粗糙集理論在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷中的應(yīng)用

馬志強(qiáng)

摘 要

本文在分析朔黃線傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，提出用粗糙集理論對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)安全性進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，并在Matlab6.5環(huán)境下建模進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得到了預(yù)期的輸出結(jié)果，證明基于粗糙集理論的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷具備實(shí)際可行性，起到了積極的作用，為增強(qiáng)傳輸系統(tǒng)的安全性提供了一種新的研究思路，同時(shí)也對(duì)光纖傳輸【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)挖掘 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò) 故障診斷 粗糙集

1 引言

隨著信息產(chǎn)業(yè)和大規(guī)模數(shù)據(jù)服務(wù)器的迅猛發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)選擇將生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的各類業(yè)務(wù)電子化信息化，在此過(guò)程中，密集波分復(fù)用的光纖通信技術(shù)為海量數(shù)據(jù)交互提供了可靠的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。光纖通信已成為制約信息傳輸?shù)年P(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，穩(wěn)定可靠高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)之一。

本文以朔黃線光纖傳輸系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)傳輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入分析，用MATLAB6.5建立傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)仿真模型，并通過(guò)仿真得到在不同故障條件下光纖OTDR曲線及傳輸告警信息建立異常特征向量，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中適用于解決不精確、不完備問(wèn)題的粗糙集理論，對(duì)特征向量進(jìn)行識(shí)別和歸納，并得到了預(yù)期的效果。本文只是對(duì)粗糙集理論在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用做了初步探索，進(jìn)一步研究工作還在繼續(xù)中。

2 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)架構(gòu)

朔黃線傳輸系統(tǒng)采用SDH光同步數(shù)字傳輸體制環(huán)形組網(wǎng)，傳輸媒介為光纜，兼容原有的PDH傳輸網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)采用了較先進(jìn)數(shù)字交叉連接（DXC）和分插復(fù)用器（ADM），具備自愈功能和鏈路重組功能。由于SDH數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中設(shè)定了專用信號(hào)比特，使得其可形成自動(dòng)化、智能化的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理體系，實(shí)現(xiàn)故障告警以及性能指標(biāo)監(jiān)控。朔黃線光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)可分為信息采集子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)、故障響應(yīng)子系統(tǒng)和故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)四部分，如圖2-1所示，其中信息處理子系統(tǒng)是整個(gè)故障診斷系統(tǒng)的核心部分，負(fù)責(zé)對(duì)采集到的OTDR曲線和傳輸系統(tǒng)告警信息分別進(jìn)行特征向量提取，與故障數(shù)據(jù)表中已有的特征向量進(jìn)行比對(duì)，并將結(jié)果輸出到故障響應(yīng)子系統(tǒng)。

2.1 信息采集子系統(tǒng)

信息采集子系統(tǒng)是故障診斷系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)、知識(shí)的來(lái)源，也是信息傳遞的通道，包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)功能模塊，數(shù)據(jù)采集模塊由運(yùn)行在ARM單片機(jī)上的嵌入式C語(yǔ)言程序控制，數(shù)據(jù)傳輸模塊以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為支撐，實(shí)現(xiàn)各類信息的互聯(lián)互通。

信息采集子系統(tǒng)通過(guò)三類途徑獲取信息：從傳輸系統(tǒng)網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn)接口讀取告警信息、性能指標(biāo)等狀態(tài)信息；在車站傳輸設(shè)備、路由器、交換機(jī)等硬件設(shè)備上安裝部署傳感器和硬件探針，直接采集告警信息和光傳輸網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)；由車站電務(wù)人員周期性對(duì)區(qū)間光纜徑路進(jìn)行OTDR測(cè)試，將測(cè)試得到的OTDR曲線增加光纖折射率、測(cè)試量程、尾纖長(zhǎng)度、區(qū)間編號(hào)等信息后人工導(dǎo)入信息采集子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)間。

2.2 信息處理子系統(tǒng)

