基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)的研究

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(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司 信息通信分公司，沈陽 110006)

基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)的研究

王鷗，李巍

(國網(wǎng)遼寧省電力有限公司信息通信分公司，沈陽110006)

為滿足不同業(yè)務(wù)資源申請審批，實現(xiàn)業(yè)務(wù)標準化及信息化，不同業(yè)務(wù)流程網(wǎng)上流轉(zhuǎn)和無紙化辦公，需要對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計；當前申請系統(tǒng)是將申請流程定義為一個五元組制定資源申請指標，設(shè)置資源申請定時器，如果定時警報響起，則將申請直接駁回至緩存隊列中，繼續(xù)等待申請，迭代上述過程，完成對信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計；但沒有設(shè)定迭代需要達到的指標，導(dǎo)致申請流程循環(huán)性嚴重，申請效率低；為此，提出了一種基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法；該方法首先對信息通信資源申請流程和申請系統(tǒng)構(gòu)造進行設(shè)計，然后利用FCM算法得到信息通信資源數(shù)據(jù)的聚類中心，對信息通信資源數(shù)據(jù)進行劃分，采用投票法完成對信息通信資源數(shù)據(jù)的聚類集成，利用流量預(yù)測算法對信息通信資源進行申請，依據(jù)靜態(tài)和動態(tài)結(jié)合的寬帶分配法完成信息通信資源共享，并引入記錄因子對資源申請的分配情況進行記錄，使資源申請系統(tǒng)自動對資源申請進行處理；實驗結(jié)果證明，所提方法提高工作效率，實現(xiàn)工作量化和信息通信資源信息化管理。

i6000；信息通信資源；申請系統(tǒng)

0 引言

當前，隨著國家電網(wǎng)公司的信息化全面開展，一體化的信息系統(tǒng)已經(jīng)完全融入至電網(wǎng)的生產(chǎn)和運行中[1-2]，并且積累了大規(guī)模的信息通信資源，為了使該信息通信資源可以共享至多個業(yè)務(wù)，并且可以滿足業(yè)務(wù)運營的信息化和戰(zhàn)略化，需要對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計[3]。目前大多數(shù)信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法，無法對其進行全面、準確有效地設(shè)計，存在系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，資源申請效率低的問題[4]。在這種情況下，如何提高信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計的準確性，減少系統(tǒng)設(shè)計所用時間，使業(yè)務(wù)流程標準化、有序化，成為當前急需解決的問題[5]。而基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法，可以對信息通信資源申請系統(tǒng)進行安全準確地設(shè)計，是解決上述各種問題的有效途徑[6]。由于信息通信資源申請系統(tǒng)的設(shè)計在人們?nèi)粘９ぷ髦?，具有重要的意義，因此受到了有關(guān)專家的關(guān)注和研究，成為該領(lǐng)域研究人員的必修課題，同時也研究出很多優(yōu)秀方法[7]。

文獻[8]提出了一種基于GIS的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法。該方法首先引入歷史信息通信資源申請記錄，然后將申請效率評估指標應(yīng)用于申請系統(tǒng)中，從而削弱GIS對信息通信資源申請造成的不良影響，最后分析GIS中信息通信資源的分配流程和資源申請的時序關(guān)系，由此完成對信息通信資源申請系統(tǒng)的設(shè)計。該方法下的資源申請響應(yīng)時間較少，但是存在申請的資源不完整的問題。文獻[9]提出了一種基于Agent的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法。該方法首先將設(shè)計申請系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和控制信息進行打包，并傳送至另一臺計算機，利用該計算機構(gòu)造出資源申請和分配的模型，采用該模型完成對信息通信資源申請系統(tǒng)的設(shè)計。該方法下資源申請系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量較好，但是存在用時較長的問題。文獻[10]提出了一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法。該方法首先選定BCF網(wǎng)絡(luò)信息通信資源管理實體，并向?qū)嶓w發(fā)送資源申請報文，然后打開等待響應(yīng)定時器，將BCF所收到的申請報文進行判斷，如果判斷結(jié)果為可以接納，則返回到資源響應(yīng)報文中，并等待確認定時器打開，使資源管理實體中的信息通信資源申請流程可以有序進行。該方法下的資源申請效率較高，但是過程比較繁瑣。

針對上述產(chǎn)生的問題，提出一種基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法。仿真實驗證明，所提方法可以快速地對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計。

1 基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法

1.1 信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計

為使信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計的更加完善，需要對信息通信資源申請的流程圖進行構(gòu)建，圖1是信息通信資源申請流程。

