和网络扩展性c3的最大值为0.3400处于v级，很好；而网络生存性c4的最大值为0.0100处于i级，很差，应加大维护力度。因此，本发明提出的方法能够有效得到电力光传输网运行质量的量化结果，并且能够通过关联度发现网络运行脆弱的部分，有利于指导提升网络整体运行质量。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12