信息處理子系統(tǒng)在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)中處于中樞地位，其核心軟件運(yùn)行在Vxworks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下，負(fù)責(zé)用設(shè)定好的數(shù)據(jù)挖掘算法對(duì)實(shí)時(shí)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷。首先將數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單校核判斷，排除傳輸過(guò)程中發(fā)生數(shù)據(jù)誤碼等異常后，分別提取告警信息、性能指標(biāo)、OTDR曲線的數(shù)據(jù)源的特性向量，利用已有的知識(shí)庫(kù)、案例庫(kù)和故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史信息，，進(jìn)行推理判斷，并將分析結(jié)果反饋到故障響應(yīng)子系統(tǒng)。

2.3 故障響應(yīng)子系統(tǒng)

故障響應(yīng)子系統(tǒng)對(duì)已發(fā)生或預(yù)測(cè)將會(huì)發(fā)生的故障進(jìn)行定位、隔離、校正，從而減少光纜故障發(fā)生的影響程度，提高安全性和穩(wěn)定性。 通過(guò)監(jiān)控和管理光傳輸網(wǎng)絡(luò)各項(xiàng)性能指標(biāo)，識(shí)別物理破壞或者非法入侵行為，同時(shí)把故障診斷系統(tǒng)所得出的結(jié)果以聲音、燈光、圖形化報(bào)表等形式展現(xiàn)給系統(tǒng)管理人員。

2.4 故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)

故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)作為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器和控制中心，負(fù)責(zé)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和特征提取，提供故障分析、故障診斷、數(shù)據(jù)綜合等功能，保證光纖傳輸系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。

故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存光傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的各類歷史信息， 將處理后的OTDR曲線、告警信息、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)等數(shù)據(jù)源提取特征值，存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表中。對(duì)已經(jīng)確定為異常狀態(tài)的數(shù)據(jù)源，提取特征值和特征向量后，記錄到故障數(shù)據(jù)表中。如圖2-2所示，

為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的穩(wěn)定性和可恢復(fù)性，采用IBM公司的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)DB2，可提供高效率的數(shù)據(jù)利用性和讀取性能，能夠執(zhí)行與應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)無(wú)關(guān)的SQL指令。使用微軟的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)ODBC接口，建立OTDR曲線數(shù)據(jù)源、網(wǎng)管告警信息數(shù)據(jù)源和網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)數(shù)據(jù)源，由Java語(yǔ)言編寫(xiě)JDBC接口，將信息采集子系統(tǒng)和信息處理子系統(tǒng)無(wú)縫連接起來(lái)，無(wú)需考慮數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)可以看做是整個(gè)診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐層，邏輯上包括數(shù)據(jù)源、知識(shí)庫(kù)、方法庫(kù)和案例庫(kù)，向其它子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。數(shù)據(jù)源存放與光線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)，如網(wǎng)元設(shè)備狀態(tài)信息，網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)、OTDR曲線記錄等，為故障診斷提供原始數(shù)據(jù)支持；知識(shí)庫(kù)存放光傳輸領(lǐng)域相關(guān)專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)以及利用粗糙集理論進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘后得出的新規(guī)則，知識(shí)庫(kù)中的各類規(guī)則和知識(shí)可用于智能診斷中的推理機(jī)制；方法庫(kù)存放整個(gè)系統(tǒng)的決策策略和流程，是診斷系統(tǒng)的控制中心；案例庫(kù)儲(chǔ)存故障實(shí)例及診斷過(guò)程中判斷為故障的新實(shí)例。

3 診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘具體流程

在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)中，選取適合處理復(fù)雜問(wèn)題的粗糙集理論用于海量數(shù)據(jù)挖掘，通過(guò)對(duì)上述資源庫(kù)和案例庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行高效快速的信息挖掘，尋找出其中內(nèi)在的、有價(jià)值的知識(shí)，并放入知識(shí)庫(kù)，提供給決策人員和系統(tǒng)維護(hù)人員。光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的具體流程如下，包括數(shù)據(jù)理解、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘模型建立、挖掘結(jié)果評(píng)價(jià)和實(shí)施四個(gè)步驟，如圖3-1所示。

