信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修的分析應(yīng)用

摘要：隨著信息通信技術(shù)的復(fù)雜化，其設(shè)備狀態(tài)檢修工作應(yīng)受到重視。文章首先提出了狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，然后針對(duì)其中的數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)評(píng)價(jià)兩個(gè)關(guān)鍵問題，提出了數(shù)學(xué)建模的解決方法，并對(duì)其模型進(jìn)行了分析，最后驗(yàn)證了該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：信息通信設(shè)備；狀態(tài)檢修系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理模型；狀態(tài)評(píng)價(jià)模型；數(shù)學(xué)建模

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0049-02

在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，信息技術(shù)和通信技術(shù)不斷發(fā)展，并相互結(jié)合應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。相應(yīng)的信息通信設(shè)備也頻繁更新，在電力系統(tǒng)調(diào)度、無(wú)人值守變電站自動(dòng)化管理中發(fā)揮著重要作用，相關(guān)設(shè)備質(zhì)量越來(lái)越高，性能也更加穩(wěn)定。

1 信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)中，需熟悉掌握相應(yīng)的準(zhǔn)則。針對(duì)可能出現(xiàn)或頻頻發(fā)生的故障，應(yīng)采取防范措施。

（2）根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)和性能建立起相應(yīng)的監(jiān)控體系，能夠?qū)崟r(shí)采集設(shè)備的信息，并對(duì)其加以計(jì)算分析，然后構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

（3）為減少因網(wǎng)絡(luò)事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)估潛在的危險(xiǎn)及引起故障的原因，提前防范。

（4）對(duì)狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)不容忽視，需合理制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全設(shè)備運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)體系，并實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)、診斷系統(tǒng)的融合。

（5）實(shí)現(xiàn)電力通信設(shè)備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發(fā)生后保證系統(tǒng)可自動(dòng)做出初步診斷，并利用診斷功能對(duì)故障進(jìn)行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強(qiáng)的技術(shù)支持，還應(yīng)建立起網(wǎng)絡(luò)專家?guī)?，將與系統(tǒng)有關(guān)的知識(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，包括設(shè)備的使用維護(hù)方法、典型問題及常見故障的處理方法、實(shí)際案例等內(nèi)容。在發(fā)生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)中的關(guān)鍵

狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評(píng)價(jià)為前提，并結(jié)合設(shè)備分析診斷結(jié)果等因素加以考慮，然后做出時(shí)間及項(xiàng)目安排的一種主動(dòng)檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時(shí)設(shè)備的狀態(tài)，比較片面。而狀態(tài)檢修則是對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)測(cè)。

某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設(shè)計(jì)的信息通信設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等諸多內(nèi)容，與傳統(tǒng)的檢修方式比自然更加科學(xué)，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問題，例如如何有效處理海量數(shù)據(jù)、如何將處理后得到的設(shè)備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評(píng)價(jià)服務(wù)等。為解決這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在此建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型和評(píng)價(jià)模型，并對(duì)其可行性加以驗(yàn)證。假設(shè)狀態(tài)檢修周期是一個(gè)月，計(jì)算周期是一天。

圖1

3 數(shù)據(jù)處理模型分析

針對(duì)不同的設(shè)備，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異。為全面反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中含有多項(xiàng)指標(biāo)，均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標(biāo)主要分為兩大類，一是連續(xù)變化型，二是開關(guān)型。

3.1 面積法

先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面積數(shù)據(jù)，將其作為評(píng)價(jià)模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標(biāo)的處理。通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)曲線，可反映指在特定階段內(nèi)的運(yùn)行狀況；而后挑選設(shè)備的一個(gè)指標(biāo)，將其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)曲線置于同一個(gè)坐標(biāo)系中，以方便觀察分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設(shè)備超標(biāo)運(yùn)行的異常面積。面積越大、異常時(shí)間越久，表明設(shè)備超標(biāo)越嚴(yán)重，則評(píng)價(jià)時(shí)給的分?jǐn)?shù)就低；相反，超標(biāo)越輕，得分越多。可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設(shè)備指標(biāo)的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當(dāng)某一指標(biāo)有且只有一條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線和某一指標(biāo)有多條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線。此外，設(shè)備在實(shí)際工作時(shí)，隨著時(shí)間的變動(dòng)，電力系統(tǒng)負(fù)荷也在起伏變動(dòng)。這必然會(huì)影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量，所以就同一個(gè)指標(biāo)而言，在其不同的運(yùn)行階段，應(yīng)制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)變化的幅值與時(shí)間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及各通信設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)而具體確定。須注意的是，在求面積時(shí)，還應(yīng)觀察設(shè)備指標(biāo)是否長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應(yīng)的處理。

