一种电力通信网络裕度校验系统的制作方法

本发明涉及通信网络运维领域，具体的说是一种电力通信网络裕度校验系统。

背景技术：

随着智能电网的建设和电网信息化的不断发展，现代先进的信息通信技术与电网系统高度集成，通信系统与电网系统的结合日益紧密。电力系统的高稳定性要求发电、输电、变电等各环节具有较高的信息化和自动化水平，这些都离不开先进的电力通信系统的支撑。因此，电网系统的可靠运行离不开电力通信系统的高度可靠性。目前对于电力通信网络的可靠性研究主要集中在前期网络规划，如备用路径的建立和保护环，这样提高通信网络可靠性的代价高，对于复杂网络中的动态的不可预测的故障缺乏快速有效的恢复手段。

目前电力光通信网可靠性分析与计算主要存在如下几方面的问题：

1)电力系统对电力通信网的可靠性和故障缺乏明确的定义和量化分析手段，主要靠公网的可靠性研究方法，难以解决电力通信中的实际问题；目前对于电力通信网可靠性研究大多集中在理论模型和分析方法，对于量化分析缺乏相应的技术手段；

2)电力光通信网可靠性技术指标主要从电信业务的角度出发，对电力业务的通信信道承载的指标要求考虑不充分，使得电网保护、安稳等实时控制业务系统，需要大量配置冗余的设备和通信通道，造成资源的浪费和维护成本的提高；

3)目前电力光通信网可靠性主要考虑通信通道故障发生后，采取何种保护和恢复措施来及时恢复业务，而对通信业务路径故障风险监测和预警方面缺乏有效的方法和手段。

技术实现要素：

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种电力通信网络裕度校验系统。

本发明所述一种电力通信网络裕度校验系统，解决上述技术问题采用的技术方案如下：所述一种电力通信网络裕度校验系统，基于电力光通信系统的拓扑结构，以所承载的电力业务的重要度权重为分析因子，综合考虑影响光传输设备和光纤链路的可靠性的主要因素；分析出电力业务所存在的通信风险概率以便提前预警，并通过带时延参数的GMPLS动态路由约束算法，对存在通信风险的业务通道进行自动路由优化选择，采取预防措施以降低电力业务发生中断的风险；主要包括通信网可靠性评估模型和业务路径风险评估算法两个部分。

优选的，所述通信网可靠性评估模型主要从物理设备层、传输层和业务承载层三个层次进行评估，所述物理设备层主要从设备软硬件构成、设备关键性能指标和设备运行状态进行评估；所述传输层主要从光缆可靠性指标、链路可达性指标和网络负载强度方面评估；所述业务承载层主要从业务承载重要度、业务通道组织因素和路由关联因素进行评估。

优选的，业务路径风险评估以风险值为指标，按以下公式计算获得：

风险值R＝业务权重LE×故障发生概率P

其中，R—业务路径风险值；LE—所承载业务权重；P—业务路径故障发生概率。

优选的，所述业务权重的量化是业务风险重要因素，按照电力业务的分区进行量化，采用打分法对不同业务分类进行权重赋值。

优选的，所述业务路径故障发生概率主要由业务所经过的设备节点和通道发生的故障概率来决定。

优选的，光传输设备节点主要考虑SDH节点设备发生故障的概率，由通信节点邻接阵、通信节点及线路可靠阵、以及通信路径拓扑阵计算出所有在线通信业务路径的故障概率矩阵。

优选的，单通道业务路径的故障概率：若业务路径共有N个节点，N-1段光缆线路，则设备节点的故障概率集PS＝{PS1、PS2、……、PSn}，光缆线路的故障概率集PL＝{PL1、PL2、……、PLN-1}。