3.1 數(shù)據(jù)理解

故障診斷系統(tǒng)管理員首先從技術(shù)的角度對(duì)涉及到的業(yè)務(wù)進(jìn)行需求分析，并把相應(yīng)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)目標(biāo)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο?，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中所需的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，通過(guò)信息采集子系統(tǒng)收集所需要的三大類信息。例如，業(yè)務(wù)需求是“對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行定位”，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)挖掘?qū)ο髣t應(yīng)當(dāng)是“OTDR曲線歷史記錄，未發(fā)生故障時(shí)性能指標(biāo)，當(dāng)前告警信息和告警日志”。

3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

包括清洗數(shù)據(jù)、構(gòu)建數(shù)據(jù)、集成數(shù)據(jù)和格式化數(shù)據(jù)等處理過(guò)程，這些處理過(guò)程可交叉迭代反復(fù)進(jìn)行，從而將采集到的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為適合數(shù)據(jù)挖掘工具處理的可用目標(biāo)數(shù)據(jù)。清洗數(shù)據(jù)的目標(biāo)是將數(shù)據(jù)可用性提高至相應(yīng)的分析精度要求，確保數(shù)據(jù)值的一致性和正確性，解決個(gè)別字段數(shù)值缺失問(wèn)題；構(gòu)建數(shù)據(jù)是可理解為由一個(gè)或多個(gè)已知屬性構(gòu)建新屬性、生成新記錄；集成數(shù)據(jù)是將來(lái)自不同表或記錄的數(shù)據(jù)綜合成新的記錄或?qū)傩灾?；格式化?shù)據(jù)是對(duì)中間數(shù)據(jù)進(jìn)行格式語(yǔ)法上的調(diào)整修改，使其滿足數(shù)據(jù)建模工具的要求。

3.3 數(shù)據(jù)挖掘模型建立

光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)管理人員首先將原始數(shù)據(jù)人工分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測(cè)試數(shù)據(jù)集，在訓(xùn)練數(shù)據(jù)集上根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)類型選擇相應(yīng)的建模工具，匹配合適的數(shù)據(jù)挖掘算法建立模型，并不斷調(diào)整各類參數(shù)使已完成建模的初始模型達(dá)到最優(yōu)，之后在測(cè)試數(shù)據(jù)集上對(duì)生成的模型進(jìn)行評(píng)估。一般常用的數(shù)據(jù)挖掘算法包括傳統(tǒng)文本分類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、粗糙集理論、遺傳算法等，本文選取的是適合處理不完備信息的粗糙集理論。

3.4 挖掘結(jié)果評(píng)價(jià)和實(shí)施

對(duì)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)可以將挖掘模型用可視化的圖表形式展示給系統(tǒng)管理人員，并根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)和數(shù)據(jù)挖掘成功與否的一般評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解釋所得到的模型，并對(duì)最終建模情況進(jìn)行全面徹底的評(píng)價(jià)，以確定是否完全達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，最終做出是否使用該次數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的決定。如評(píng)判后認(rèn)定該次挖掘挖掘結(jié)果未達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，則需要再次進(jìn)行上述數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)管理人員和領(lǐng)域?qū)＜以u(píng)判后認(rèn)為本次光纖傳輸故障數(shù)據(jù)挖掘具有實(shí)際指導(dǎo)意義，則按挖掘結(jié)果對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)將本次數(shù)據(jù)挖掘所產(chǎn)生的知識(shí)存入系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)。

4 基于粗糙集理論的數(shù)學(xué)模型建立

粗糙集理論是波蘭科學(xué)家20世紀(jì)80年代初提出的一種用以研究解決不完備、不確定問(wèn)題的數(shù)據(jù)挖掘方法，不同于模糊集理論需要靠隸屬函數(shù)來(lái)處理模糊性，粗糙集理論不需要任何額外的數(shù)據(jù)信息。近年來(lái)粗糙集理論的研究范圍發(fā)展迅速，受到學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和重視。粗糙集理論通過(guò)數(shù)據(jù)的表達(dá)、學(xué)習(xí)、歸納從而計(jì)算出近似值，特別適用于數(shù)據(jù)相關(guān)性和相似性的查找，從中提取歸納出特定問(wèn)題的推理規(guī)則和數(shù)學(xué)模式。