3.2 統(tǒng)計(jì)方法

適用于開關(guān)型指標(biāo)。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統(tǒng)計(jì)的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為概率，作為評(píng)價(jià)模型的輸入。同時(shí)規(guī)定采集結(jié)果為真時(shí)，其值為1，否則為0。該方法有兩個(gè)步驟，先求取參考值，然后確定處理結(jié)果。

4 評(píng)價(jià)模型

4.1 閾值型評(píng)分模型

主要適用于給定正常運(yùn)行邊界或者是極限運(yùn)行范圍的指標(biāo)，其基本模型如式下：

其中，i表示設(shè)定的指標(biāo)運(yùn)行邊界或者是指標(biāo)極限運(yùn)行條件；ki（i=0，1）表示設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除的分?jǐn)?shù)。

4.2 曲線型評(píng)分模型

主要適用在指標(biāo)偏離基準(zhǔn)越大扣分越多的情況。本文選擇指數(shù)函數(shù)作為評(píng)分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續(xù)變化型數(shù)據(jù)處理的結(jié)果S或者是開關(guān)型指標(biāo)最后為0的狀態(tài)量的個(gè)數(shù)。在實(shí)際計(jì)算中，指標(biāo)類型不同，確定底數(shù)a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評(píng)分模型

主要適用于某一指標(biāo)由若干狀態(tài)共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態(tài)良好；布爾值0表示故障；xi代表評(píng)分對(duì)象中第i個(gè)狀態(tài)的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除分?jǐn)?shù)。

最終評(píng)分方法則分為三個(gè)步驟，先篩選，確保篩選后的數(shù)據(jù)包含有分值和時(shí)間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗(yàn)證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數(shù)據(jù)。已知評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴(yán)重故障警戒為90%，該指標(biāo)滿分5分。經(jīng)過對(duì)所有指標(biāo)模型的實(shí)際校驗(yàn)，本文提出模型均符合現(xiàn)有實(shí)際系統(tǒng)，能夠滿足信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修的基本要求。但必須經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，不斷修正參數(shù)和完善模型，最終才能達(dá)到更加符合實(shí)際、更加精確的評(píng)價(jià)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

信息通信設(shè)備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運(yùn)行，必須做好檢修工作。針對(duì)目前狀態(tài)檢修面臨的困難，即數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)評(píng)價(jià)，在此以數(shù)學(xué)建模的方法予以解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝朝紅.信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修分析應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，22（19）.

[2] 劉賢杰，劉旭生.信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修相關(guān)問題的研究[J].忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，28（5）.

[3] 高惠.設(shè)備狀態(tài)檢修發(fā)展趨勢(shì)展望[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，25（30）.

作者簡(jiǎn)介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國(guó)網(wǎng)福建長(zhǎng)汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運(yùn)檢。

摘要：隨著信息通信技術(shù)的復(fù)雜化，其設(shè)備狀態(tài)檢修工作應(yīng)受到重視。文章首先提出了狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，然后針對(duì)其中的數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)評(píng)價(jià)兩個(gè)關(guān)鍵問題，提出了數(shù)學(xué)建模的解決方法，并對(duì)其模型進(jìn)行了分析，最后驗(yàn)證了該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：信息通信設(shè)備；狀態(tài)檢修系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理模型；狀態(tài)評(píng)價(jià)模型；數(shù)學(xué)建模

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0049-02

在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，信息技術(shù)和通信技術(shù)不斷發(fā)展，并相互結(jié)合應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。相應(yīng)的信息通信設(shè)備也頻繁更新，在電力系統(tǒng)調(diào)度、無(wú)人值守變電站自動(dòng)化管理中發(fā)揮著重要作用，相關(guān)設(shè)備質(zhì)量越來(lái)越高，性能也更加穩(wěn)定。

1 信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)中，需熟悉掌握相應(yīng)的準(zhǔn)則。針對(duì)可能出現(xiàn)或頻頻發(fā)生的故障，應(yīng)采取防范措施。

（2）根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)和性能建立起相應(yīng)的監(jiān)控體系，能夠?qū)崟r(shí)采集設(shè)備的信息，并對(duì)其加以計(jì)算分析，然后構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

（3）為減少因網(wǎng)絡(luò)事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)估潛在的危險(xiǎn)及引起故障的原因，提前防范。

