一种面向高性能计算应用的通信特征模型系统的制作方法

本发明涉及一种面向高性能计算应用的通信特征模型系统，属于网络通信分析。

背景技术：

1、铁路运输凭借其安全、快速、大容量、气候适应性强等优势,在交通运输系统中扮演着越来越重要的角色，我国现有高速铁路里程已超过万公里，而且其智能化和信息化程度越来越高。因此,高速铁路信号系统作为列车安全高速运行的保障变得更加重要。

2、目前对于高铁通信主要是通过改善高铁通信信号强度，已经不能满足安全和实时性的需求，由此可见，当前对于高铁通信信号还存在以下问题：

3、1)当前没有通过对高铁通讯基站中天线的方位角和下倾角进行高铁通讯网络覆盖率分析，在一定程度上降低了分析数据的准确率和精准性，不利于高铁通信信号的稳定性，进而增加了高铁通信信号的泄露风险，不能有效的保护客户数据和信息、保持共享数据的安全，无法确保可靠的访问和网络性能，同时还无法有效的防止网络威胁；

4、2)当前没有通知抢修人员和通知用户第一时间同时完成，进而造成维修时间增长，服务质量不高的缺陷，加大了分析的任务量，还可能造成进一步加剧故障损失，排查力度不强，降低了高铁通信信号的使用安全性，针对性不足，使得高铁通信信号监测评价结果的参考价值不高，影响正常使用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：提供一种面向高性能计算应用的通信特征模型系统，解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明采取的技术方案为：一种面向高性能计算应用的通信特征模型系统，该系统包括通信区域划分模块、故障信息获取模块、故障信息分析模块、故障信息比对模块、区域信息提取模块、区域信息分析模块和数据库；

3、通信区域划分模块，用于将指定区域按照平面网格式的划分方式划分为各子指定区域；

4、故障信息获取模块，用于获取各子指定区域高铁通讯基站的数目和各子指定区域内各高铁通讯基站对应的基本信息；

5、故障信息分析模块，用于根据各子指定区域内各高铁通讯基站对应的基本信息进而分析得出各子指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率；

6、故障信息比对模块，用于根据各子指定区域对应的高铁通讯网络覆盖率进而从中筛选得出各高铁通讯网络故障区域；

7、区域信息提取模块，用于根据数据库存储的指定区域内对应的历史故障文本数据，进而从中提取出各高铁通讯网络故障区域对应的历史故障文本数据；

8、区域信息分析模块，用于根据各高铁通讯网络故障区域对应的历史故障文本数据，进而分析得出各高铁通讯网络故障区域对应的相关故障信息。

9、进一步地，上述各子指定区域内各高铁通讯基站对应的基本信息包括天线的数目、各条天线的方位角和下倾角。

10、进一步地，上述分析得出指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率的具体分析过程如下：

11、a1、根据各子指定区域内各高铁通讯基站对应的基本信息，从中提取出各子指定区域内各高铁通讯基站中各条天线的方位角和下倾角，并将其分别记为和其中，i表示为各高铁通讯基站对应的编号，i＝1,2,......q，j表示为各条天线对应的编号，j＝1,2,......w，p表示为各子指定区域对应的编号，p＝1,2,......c；

12、a2、在各子指定区域内各高铁通讯基站进行均匀布设采样点，并将各子指定区域内各高铁通讯基站对应的各采样点导入直角坐标系中，进而得出各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点的平面坐标，并将其记为其中，k表示为各采样点对应的编号，k＝1,2,......u，并将各子指定区域内各高铁通讯基站中各条天线的高度、方位角和下倾角和各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点的平面坐标同时导入三维模型图中，即可得到各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线方位角的夹角度数和各条天线水平面的夹角度数；

13、a3、将各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线方位角的夹角度数与各条天线的方位角进行比对，若两者比对一致，则利用计算公式分别计算得出各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线的采样点方位角度数和采样点下倾角度数，若两者比对不一致，则利用计算公式分别计算得出各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线的采样点方位角度数和采样点下倾角度数。

14、进一步地，上述分析得出各子指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率的具体分析过程还包括：

15、b1、利用如下计算公式，计算得出各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线的采样点方位角度数

16、

17、其中，表示为第p指定区域内第i高铁通讯基站对应第k采样点对于第j条天线方位角的夹角度数，表示为第p指定区域内第i高铁通讯基站对应第k采样点对于第j条天线水平面的夹角度数；

18、b2、利用如下计算公式，计算得出各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线的采样点下倾角度数