故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存了光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中所保存的大量歷史數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)人工統(tǒng)計(jì)方法很難對(duì)這些歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效利用，而粗糙集理論的引入可以很好地使用這些歷史數(shù)據(jù)來(lái)建立光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型，從而可以診斷和預(yù)測(cè)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。

4.1 光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的特征向量提取

粗糙集研究對(duì)象可以看作是一個(gè)多值屬性的集合，其本質(zhì)上是一種分類思想。集合內(nèi)每個(gè)對(duì)象及其屬性都有一個(gè)確定的值作為唯一標(biāo)志符號(hào)，一般而言對(duì)象的屬性是不全面不完備的，不能完全精確的劃分具有某幾種屬性的子集合對(duì)象，因而粗糙集中使用上近似和下近似來(lái)描述這類集合，分別對(duì)應(yīng)給定屬性的最大對(duì)象集合和最小對(duì)象集合。

對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷首先要提取表征故障的特征屬性集，一個(gè)故障診斷系統(tǒng)可表示為： S = < U，Q，V，F(xiàn)>

其中U表示所有在光纖傳輸系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的狀態(tài)組合，U={U1，U2，U3，...Ux}，每個(gè)Ux表示運(yùn)行過(guò)程中的一種可能狀態(tài)，Q 表示條件屬性和決策屬性的并集，V表示所有屬性的并集，F(xiàn)表示故障診斷函數(shù)。

構(gòu)造特性向量可以簡(jiǎn)化為將網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)和告警信息作為向量的一個(gè)維度信息，生成特征向量T，T = {E1，E2，E3，E4，E5....E n}，E1至En表示網(wǎng)絡(luò)帶寬、業(yè)務(wù)負(fù)載、信號(hào)傳輸損耗等狀態(tài)信息。依次對(duì)各類故障場(chǎng)景下網(wǎng)管系統(tǒng)告警信息和實(shí)時(shí)OTDR曲線進(jìn)行取樣可得到光纖傳輸系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)表，進(jìn)而得到光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障特性向量TE 的集合。如表4-1所示。

4.2 構(gòu)建光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障知識(shí)庫(kù)的主要過(guò)程

（1）選取用于訓(xùn)練的各類故障用例，在故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中將發(fā)生故障時(shí)刻的網(wǎng)絡(luò)情況、告警信息、性能指標(biāo)、對(duì)應(yīng)的ODTR曲線選出建立光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障數(shù)據(jù)庫(kù)，人工增加決策屬性狀態(tài)判斷（正常或者故障）。構(gòu)建的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)。如圖4-1所示，

（2）對(duì)故障診斷服務(wù)器中所有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，抽取特征項(xiàng)，合并近義詞、同義詞，進(jìn)行詞頻統(tǒng)計(jì)。

（3）按照粗糙集理論創(chuàng)建決策表。通過(guò)檢索每個(gè)特征項(xiàng)是否出現(xiàn)在故障診斷服務(wù)器的故障數(shù)據(jù)表列表中，得到?jīng)Q策表。

（4）決策表的屬性約簡(jiǎn)。利用既有的算法，同時(shí)參照經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，按照對(duì)影響光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全性的因子對(duì)各特征項(xiàng)加權(quán)，對(duì)決策表中的各類屬性約簡(jiǎn)。

（5）生成光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障知識(shí)庫(kù)。 決策表中的每一行特征項(xiàng)都可以當(dāng)做光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障知識(shí)庫(kù)中的一條知識(shí)，表明處于該狀態(tài)下的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)存在安全隱患或已不能正常運(yùn)行。