（4）對(duì)狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)不容忽視，需合理制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全設(shè)備運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)體系，并實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)、診斷系統(tǒng)的融合。

（5）實(shí)現(xiàn)電力通信設(shè)備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發(fā)生后保證系統(tǒng)可自動(dòng)做出初步診斷，并利用診斷功能對(duì)故障進(jìn)行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強(qiáng)的技術(shù)支持，還應(yīng)建立起網(wǎng)絡(luò)專家?guī)?，將與系統(tǒng)有關(guān)的知識(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，包括設(shè)備的使用維護(hù)方法、典型問題及常見故障的處理方法、實(shí)際案例等內(nèi)容。在發(fā)生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)中的關(guān)鍵

狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評(píng)價(jià)為前提，并結(jié)合設(shè)備分析診斷結(jié)果等因素加以考慮，然后做出時(shí)間及項(xiàng)目安排的一種主動(dòng)檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時(shí)設(shè)備的狀態(tài)，比較片面。而狀態(tài)檢修則是對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)測(cè)。

某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設(shè)計(jì)的信息通信設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等諸多內(nèi)容，與傳統(tǒng)的檢修方式比自然更加科學(xué)，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問題，例如如何有效處理海量數(shù)據(jù)、如何將處理后得到的設(shè)備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評(píng)價(jià)服務(wù)等。為解決這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在此建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型和評(píng)價(jià)模型，并對(duì)其可行性加以驗(yàn)證。假設(shè)狀態(tài)檢修周期是一個(gè)月，計(jì)算周期是一天。

圖1

3 數(shù)據(jù)處理模型分析

針對(duì)不同的設(shè)備，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異。為全面反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中含有多項(xiàng)指標(biāo)，均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標(biāo)主要分為兩大類，一是連續(xù)變化型，二是開關(guān)型。

3.1 面積法

先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面積數(shù)據(jù)，將其作為評(píng)價(jià)模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標(biāo)的處理。通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)曲線，可反映指在特定階段內(nèi)的運(yùn)行狀況；而后挑選設(shè)備的一個(gè)指標(biāo)，將其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)曲線置于同一個(gè)坐標(biāo)系中，以方便觀察分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設(shè)備超標(biāo)運(yùn)行的異常面積。面積越大、異常時(shí)間越久，表明設(shè)備超標(biāo)越嚴(yán)重，則評(píng)價(jià)時(shí)給的分?jǐn)?shù)就低；相反，超標(biāo)越輕，得分越多。可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設(shè)備指標(biāo)的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當(dāng)某一指標(biāo)有且只有一條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線和某一指標(biāo)有多條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線。此外，設(shè)備在實(shí)際工作時(shí)，隨著時(shí)間的變動(dòng)，電力系統(tǒng)負(fù)荷也在起伏變動(dòng)。這必然會(huì)影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量，所以就同一個(gè)指標(biāo)而言，在其不同的運(yùn)行階段，應(yīng)制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)變化的幅值與時(shí)間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及各通信設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)而具體確定。須注意的是，在求面積時(shí)，還應(yīng)觀察設(shè)備指標(biāo)是否長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應(yīng)的處理。

3.2 統(tǒng)計(jì)方法

適用于開關(guān)型指標(biāo)。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統(tǒng)計(jì)的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為概率，作為評(píng)價(jià)模型的輸入。同時(shí)規(guī)定采集結(jié)果為真時(shí)，其值為1，否則為0。該方法有兩個(gè)步驟，先求取參考值，然后確定處理結(jié)果。

4 評(píng)價(jià)模型

4.1 閾值型評(píng)分模型

主要適用于給定正常運(yùn)行邊界或者是極限運(yùn)行范圍的指標(biāo)，其基本模型如式下：

其中，i表示設(shè)定的指標(biāo)運(yùn)行邊界或者是指標(biāo)極限運(yùn)行條件；ki（i=0，1）表示設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除的分?jǐn)?shù)。

4.2 曲線型評(píng)分模型

主要適用在指標(biāo)偏離基準(zhǔn)越大扣分越多的情況。本文選擇指數(shù)函數(shù)作為評(píng)分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續(xù)變化型數(shù)據(jù)處理的結(jié)果S或者是開關(guān)型指標(biāo)最后為0的狀態(tài)量的個(gè)數(shù)。在實(shí)際計(jì)算中，指標(biāo)類型不同，確定底數(shù)a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評(píng)分模型

