智能網(wǎng)絡故障診斷在民航空管通信網(wǎng)中的應用研究

李 樂

（西北空管局，陜西 西安 710082）

1 民航空管通信網(wǎng)概述

1.1 基本概念

民航空管通信網(wǎng)絡系統(tǒng)多、業(yè)務交叉、規(guī)律大、類型多樣，在安全第一的運行原則下，需保證空管通信系統(tǒng)的整體運行安全與穩(wěn)定。但在實際運行過程中，由于高負荷的工作與環(huán)境影響，使得部分設備儀器出現(xiàn)故障，直接影響到通信穩(wěn)定與可靠。基于網(wǎng)絡故障診斷管理，及時對故障進行診斷分析，找出故障發(fā)生的誘因，并提出相關解決技術方案，協(xié)助故障處理人員，快速對其故障進行處理，恢復空管系統(tǒng)的正常運行，主動規(guī)避空管系統(tǒng)運行風險，提高民航空管通信系統(tǒng)的整體運行穩(wěn)定性。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

在人工智能、大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡計算機等，科學技術發(fā)展背景下，智能故障診斷逐漸替代了網(wǎng)絡故障診斷管理工作，有效提高了故障診斷工作的效率與質(zhì)量。民航空管通信系統(tǒng)運行時，應用智能故障診斷技術對其網(wǎng)絡系統(tǒng)故障進行診斷，合理發(fā)揮出智能診斷系統(tǒng)的容錯性優(yōu)勢，基于不確定的運行風險進行自學習，不斷對其知識庫進行完善優(yōu)化，保障數(shù)據(jù)知識庫具有一定的數(shù)據(jù)儲備，可應對動態(tài)的網(wǎng)絡運行風險，針對網(wǎng)絡運行故障進行診斷，為故障處理人員提供可靠數(shù)據(jù)支持，保證故障處理的時效性，提高民航空管通信系統(tǒng)的整體運行穩(wěn)定性[1]。

2 智能網(wǎng)絡故障診斷解析

2.1 組成分析

在對智能網(wǎng)絡故障診斷技術進行解析后，可發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡故障診斷管理，包含以下多個功能，計費管理、性能管理、安全管理、配置管理、故障管理等。其中故障管理是該系統(tǒng)的基本功能，通過故障檢測、故障診斷、故障修復工作開展，發(fā)揮出故障管理功能應用價值。

故障診斷是智能故障管理的工作核心，通過對智能故障診斷技術進行分析可知，該技術的應用實現(xiàn)，主要是基于人工智能技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化處理，完成故障診斷管理。智能診斷技術的應用，主要是基于知識層面，開展邏輯辯證思考、符號邏輯推理、數(shù)據(jù)深度處理、數(shù)據(jù)推理、算法統(tǒng)一、數(shù)據(jù)庫信息交互等技術支持，才可保證智能診斷技術的應用可行性與可靠性。

2.2 技術分類

通過對智能故障診斷技術進行分析可知，該技術主要有以下類型：故障樹、神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等，將相關智能故障診斷技術應用于網(wǎng)絡故障診斷工作當中，可有效提高故障診斷的工作效率與質(zhì)量。

如民航空管通信網(wǎng)絡故障進行診斷時，為充分發(fā)揮出智能故障診斷技術優(yōu)勢，可依據(jù)空管通信網(wǎng)絡的運行特點，對相關智能故障診斷技術進行結(jié)合，如專家系統(tǒng)與故障樹技術結(jié)合、故障樹技術與神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)合等，使得智能診斷系統(tǒng)得到充分發(fā)揮，有效提高民航空管通信網(wǎng)絡故障的診斷處理工作效率。

2.3 技術分析

2.3.1 故障樹

故障樹技術分析，主要是基于故障發(fā)生的層次特點，對故障產(chǎn)生誘因進行分析。因為故障的誘因與后果存在某種因果關系，且彼此之間存在很多層次，進而形成特殊的因果鏈。如一因多果與一果多因的情況存在，則可建構(gòu)相關故障樹。在故障樹智能網(wǎng)絡診斷時，診斷工作開展的核心，在于建構(gòu)科學正確的故障樹結(jié)構(gòu)，有效對空管通信網(wǎng)絡故障進行診斷，充分發(fā)揮出故障樹診斷技術優(yōu)勢與價值。

2.3.2 神經(jīng)網(wǎng)絡

通過對神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷技術進行剖析可知，該智能網(wǎng)絡診斷，具有強非線性、超高維性等技術特點，使得該技術應用時，可發(fā)揮出一定容錯、結(jié)構(gòu)拓撲、推測、記憶、自學習、自適應等功能，可對復雜通信網(wǎng)絡故障進行診斷，可實現(xiàn)對民航空管通信網(wǎng)絡故障的深層次診斷，為后續(xù)故障處理提供數(shù)據(jù)支持。

在神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷技術應用時，可對民航空管通信網(wǎng)絡進行樣本采集，進而對神經(jīng)網(wǎng)絡診斷系統(tǒng)進行測試，通過多次樣本測試，確保神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)達到故障診斷技術標準，而后將其系統(tǒng)投入到工作環(huán)節(jié)，保證神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)診斷故障工作開展的可靠性。