5 模擬驗(yàn)證

在收集朔黃鐵路2009至2013年傳輸系統(tǒng)網(wǎng)管中心告警日志、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)記錄和周期性O(shè)TDR測(cè)試曲線的基礎(chǔ)上，將發(fā)生故障或異常時(shí)刻的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)信息抽取出來(lái)，建立光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障數(shù)據(jù)庫(kù)和故障數(shù)據(jù)表。 抽取2014年光纖傳輸系統(tǒng)50組正常數(shù)據(jù)（A類）和50組發(fā)生一級(jí)或緊急告警的運(yùn)行數(shù)據(jù)（B類）作為樣本，用Matlab6.5軟件按照本文中所述方法構(gòu)建傳輸系統(tǒng)模型，使用粗糙集理論提取特征向量，依次在光纖傳輸系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表中檢索該特征向量是否屬于故障知識(shí)庫(kù)，從而判斷該組運(yùn)行數(shù)據(jù)是否安全數(shù)據(jù)。

經(jīng)檢測(cè)A類50組正常運(yùn)行數(shù)據(jù)均被判定為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行狀態(tài)。B類50組異常數(shù)據(jù)有48組均被判斷為不安全狀態(tài)，基本符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果，說(shuō)明該故障診斷系統(tǒng)具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，粗糙集理論應(yīng)用于光纖傳輸系統(tǒng)故障診斷的方法可行。如圖5-1所示，

6 結(jié)論

本文在通過(guò)在對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采用粗糙集理論對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行特征向量提取，并與故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征項(xiàng)進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)進(jìn)行輔助診斷?；跀?shù)據(jù)挖掘技術(shù)的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷為我們處理不精確、不完備問(wèn)題提供了新的思路，利用大規(guī)模數(shù)據(jù)的信息冗余性，可以減少由于信息不完備所帶的的數(shù)據(jù)偏差，保證故障診斷系統(tǒng)的可靠性。

隨著鐵路信息化系統(tǒng)的逐漸成熟和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)的廣泛使用，未來(lái)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在鐵路機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用仍有廣泛前景，具有極大地研究潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]黃龍波，張靖，鄭彥升.KZ4A光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].光通信研究，2001.

[2]曹俊忠，鮑振武，李樹(shù)才.光纜光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003.

[3]周桂法，陳特放.機(jī)車在線故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.

[4]李秋明.光纖在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2006.

[5]F.Hoerl，王渤洪.多機(jī)牽引用無(wú)線電遠(yuǎn)程控制[J].變流技術(shù)與電力牽引，2002.

[6]李炳燃，張金哲.數(shù)據(jù)挖掘在設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)獲取中的應(yīng)用[J].科技信息，2011.

[7]葉進(jìn)軍，閔華松等.數(shù)控系統(tǒng)智能故障診斷系統(tǒng)的研究[J].機(jī)床與液壓，2011.

[8]孫超.專家系統(tǒng)在故障診斷和質(zhì)量預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2004.

[9]彭英慧，梁晉.基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2005.

[10]程禮.機(jī)車途中故障診斷系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢理工大學(xué)，2007.

作者單位

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司 河北省肅寧縣 062350

網(wǎng)絡(luò)的研究起到了一定的推動(dòng)作用。

經(jīng)檢測(cè)A類50組正常運(yùn)行數(shù)據(jù)均被判定為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行狀態(tài)。B類50組異常數(shù)據(jù)有48組均被判斷為不安全狀態(tài)，基本符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果，說(shuō)明該故障診斷系統(tǒng)具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，粗糙集理論應(yīng)用于光纖傳輸系統(tǒng)故障診斷的方法可行。如圖5-1所示，

6 結(jié)論

本文在通過(guò)在對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采用粗糙集理論對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行特征向量提取，并與故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征項(xiàng)進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)進(jìn)行輔助診斷?；跀?shù)據(jù)挖掘技術(shù)的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷為我們處理不精確、不完備問(wèn)題提供了新的思路，利用大規(guī)模數(shù)據(jù)的信息冗余性，可以減少由于信息不完備所帶的的數(shù)據(jù)偏差，保證故障診斷系統(tǒng)的可靠性。

隨著鐵路信息化系統(tǒng)的逐漸成熟和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)的廣泛使用，未來(lái)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在鐵路機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用仍有廣泛前景，具有極大地研究潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]黃龍波，張靖，鄭彥升.KZ4A光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].光通信研究，2001.