优选的，主备路径完全独立的业务路径的故障概率：业务路径为完全独立的主备两条通道组成，若主通道由N个节点和N-1条光缆线路组成，备用通道由M个节点和M-1条光缆线路组成，则主通道设备节点的故障概率集PS＝{PS1、PS2、……、PSn}，光缆线路的故障概率集PL＝{PL1、PL2、……、PLN-1}；备用通道设备节点的故障概率集P’S＝{P’S1、P’S2、……、P’Sn}，光缆线路的故障概率集P’L＝{P’L1、P’L2、……、P’LN-1}。

优选的，主备路径有部分重合的业务路径故障概率：业务路径由部分重合的和部分完全独立的主备两条通道组成，若等效并联的主备通道的节点故障发生概率集合Ps并联＝{Ps并联1，Ps并联2，……,Ps并联k}，等效并联的主备通道的光缆线路故障发生概率集合PL并联＝{PL并联1，PL并联2，……,PL并联k-1}，则业务路径完全重合的节点集合为PS串联＝{PS串联1，PS串联2，……，PS串联j}，业务路径完全重合的光缆线路集合为PL串联＝{PL串联1，PL串联2，……，PL串联j-1}。

本发明所述一种电力通信网络裕度校验系统与现有技术相比具有的有益效果是：本发明能够科学、准确的分析出对电力业务所存在的通信风险概率，以便进行提前预警，并通过带时延参数的GMPLS动态路由约束算法，对存在通信风险的业务通道进行自动路由优化选择，提前采取预防措施，以降低电力业务发生中断的风险；该发明对网络的可用性提供了科学有效的分析手段，使通信运行维护人员准确找到通信网络的裕度，实用性强。

说明书附图

附图1为所述通信网可靠性评估模型的示意图；

附图2为所述业务路径的故障概率算法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明所述一种电力通信网络裕度校验系统进一步详细说明。

本发明提供一种电力通信网络裕度校验系统，基于电力光通信系统的拓扑结构，以所承载的电力业务的重要度权重为分析因子，综合考虑影响光传输设备和光纤链路的可靠性的主要因素；分析出电力业务所存在的通信风险概率以便提前预警，并通过带时延参数的GMPLS动态路由约束算法，对存在通信风险的业务通道进行自动路由优化选择，采取预防措施以降低电力业务发生中断的风险。通过本发明，能够对网络的可用性提供科学有效的分析手段，使的通信运行维护人员能够准确找到通信网络的裕度，实用性较强。

实施例：

本实施例所述一种电力通信网络裕度校验系统，主要包含通信网可靠性评估模型和业务路径风险评估算法两个部分。由于继电保护、安全稳定等业务直接承载在通信光传输网络中，所述通信网可靠性评估模型主要考虑电力光通信网络可靠性评估因素；所述电力光通信网络主要包括业务承载层网络、传输层网络和物理设备层网络三个层面；其中，所述业务承载层网络是指直接面向用户的网络，直接给用户提供网络服务；所述传输层网络是指完成信息传送功能的网络，负责信息的可靠性传输；所述物理设备层网络是由具体物理传输线路和传输设备构成，其拓扑结构多种多样。

具体各个网络层面的可靠性影响因素较多，电力通信网可靠性评价指标考虑的主要因素如下：在物理设备层考虑的主要因素包括设备软硬件构成、设备关键性能指标和设备运行状态；所述传输层考虑的主要因素包括网络负载强度、链路可达性指标和光缆可靠性指标；所述业务承载层考虑的主要因素包括路由关联因素、业务通道组织因素和业务承载重要度。

附图1为所述通信网可靠性评估模型的示意图，如附图1所示，所述通信网可靠性评估模型主要从物理设备层、传输层和业务承载层三个层次进行评估，所述物理设备层主要从设备软硬件构成、设备关键性能指标和设备运行状态进行评估；所述传输层主要从光缆可靠性指标、链路可达性指标和网络负载强度方面评估；所述业务承载层主要从业务承载重要度、业务通道组织因素和路由关联因素进行评估。通过对上述因素对电力通信网可靠性影响方式进行综合分析，得出电力通信业务中链路故障发生概率、故障影响业务范围和故障影响业务程度，进而得出电力通信网可靠性评估模型。