圖1 信息通信資源申請流程

分析圖1可知，信息通信資源申請流程主要由：資源申請流程創(chuàng)建、資源申請流程監(jiān)控、資源申請審批、資源申請執(zhí)行四部分組成。雖然資源申請的業(yè)務(wù)類型可能不同，但本文所創(chuàng)建的信息通信資源申請流程適用于大多數(shù)的資源申請，本文不對特殊資源申請做研究。根據(jù)創(chuàng)建的資源申請流程，對其進行安全監(jiān)控，最后對資源申請流程進行審批，觀察審批結(jié)果是否符合資源申請正常標準，如果符合標準，則執(zhí)行該申請，如果不符合，則駁回申請。圖2為信息通信資源申請系統(tǒng)構(gòu)造。

圖2 信息通信資源申請系統(tǒng)構(gòu)造

圖2中顯示的是信息通信資源申請系統(tǒng)具體構(gòu)造，主要由信息通信資源數(shù)據(jù)聚類、信息通信資源數(shù)據(jù)錄入、信息通信資源數(shù)據(jù)查詢、信息通信資源配置、信息通信資源申請構(gòu)成。信息通信資源申請終端與其組成部分相輔相成，以此達到信息通信資源得以申請的目的。

1.2 信息通信資源數(shù)據(jù)聚類集成

以1.1提供的信息為基礎(chǔ)，利用FCM算法對信息通信資源數(shù)據(jù)進行聚類集成。因為FCM算法對信息通信資源初始聚類中心依賴性較強，所以FCM算法可以當作信息通信資源初始聚類中心至聚類結(jié)果的映射，選擇不同信息通信資源數(shù)據(jù)的初始簇心，將獲得不同的聚類結(jié)果，這樣有利于獲得具有差異化的信息通信資源數(shù)據(jù)聚類成員，使資源數(shù)據(jù)聚類的成員多樣化，憑借FCM算法的這種特性，可以構(gòu)建有效的信息通信資源數(shù)據(jù)集成學(xué)習(xí)系統(tǒng)。下面給出了信息通信資源數(shù)據(jù)聚類中所涉及到的數(shù)學(xué)定義。

1)信息通信資源數(shù)據(jù)聚類成員。假設(shè)，X={x1,x2,…,xN}代表等待分類的N個信息通信資源數(shù)據(jù)點所構(gòu)成的集合，那么對X進行M次聚類獲得的聚類成員的集合為：

Ti={t1,t2,…,tM}

(1)

(2)

Overlap矩陣代表建立全部信息通信資源數(shù)據(jù)成員中，簇和簇之間的相似度矩陣：

(3)

3)投票法。在投票法中，盡可能地共享信息通信資源數(shù)據(jù)聚類成員中數(shù)據(jù)對象分類情況，依據(jù)信息通信資源數(shù)據(jù)聚類成員對資源數(shù)據(jù)對象的區(qū)分進行投票，對每個信息通信資源數(shù)據(jù)對象被分至每個數(shù)據(jù)簇的投票比例進行計算。假設(shè)數(shù)據(jù)對象關(guān)于某個數(shù)據(jù)簇的投票比例，大于數(shù)據(jù)聚類閾值，則認為該資源數(shù)據(jù)對象屬于該數(shù)據(jù)簇，一般將聚類閾值設(shè)為0.5。以上述信息為基礎(chǔ)，對信息通信資源數(shù)據(jù)進行聚類的具體步驟如下：

要完成信息通信資源數(shù)據(jù)的聚類，首先要得到資源數(shù)據(jù)聚類中心。利用隨機生成的資源數(shù)據(jù)初始聚類中心，通過FCM算法生成M組平穩(wěn)的FCM簇中心集合。為了使得到的數(shù)據(jù)聚類結(jié)果有明顯的差異性以及代表性，資源數(shù)據(jù)初始簇利用隨機加載形式進行選取。

然后對資源數(shù)據(jù)進行劃分。依據(jù)M組數(shù)據(jù)簇中心集合，將全部的信息通信資源數(shù)據(jù)進行聚類，獲得全部資源數(shù)據(jù)的M組劃分，則獲得的數(shù)據(jù)聚類成員集合為：

Ti={t1,t2,…,tM}

(4)

通過數(shù)據(jù)簇排列法對不同的簇和簇間的相似度進行計算，構(gòu)建相似度矩陣Overlap，該矩陣大小為k×k，對相似度最大的兩個數(shù)據(jù)簇給予相同的簇標，以此來搜索信息通信資源數(shù)據(jù)聚類成員中與之等價的數(shù)據(jù)簇。