主要適用于某一指標(biāo)由若干狀態(tài)共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態(tài)良好；布爾值0表示故障；xi代表評(píng)分對(duì)象中第i個(gè)狀態(tài)的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除分?jǐn)?shù)。

最終評(píng)分方法則分為三個(gè)步驟，先篩選，確保篩選后的數(shù)據(jù)包含有分值和時(shí)間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗(yàn)證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數(shù)據(jù)。已知評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴(yán)重故障警戒為90%，該指標(biāo)滿分5分。經(jīng)過對(duì)所有指標(biāo)模型的實(shí)際校驗(yàn)，本文提出模型均符合現(xiàn)有實(shí)際系統(tǒng)，能夠滿足信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修的基本要求。但必須經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，不斷修正參數(shù)和完善模型，最終才能達(dá)到更加符合實(shí)際、更加精確的評(píng)價(jià)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

信息通信設(shè)備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運(yùn)行，必須做好檢修工作。針對(duì)目前狀態(tài)檢修面臨的困難，即數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)評(píng)價(jià)，在此以數(shù)學(xué)建模的方法予以解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝朝紅.信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修分析應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013，22（19）.

[2] 劉賢杰，劉旭生.信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修相關(guān)問題的研究[J].忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，28（5）.

[3] 高惠.設(shè)備狀態(tài)檢修發(fā)展趨勢(shì)展望[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，25（30）.

作者簡(jiǎn)介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國(guó)網(wǎng)福建長(zhǎng)汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運(yùn)檢。

摘要：隨著信息通信技術(shù)的復(fù)雜化，其設(shè)備狀態(tài)檢修工作應(yīng)受到重視。文章首先提出了狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，然后針對(duì)其中的數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)評(píng)價(jià)兩個(gè)關(guān)鍵問題，提出了數(shù)學(xué)建模的解決方法，并對(duì)其模型進(jìn)行了分析，最后驗(yàn)證了該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：信息通信設(shè)備；狀態(tài)檢修系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理模型；狀態(tài)評(píng)價(jià)模型；數(shù)學(xué)建模

中圖分類號(hào)：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）25-0049-02

在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)下，信息技術(shù)和通信技術(shù)不斷發(fā)展，并相互結(jié)合應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。相應(yīng)的信息通信設(shè)備也頻繁更新，在電力系統(tǒng)調(diào)度、無(wú)人值守變電站自動(dòng)化管理中發(fā)揮著重要作用，相關(guān)設(shè)備質(zhì)量越來(lái)越高，性能也更加穩(wěn)定。

1 信息通信設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對(duì)結(jié)果評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)中，需熟悉掌握相應(yīng)的準(zhǔn)則。針對(duì)可能出現(xiàn)或頻頻發(fā)生的故障，應(yīng)采取防范措施。

（2）根據(jù)設(shè)備特點(diǎn)和性能建立起相應(yīng)的監(jiān)控體系，能夠?qū)崟r(shí)采集設(shè)備的信息，并對(duì)其加以計(jì)算分析，然后構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。

（3）為減少因網(wǎng)絡(luò)事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)估潛在的危險(xiǎn)及引起故障的原因，提前防范。

（4）對(duì)狀態(tài)檢修的評(píng)價(jià)不容忽視，需合理制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全設(shè)備運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)體系，并實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)、診斷系統(tǒng)的融合。

（5）實(shí)現(xiàn)電力通信設(shè)備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發(fā)生后保證系統(tǒng)可自動(dòng)做出初步診斷，并利用診斷功能對(duì)故障進(jìn)行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強(qiáng)的技術(shù)支持，還應(yīng)建立起網(wǎng)絡(luò)專家?guī)欤瑢⑴c系統(tǒng)有關(guān)的知識(shí)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，包括設(shè)備的使用維護(hù)方法、典型問題及常見故障的處理方法、實(shí)際案例等內(nèi)容。在發(fā)生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態(tài)檢修系統(tǒng)中的關(guān)鍵

狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評(píng)價(jià)為前提，并結(jié)合設(shè)備分析診斷結(jié)果等因素加以考慮，然后做出時(shí)間及項(xiàng)目安排的一種主動(dòng)檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時(shí)設(shè)備的狀態(tài)，比較片面。而狀態(tài)檢修則是對(duì)整個(gè)過程的監(jiān)測(cè)。