19、

20、b3、根据三维模型图即可得到各子指定区域对应指定区域内的占比比例，并将其记为η，根据各子指定区域内各高铁通讯基站对应各采样点对于各条天线的采样点方位角度数和采样点下倾角度数，进而利用如下计算公式计算得出各子指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率βpi：

21、

22、其中，s′表示为数据库存储的指定区域对应的总占地面积，λ1、λ2分别表示为设定的采样点方位角度数和下倾角度数对应网络覆盖率的影响因子。

23、进一步地，上述各高铁通讯网络故障区域的具体筛选过程如下：

24、将各子指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率与设定的标准区域内部高铁通讯网络覆盖率进行比对，若某子指定区域内对应的高铁通讯网络覆盖率小于标准区域内部高铁通讯网络覆盖率，则判定该指定子区域为高铁通讯网络故障区域，由此得到各高铁通讯网络故障区域对应的信息。

25、进一步地，上述高铁通讯网络故障区域对应的相关故障信息包括故障类别和故障后续处理。

26、进一步地，上述分析得出各高铁通讯网络故障区域对应的故障类别的具体分析获得过程包括以下步骤：

27、d1、从数据中提取出指定区域内对应的历史故障文本数据，其中，指定区域内对应的历史故障文本数据包括各次历史故障对应的历史故障文本数据，进而从中筛选得出各高铁通讯网络故障区域对应各次历史故障的历史故障文本数据，通过中文分析技术进行中文分词，进而从中筛选出各高铁通讯网络故障区域对应各次历史故障的各故障特征词；

28、d2、将各高铁通讯网络故障区域对应各次历史故障的各故障特征词进行相互比对筛选，利用计算公式计算得出各高铁通讯网络故障区域对应各次历史故障的各故障特征词的出现概率，并将其按照降序排列，从中筛选出排列靠前的故障特征词作为各高铁通讯网络故障区域的可能故障词；

29、d3、从数据库中提取出指定区域内对应的历史维修信息，其中，历史维修信息包括各次维修对应的维修位置、维修时间和各维修故障词，进而从中筛选得出各高铁通讯网络故障区域对应的各次维修时间和各维修故障词，进而分析得出各高铁通讯网络故障区域对应的各可能维修故障词；

30、d4、从各高铁通讯网络故障区域的可能故障词和各可能维修故障词获取得出各高铁通讯网络故障区域的各可能故障词和各可能维修故障词，并将分别生成集合，并将其记为egr和fgd，g表示为各高铁通讯网络故障区域对应的编号，g＝1,2,......t，r表示为各可能故障词对应的编号，r＝1,2,......l，d表示为各可能维修故障词对应的编号，d＝1,2,......f，利用计算公式计算得出各高铁通讯网络故障区域对应各可能故障词和各可能维修故障词的重合度

31、d5、将各高铁通讯网络故障区域对应各可能故障词和各可能维修故障词的重合度按照从大到小的顺序排列，进而将重合度排列第一的作为各高铁通讯网络故障区域对应的故障类别。

32、进一步地，上述各高铁通讯网络故障区域对应的故障后续处理的具体分析获得过程包括以下步骤：

33、e1、根据各高铁通讯网络故障区域，进而筛选得出与各高铁通讯网络故障区域距离最近的维修站，并将与各高铁通讯网络故障区域距离最近的电力维修站记为参考维修站，并获取参考维修站对应的人员信息，其中，人员信息包括各人员对应的预约时间段；

34、e2、进而分析得出各人员当前时间段对应的空闲度，并依据各人员当前时间段对应的空闲度进行对应派遣管理。

35、在一种可能实施的方式中，所述该系统还包括数据库，用于存储指定区域内对应的历史故障文本数据和历史维修信息，还用于存储指定区域对应的总占地面积。

36、本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

37、1)本发明提供的一种面向高性能计算应用的通信特征模型系统，通过对高铁通讯基站中天线的方位角和下倾角进行高铁通讯网络覆盖率分析，在一定程度上提高了分析数据的准确率和精准性，有利于保障高铁通信信号的稳定性，进而降低了高铁通信信号的泄露风险，有效的保护客户数据和信息、保持共享数据的安全，确保了可靠的访问和网络性能，同时还有效的防止网络威胁；

38、2)本发明能有效降低维修时间和提高维修质量，减少分析的任务量，避免故障损失的概率，增强排查力度，提高了高铁通信信号的使用安全性，同时还能有效提高高铁通信信号监测评价结果的参考价值。