最后采用投票法完成信息通信資源數(shù)據(jù)的集成。依據(jù)資源數(shù)據(jù)的M組劃分以及等價簇的信息，對全部信息通信資源數(shù)據(jù)對象被劃分至某個數(shù)據(jù)簇的投票比例進行計算，假設(shè)信息通信資源數(shù)據(jù)x劃分至數(shù)據(jù)簇Cj的票數(shù)比例，大于聚類閾值，那么將資源數(shù)據(jù)點x劃分至數(shù)據(jù)簇Cj中，遍歷全部信息通信資源數(shù)據(jù)獲得最終聚類結(jié)果。

1.3 信息通信資源申請

以1.2節(jié)中的給出的聚類結(jié)果，采用流量預(yù)測算法對信息通信資源進行申請。在信息通信資源申請過程中，申請延時是影響資源共享的主要瓶頸。如果信息通信資源申請利用帶內(nèi)信令的形式，設(shè)置資源申請的周期為Qr，從發(fā)出資源申請到獲得響應(yīng)的時間是一個響應(yīng)延時τ，它包含資源申請信令的傳播延時，以及資源申請信令處理延時。在響應(yīng)延時τ內(nèi)，資源申請幀的數(shù)目l為：

(5)

因此，任意m時刻的動態(tài)資源N(m)對應(yīng)的信息通信資源申請為R(m-l)。假設(shè)m時刻資源申請所生成的信元數(shù)為B(m)，該信元隊列的長度為q(m)。則信息通信資源共享便利用靜態(tài)和動態(tài)結(jié)合的寬帶分配法完成，任意m時刻分配的資源為q(m)+N(m)，其中，q(m)代表靜態(tài)寬帶部分，N(m)代表動態(tài)寬帶部分。假設(shè)，信息通信資源申請所采用的寬帶分配法，可以滿足全部已發(fā)送的信息通信資源申請。則m時刻發(fā)送的資源申請R1(k)為：

(6)

其中，r代表影響資源申請的參數(shù)，假設(shè)信息通信資源申請終端緩存足夠大，沒有信元丟失，則信息通信資源申請應(yīng)進入緩沖器隊列，資源申請管理單元對資源申請之和是否大于剩余寬帶情況進行判斷。如果資源之和大于剩余寬帶，即滿足每個申請用戶的請求；如果剩余寬帶不足，需要減少申請用戶的分配寬帶比例。所以會出現(xiàn)實際分配的資源少于申請資源的情況，即N(m)

t(m)=[t(m-1)+R(m)-N(m+l)]

(7)

其中，t(m)代表控制資源申請延時的函數(shù)，N(m+l)代表資源申請有延時情況下所分配的資源。同時考慮到二次資源申請的復(fù)雜度較高，本文提出基于資源申請記錄的二次資源申請方案。利用記錄因子t(°)和p(°)記錄資源分配單元對資源申請的分配情況：

t(k)=[t(k-1)+R(k)-N(k+i)]+

(8)

其中，t(k)代表資源申請的分配情況，t(k-1)代表記錄因子總集合，R(k)對應(yīng)的資源分配響應(yīng)消息為N(k+i)。利用記錄因子t(°)后，資源管理單元在陸續(xù)的資源分配中，可自動對資源申請進行處理。以處理結(jié)果為依據(jù)，完成信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計。

2 仿真實驗結(jié)果與分析

為了證明基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法的有效性，需要進行一次仿真實驗。在Simulink的環(huán)境下搭建信息通信資源申請實驗仿真平臺。實驗數(shù)據(jù)取自于國網(wǎng)信息通信有限公司，利用本文所提方法對所取的實驗數(shù)據(jù)進行操作，觀察本文所提方法是否具有整體有效性。表1是信息通信資源數(shù)據(jù)量為500萬時，不同方法下信息通信資源數(shù)據(jù)聚類延時(s)對比。

表1 不同方法下信息通信資源數(shù)據(jù)聚類延時對比

分析表1可知，文獻所提資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法的數(shù)據(jù)聚類延時普遍大于本文所提方法的數(shù)據(jù)聚類延時。這主要是因為利用本文方法進行信息通信資源數(shù)據(jù)聚類時，通過FCM算法生成平穩(wěn)的FCM簇中心集合，信息通信資源數(shù)據(jù)初始簇利用隨機加載形式進行選取，使信息通信資源數(shù)據(jù)的聚類延時較小。證明了本文所提方法具有可靠性。表2是在額定的數(shù)據(jù)量下，不同方法下信息通信資源查準率(%)對比。下面給出了信息通信資源查準率(%)公式。

(9)