2.3.3 專家系統(tǒng)

專家故障診斷系統(tǒng)的建構(gòu)，主要是針對沒有精確數(shù)學模型，或難以建構(gòu)模型的復雜系統(tǒng)進行故障診斷，以解決相關故障問題，避免產(chǎn)生連鎖反應。通過對專家系統(tǒng)進行分析可知，該故障診斷技術，主要是由某一領域的多個專家提供知識參考與經(jīng)驗推理，依據(jù)類似專家的思維方式與推理路徑，替代工作人員對復雜故障進行數(shù)據(jù)分析，進而得出相關診斷結(jié)果。

由于專家診斷技術的建構(gòu)特點，需依賴某一領域?qū)＜覍W者提供的專業(yè)知識與經(jīng)驗，才可完成故障診斷工作要求，但該診斷技術的自適應能力有限，且自學習能力與和時效性存在一定欠缺，因此在實際應用時，應當根據(jù)民航空管通信網(wǎng)絡的實際運行情況與故障特點，選擇合適的智能網(wǎng)絡故障診斷技術。

3 實際應用探討

3.1 技術應用現(xiàn)狀

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國民航事業(yè)得到快速發(fā)展，民航運行需求量的提升，對民航空管通信網(wǎng)絡提出新的要求。為保證各項空中業(yè)務開展的質(zhì)量與安全，空管通信網(wǎng)絡的工作量不斷增加，使得通信網(wǎng)絡運維人員的工作壓力上升。

通過現(xiàn)階段部分民航空管通信網(wǎng)絡的故障診斷工作進行分析可知，故障診斷工作的開展，主要依賴網(wǎng)絡管理系統(tǒng)與運維技術人員。盡管目前的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)已經(jīng)較為成熟，但由于網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，缺乏精確的數(shù)學算法與技術模型、不具備自學習能力、沒有數(shù)據(jù)挖掘分析功能，僅可以對網(wǎng)絡故障進行初步的診斷?；谠\斷經(jīng)驗與數(shù)據(jù)知識庫進行故障分析，得出網(wǎng)絡系統(tǒng)運行故障。該種故障診斷模式，無法對故障產(chǎn)生的具體誘因進行深入分析，且隨著民航空管通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的不斷變化，復雜、多樣化的交叉通信網(wǎng)絡，給網(wǎng)絡故障診斷造成很大難度。在實際故障診斷處理時，則需故障診斷技術人員開展相關工作，使得技術人員的診斷工作量驟增。

為很好解決上述問題，提高民航空管通信網(wǎng)絡故障診斷工作效率，可合理應用智能網(wǎng)絡故障技術，提高故障診斷正確率，主動減少技術人員的工作量，保障民航空管通信網(wǎng)絡的安全可靠運行。

3.2 技術應用探析

通過對民航空管通信網(wǎng)絡進行分析可知，已經(jīng)建成的系統(tǒng)，有故障庫系統(tǒng)、案例分析庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)等，基于多個故障信息庫的支撐，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘與分析，為智能網(wǎng)絡故障診斷技術應用提供支持，保證民航空管通信網(wǎng)絡的運行可靠性與安全性。

基于民航空管通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行特點，選擇合適的智能網(wǎng)絡故障診斷技術，如專家系統(tǒng)故障診斷、神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷技術等，充分發(fā)揮出智能網(wǎng)絡故障診斷技術應用優(yōu)勢。在數(shù)據(jù)知識故障庫的支持下，可通過自學習、技術訓練、模型建構(gòu)扥措施，生成適合民航空管通信網(wǎng)絡運行的故障診斷系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)智能網(wǎng)絡故障診斷工作預期目標。

智能網(wǎng)絡故障診斷技術工作開展的正確率，是民航空管通信網(wǎng)絡研究的技術關鍵點，故障診斷正確率直接影響到故障處理工作質(zhì)量。因此，當智能網(wǎng)絡診斷技術應用后，需對其診斷結(jié)果進行后期分析，評估相關診斷技術應用的實際效果。

3.3 技術前景展望

智能網(wǎng)絡故障診斷系統(tǒng)應用過程中，鑒于智能化處理工作模式，具有較強的容錯性、自適應性、自學習能力，可提高故障診斷的準確性與時效性，充分發(fā)揮出智能網(wǎng)絡診斷系統(tǒng)應用價值。

未來民航空管通信網(wǎng)絡運行過程中，應當針對智能網(wǎng)絡故障診斷系統(tǒng)進行深入開發(fā)研究，實現(xiàn)通信網(wǎng)絡的智能化管理，有效減少重復性工作，提高單位工作效率，控制民航空管通信網(wǎng)絡的整體運行成本，保證民航空管通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行可靠性與穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

綜上，文中對民航空管通信網(wǎng)絡故障診斷工作進行解析，并對智能網(wǎng)絡診斷技術進行論述。基于民航空管通信網(wǎng)絡故障診斷工作的變化，探討智能網(wǎng)絡故障診斷技術，在民航空管通信網(wǎng)絡中的實際應用。未來民航空管通信網(wǎng)絡運行發(fā)展過程中，應當合理運用智能故障診斷技術，推動通信網(wǎng)絡的智能化發(fā)展。