电力通信业务路径风险评估综合考虑了设备可靠性因素、线路可靠性因素、路由关联因素和管理因素，以及业务重要度权重的影响因素。其中，设备可靠性因素主要包括设备关键性能指标、软硬件模块风险、运行状态和机房环境因素；线路可靠性因素主要包括光纤衰减因素、光纤同缆同塔情况和共享风险链路因素；路由关联因素包括主备通道数量、通道备用方式因素，管理因素包括资源管理因素和规章制度因素等内容，业务重要度权重因素主要包括实时性、可靠性指标和安全性要求。

电力通信网风险评估，一方面指对电力通信网自身出现的威胁及后果进行分析，尤其是对其中设备、网络及业务进行在正常运行和检修状态下的脆弱性及后果进行分析；另一方面指对电力通信网出现的故障和威胁的后果进行量化评估，使其成为电网风险评估与管理的一个有力支撑部分。业务路径风险评估以风险值为指标，综合考虑设备状态评价结果、设备故障损失程度两方面的因素，按以下公式计算获得：

风险值(R)＝业务权重(LE)×故障发生概率(P)

其中，R—业务路径风险值；LE—所承载业务权重；P—故障发生概率。业务重要度权重业务权重的量化是业务风险重要因素，按照电力业务的分区进行量化，采用打分法对不同业务分类进行权重赋值，具体如下表所示：

业务路径故障发生概率，主要由业务所经过的设备节点和通道发生的故障概率来决定。由于目前继电保护、安全稳定等业务直接承载在通信光传输网络中，通信预警子系统主要通过计算通信光传输设备和光传输通道的故障概率。目前电力光传输网络主要采用SDH/MSTP技术进行组网，所述业务路径风险算法中光传输节点设备主要考虑SDH节点设备发生故障的概率，由通信节点邻接阵、通信节点及线路可靠阵、以及通信路径拓扑阵三个矩阵计算出所有在线通信业务路径的故障概率矩阵，如附图2所示。

业务路径分为单通道业务路径和主备双通道业务路径，且主备双通道业务路径又可分为完全独立的主备路径和有重合的业务路径。针对上述情况进行区别分析和计算，业务路径故障概率的具体计算方法如下：

1)单通道业务路径的故障概率

如上业务路径共有N个节点，N-1段光缆线路，其中，设备节点的故障概率集PS＝{PS1、PS2、……、PSn}，光缆线路的故障概率集PL＝{PL1、PL2、……、PLN-1}。

2)主备路径完全独立的业务路径的故障概率

如上业务路径为完全独立的主备两条通道组成，其中，主通道由N个节点和N-1条光缆线路组成，备用通道由M个节点和M-1条光缆线路组成，主通道设备节点的故障概率集PS＝{PS1、PS2、……、PSn}，光缆线路的故障概率集PL＝{PL1、PL2、……、PLN-1}；备用通道设备节点的故障概率集P’S＝{P’S1、P’S2、……、P’Sn}，光缆线路的故障概率集P’L＝{P’L1、P’L2、……、P’LN-1}。

3)主备路径有部分重合的业务路径故障概率

如上，业务路径由部分重合的和部分完全独立的主备两条通道组成，其中，若等效并联的主备通道的节点故障发生概率集合Ps并联＝{Ps并联1，Ps并联2，……,Ps并联k}，等效并联的主备通道的光缆线路故障发生概率集合PL并联＝{PL并联1，PL并联2，……,PL并联k-1}，业务路径完全重合的节点集合为PS串联＝{PS串联1，PS串联2，……，PS串联j}，业务路径完全重合的光缆线路集合为PL串联＝{PL串联1，PL串联2，……，PL串联j-1}。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。