表2 不同方法下信息通信資源查準率對比

由表2可知，在信息通信資源的查準率對比中，文獻[8]、文獻[9]和文獻[10]所提方法的查準率都相對較低，文獻[8]所提方法雖然引入了歷史信息通信資源申請記錄，但沒有對歷史記錄進行有效管理，導(dǎo)致資源查準率較低；文獻[9]所提方法將設(shè)計申請系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)和控制信息進行了打包處理，并傳送至另一臺計算機，在傳送過程中沒有進行去噪，降低了信息通信資源的查準率；文獻[10]所提方法中打開等待響應(yīng)定時器所用時間較長且有延時，迫使信息通信資源申請的查準率較低。而本文所提方法在進行二次資源申請時，引入了記錄因子記錄資源分配單元對資源申請的分配情況，因此本文所提方法的查準率相對較高。圖3是不同方法下信息通信資源查找路徑距離(v)對比，v為查找路徑長度單位，資源申請規(guī)模單位為f。

分析圖3可知，文獻[9]所提方法的信息通信資源查找路徑最長，由于文獻[9]所提方法在構(gòu)造信息通信資源申請和分配模型時，沒有設(shè)置資源最優(yōu)查找路徑，導(dǎo)致在查找信息通信資源時，要通過多個數(shù)據(jù)節(jié)點才能找到所需資源，查找時間較長；文獻[10]所提方法中需要將BCF所收到的申請報

圖3 不同方法下資源查找路徑距離對比

文進行判斷，判斷結(jié)果為可以接納時，再返回到資源響應(yīng)報文中，這一步驟增加了資源查找路徑長度。而本文所提方法利用FCM算法對信息通信資源數(shù)據(jù)進行了聚類集成，使相似或相同的資源數(shù)據(jù)得以合并，為資源的查找提供便捷條件，同時也得到了資源查找路徑的最佳距離。圖3的對比進一步證明了本文所提方法具有較高的可行性。圖4是不同方法下信息通信資源申請時間(s)對比。

圖4 不同方法下信息通信資源申請時間對比

通過圖4所反映的數(shù)據(jù)可知，資源數(shù)據(jù)量對信息通信資源申請時間有很大的影響，信息通信資源的申請時間隨著資源數(shù)據(jù)量的增加而增加。從圖中可以明顯看出本文所提方法的信息通信資源申請時間最少，因為本文方法在進行資源申請系統(tǒng)設(shè)計時，首先對資源數(shù)據(jù)進行聚類集成，然后以聚類結(jié)果為基礎(chǔ)，利用記錄因子對資源分配情況的記錄，使資源申請系統(tǒng)自動對資源申請進行處理，此舉大大減少資源申請的時間。

仿真實驗證明，所提方法可以快速準確地對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計，減少資源申請時間，為該領(lǐng)域的研究發(fā)展提供依據(jù)。

3 結(jié)束語

采用當前方法對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計時，無法對其進行快速安全地設(shè)計，設(shè)計資源申請系統(tǒng)在運行時存在申請效率低、速度慢的問題。提出一種基于i6000的信息通信資源申請系統(tǒng)設(shè)計方法。并通過仿真實驗證明，所提方法可以準確地對信息通信資源申請系統(tǒng)進行設(shè)計，并且具有良好的實用性。

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ResearchonInformationCommunicationResourcesApplicationSystemBasedoni6000

Wang Ou,Li Wei

(Information and Communication Division,LiaoNing Electric Power Company,Shenyang 110006,China)

In order to meet different business resources to apply for examination and approval, to realize the standardization of business and information technology, the online transfer of different business processes and the paperless office, need to design application system of information and communication resources. The current application system is the application process is defined as a group of five elements for resource application, set up resource application timer, if the timing alarm, will direct refused to buffer queue, continue to wait for the application, the iteration process above, complete the information and communication resources application system design. But did not set the iteration to index, which leads to the application process circularity, apply for low efficiency. To this end, this paper proposes a i6000 based information resource application system design method of communication. This method first for information communication resources application process and the application system structure design, and then using the FCM algorithm get information communication resources data clustering center, the information communication resources data, by voting to complete integration of information and communication resources data clustering, flow prediction algorithm is used to analyse the information and communication resources application, broadband distribution method based on static and dynamic combination of complete information and communication resources sharing, and introducing records factor to keep a record of allocation of resources to apply for the automatic application system for resources application for processing. The experimental results show that the proposed method improves the work efficiency, implement the work of quantitative information management and information communication resources.

i6000; information and communication resources; application system;

2017-04-22；

2017-05-15。

王 鷗 (1982-)，女，河北交河人，碩士研究生，高級工程師，主要從事信息技術(shù)專業(yè)工作方向的研究。

1671-4598(2017)11-0163-03

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.11.041

TP311

A