某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設(shè)計(jì)的信息通信設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等諸多內(nèi)容，與傳統(tǒng)的檢修方式比自然更加科學(xué)，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問題，例如如何有效處理海量數(shù)據(jù)、如何將處理后得到的設(shè)備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評(píng)價(jià)服務(wù)等。為解決這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在此建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型和評(píng)價(jià)模型，并對(duì)其可行性加以驗(yàn)證。假設(shè)狀態(tài)檢修周期是一個(gè)月，計(jì)算周期是一天。

圖1

3 數(shù)據(jù)處理模型分析

針對(duì)不同的設(shè)備，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異。為全面反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中含有多項(xiàng)指標(biāo)，均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標(biāo)主要分為兩大類，一是連續(xù)變化型，二是開關(guān)型。

3.1 面積法

先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面積數(shù)據(jù)，將其作為評(píng)價(jià)模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標(biāo)的處理。通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)曲線，可反映指在特定階段內(nèi)的運(yùn)行狀況；而后挑選設(shè)備的一個(gè)指標(biāo)，將其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)曲線置于同一個(gè)坐標(biāo)系中，以方便觀察分析。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設(shè)備超標(biāo)運(yùn)行的異常面積。面積越大、異常時(shí)間越久，表明設(shè)備超標(biāo)越嚴(yán)重，則評(píng)價(jià)時(shí)給的分?jǐn)?shù)就低；相反，超標(biāo)越輕，得分越多?？筛鶕?jù)實(shí)際運(yùn)行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設(shè)備指標(biāo)的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當(dāng)某一指標(biāo)有且只有一條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線和某一指標(biāo)有多條評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)線。此外，設(shè)備在實(shí)際工作時(shí)，隨著時(shí)間的變動(dòng)，電力系統(tǒng)負(fù)荷也在起伏變動(dòng)。這必然會(huì)影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量，所以就同一個(gè)指標(biāo)而言，在其不同的運(yùn)行階段，應(yīng)制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)變化的幅值與時(shí)間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及各通信設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)而具體確定。須注意的是，在求面積時(shí)，還應(yīng)觀察設(shè)備指標(biāo)是否長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應(yīng)的處理。

3.2 統(tǒng)計(jì)方法

適用于開關(guān)型指標(biāo)。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統(tǒng)計(jì)的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為概率，作為評(píng)價(jià)模型的輸入。同時(shí)規(guī)定采集結(jié)果為真時(shí)，其值為1，否則為0。該方法有兩個(gè)步驟，先求取參考值，然后確定處理結(jié)果。

4 評(píng)價(jià)模型

4.1 閾值型評(píng)分模型

主要適用于給定正常運(yùn)行邊界或者是極限運(yùn)行范圍的指標(biāo)，其基本模型如式下：

其中，i表示設(shè)定的指標(biāo)運(yùn)行邊界或者是指標(biāo)極限運(yùn)行條件；ki（i=0，1）表示設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除的分?jǐn)?shù)。

4.2 曲線型評(píng)分模型

主要適用在指標(biāo)偏離基準(zhǔn)越大扣分越多的情況。本文選擇指數(shù)函數(shù)作為評(píng)分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續(xù)變化型數(shù)據(jù)處理的結(jié)果S或者是開關(guān)型指標(biāo)最后為0的狀態(tài)量的個(gè)數(shù)。在實(shí)際計(jì)算中，指標(biāo)類型不同，確定底數(shù)a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評(píng)分模型

主要適用于某一指標(biāo)由若干狀態(tài)共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態(tài)良好；布爾值0表示故障；xi代表評(píng)分對(duì)象中第i個(gè)狀態(tài)的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設(shè)備每種狀態(tài)下的應(yīng)扣除分?jǐn)?shù)。

最終評(píng)分方法則分為三個(gè)步驟，先篩選，確保篩選后的數(shù)據(jù)包含有分值和時(shí)間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗(yàn)證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數(shù)據(jù)。已知評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴(yán)重故障警戒為90%，該指標(biāo)滿分5分。經(jīng)過對(duì)所有指標(biāo)模型的實(shí)際校驗(yàn)，本文提出模型均符合現(xiàn)有實(shí)際系統(tǒng)，能夠滿足信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修的基本要求。但必須經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，不斷修正參數(shù)和完善模型，最終才能達(dá)到更加符合實(shí)際、更加精確的評(píng)價(jià)效果。

6 結(jié)語(yǔ)

信息通信設(shè)備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運(yùn)行，必須做好檢修工作。針對(duì)目前狀態(tài)檢修面臨的困難，即數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)評(píng)價(jià)，在此以數(shù)學(xué)建模的方法予以解決。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國(guó)網(wǎng)福建長(zhǎng)汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運(yùn)檢。