[2]曹俊忠，鮑振武，李樹(shù)才.光纜光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003.

[3]周桂法，陳特放.機(jī)車在線故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.

[4]李秋明.光纖在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2006.

[5]F.Hoerl，王渤洪.多機(jī)牽引用無(wú)線電遠(yuǎn)程控制[J].變流技術(shù)與電力牽引，2002.

[6]李炳燃，張金哲.數(shù)據(jù)挖掘在設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)獲取中的應(yīng)用[J].科技信息，2011.

[7]葉進(jìn)軍，閔華松等.數(shù)控系統(tǒng)智能故障診斷系統(tǒng)的研究[J].機(jī)床與液壓，2011.

[8]孫超.專家系統(tǒng)在故障診斷和質(zhì)量預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2004.

[9]彭英慧，梁晉.基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2005.

[10]程禮.機(jī)車途中故障診斷系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢理工大學(xué)，2007.

作者單位

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司 河北省肅寧縣 062350

網(wǎng)絡(luò)的研究起到了一定的推動(dòng)作用。

經(jīng)檢測(cè)A類50組正常運(yùn)行數(shù)據(jù)均被判定為光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行狀態(tài)。B類50組異常數(shù)據(jù)有48組均被判斷為不安全狀態(tài)，基本符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果，說(shuō)明該故障診斷系統(tǒng)具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，粗糙集理論應(yīng)用于光纖傳輸系統(tǒng)故障診斷的方法可行。如圖5-1所示，

6 結(jié)論

本文在通過(guò)在對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采用粗糙集理論對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行特征向量提取，并與故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征項(xiàng)進(jìn)行比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)安全狀態(tài)進(jìn)行輔助診斷?；跀?shù)據(jù)挖掘技術(shù)的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)故障診斷為我們處理不精確、不完備問(wèn)題提供了新的思路，利用大規(guī)模數(shù)據(jù)的信息冗余性，可以減少由于信息不完備所帶的的數(shù)據(jù)偏差，保證故障診斷系統(tǒng)的可靠性。

隨著鐵路信息化系統(tǒng)的逐漸成熟和大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)的廣泛使用，未來(lái)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在鐵路機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用仍有廣泛前景，具有極大地研究潛力。

參考文獻(xiàn)

[1]黃龍波，張靖，鄭彥升.KZ4A光纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].光通信研究，2001.

[2]曹俊忠，鮑振武，李樹(shù)才.光纜光功率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2003.

[3]周桂法，陳特放.機(jī)車在線故障診斷專家系統(tǒng)的研究[J].長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)，2002.

[4]李秋明.光纖在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在電力通信專網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力建設(shè)，2006.

[5]F.Hoerl，王渤洪.多機(jī)牽引用無(wú)線電遠(yuǎn)程控制[J].變流技術(shù)與電力牽引，2002.

[6]李炳燃，張金哲.數(shù)據(jù)挖掘在設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)知識(shí)獲取中的應(yīng)用[J].科技信息，2011.

[7]葉進(jìn)軍，閔華松等.數(shù)控系統(tǒng)智能故障診斷系統(tǒng)的研究[J].機(jī)床與液壓，2011.

[8]孫超.專家系統(tǒng)在故障診斷和質(zhì)量預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用[D].浙江大學(xué)，2004.

[9]彭英慧，梁晉.基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程故障診斷專家系統(tǒng)[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2005.

[10]程禮.機(jī)車途中故障診斷系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].武漢理工大學(xué)，2007.

作者單位

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司 河北省肅寧縣 062350

網(wǎng)絡(luò)的研究起到了一定的推動(dòng)作用。