一、研發(fā)背景

長期以來, 電力通信按照分層、分級、分區(qū)模式進(jìn)行管理, 各級電力企業(yè)已建綜合網(wǎng)管系統(tǒng)基本上都是孤立的、非標(biāo)準(zhǔn)化的, 業(yè)務(wù)和信息集成度相對較差, 無法進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)共享, 容易形成“資源孤島”和“信息孤島”。

“十二五”期間, 國家電網(wǎng)公司通信網(wǎng)建設(shè)將在廣度和深度上都有了新的巨大發(fā)展, 同時也面臨新的重大挑戰(zhàn)。根據(jù)當(dāng)前形勢和要求, 國家電網(wǎng)公司提出了“提升支撐網(wǎng)管控能力, 構(gòu)建一體化通信管理系統(tǒng), 覆蓋各級骨干網(wǎng)和接入網(wǎng), 打破以前無法縱向級聯(lián)貫通的瓶頸, 強化通信管理的集團化運作和集約化發(fā)展”的總體要求, 通過建立集通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施管理、承載業(yè)務(wù)管理、通信資源管理、專業(yè)職能管理功能于一體的綜合管理系統(tǒng), 滿足智能電網(wǎng)和“三集五大”對通信專業(yè)工作的新要求,促進(jìn)信息通信公共資源融合, 提升大規(guī)模通信網(wǎng)絡(luò)運行能力、資源優(yōu)化配置能力、業(yè)務(wù)保障能力及專業(yè)管理能力。

二、技術(shù)原理

所研制的電力通信管理系統(tǒng)作為一個整體, 其總體架構(gòu)由總部(分部)、省兩級系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成。上層由總部(分部)系統(tǒng)組成, 下層由省級系統(tǒng)組成。上層系統(tǒng)間通過跨區(qū)域網(wǎng)絡(luò)互聯(lián), 實現(xiàn)跨區(qū)域系統(tǒng)的互聯(lián)互通和信息共享, 形成對跨區(qū)域骨干通信網(wǎng)絡(luò)的綜合管理能力; 上下兩層系統(tǒng)間通過跨省網(wǎng)絡(luò)互聯(lián), 實現(xiàn)跨省系統(tǒng)的互聯(lián)互通和信息共享, 形成對跨省骨干通信網(wǎng)絡(luò)的綜合管理能力; 下層系統(tǒng)通過省內(nèi)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián), 實現(xiàn)省內(nèi)各層級系統(tǒng)的互聯(lián)互通和信息共享, 形成對省內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的綜合管理能力。

圖1 通信管理系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

各層級通信管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集控制通過北向接口采集傳輸網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、支撐網(wǎng)等設(shè)備網(wǎng)管的各類配置、告警和性能信息。數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)將采集數(shù)據(jù)通過單向隔離裝置上傳到基礎(chǔ)平臺并保存到數(shù)據(jù)庫中, 在基礎(chǔ)平臺上構(gòu)建實時監(jiān)視、資源管理、運行管理等應(yīng)用功能。各層級通信管理系統(tǒng)之間通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)互聯(lián)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享。

本系統(tǒng)在技術(shù)架構(gòu)上采用基于SOA的服務(wù)架構(gòu), 服務(wù)端采用Java技術(shù), 客戶端采用HTML/JavaScript/Flex等B/S展現(xiàn)技術(shù)。系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)采集層、平臺層、管理應(yīng)用層三層組成。網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)采集層: 由各種下層系統(tǒng)(設(shè)備網(wǎng)管、動力環(huán)境和其他數(shù)采系統(tǒng))和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。平臺層: 基于充分借鑒并延用公司技術(shù)成果的技術(shù)原則, 采用公司自主知識產(chǎn)權(quán)的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)軟件平臺軟件。管理應(yīng)用層: 為整個通信專業(yè)提供各類業(yè)務(wù)應(yīng)用功能模塊, 是整個系統(tǒng)的呈現(xiàn)。按照應(yīng)用將功能分類展現(xiàn), 包括實時監(jiān)視、資源管理、運行管理。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

產(chǎn)品適用于電力通信、通信專網(wǎng)等領(lǐng)域。

四、主要技術(shù)創(chuàng)新點

1提出了通信網(wǎng)資源通用管理架構(gòu)及數(shù)據(jù)模型, 實現(xiàn)了對通信網(wǎng)絡(luò)的高度抽象, 使系統(tǒng)具備了跨技術(shù)體制的綜合管理和分析基礎(chǔ), 同時具備對通信網(wǎng)的普遍、通用和可擴展支持。

1) 通信網(wǎng)資源承載模型, 通過對通信網(wǎng)各類技術(shù)體制的模型分析及關(guān)聯(lián)分析, 解決跨技術(shù)體制綜合監(jiān)視、綜合分析的專業(yè)技術(shù)疑難。

2) 通信網(wǎng)資源抽象模型, 將通信資源的物理部分和邏輯部分抽象為設(shè)備組件、邏輯組件, 并在此基礎(chǔ)上擴展各類技術(shù)體制對象。

2提出了跨技術(shù)體制、跨層級的通信全網(wǎng)絡(luò)全業(yè)務(wù)運行可靠性分析技術(shù)體系, 解決了限于技術(shù)體制壁壘和層級信息孤立導(dǎo)致的通信業(yè)務(wù)可靠性分析結(jié)論不全面、不準(zhǔn)確的重大疑難。

1) 綜合性跨網(wǎng)多保護(hù)的電力通信業(yè)務(wù)可靠性分析算法, 以抽象模型為基礎(chǔ)實現(xiàn)跨技術(shù)體制、跨系統(tǒng)的通信業(yè)務(wù)可靠性分析, 并充分考慮通信保護(hù)特點, 提高分析結(jié)果準(zhǔn)確性。

2) 電力通信網(wǎng)運行方式安全校核方法, 針對電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)運行的主要依據(jù)(運行方式)進(jìn)行綜合分析, 對方式方案的安全性進(jìn)行評估。

3) 電力通信網(wǎng)可靠性分層指標(biāo)與評估算法, 實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的定量可靠性評估, 確保評估指標(biāo)的全面性和合理性, 解決了以往評估主觀、數(shù)據(jù)不科學(xué)的問題。

3提出了通信網(wǎng)絡(luò)可視化自動成圖技術(shù), 按照通信物理資源、邏輯資源和業(yè)務(wù)資源的逐層承載模型結(jié)合模板化矢量圖形技術(shù)實現(xiàn)了各類通信圖形的圖模數(shù)一體化自動成圖, 解決了通信資源圖形展現(xiàn)所面臨的網(wǎng)絡(luò)多變、維護(hù)困難的問題, 可提高通信網(wǎng)絡(luò)的可視化水平和資源管理的實用價值。

1) 電力通信網(wǎng)相關(guān)性多級承載式自動成圖方法, 實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中各級資源之間的圖形自動生成與上推, 重點實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)從傳輸層到業(yè)務(wù)層的圖形自動上推, 解決通信網(wǎng)絡(luò)圖形化管理中處于傳輸層和業(yè)務(wù)層的疑難。

2) 電力通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集中拓?fù)渖烧故痉椒? 實現(xiàn)不同技術(shù)體制, 從物理到邏輯的網(wǎng)絡(luò)資源拓?fù)浼姓故? 為通信集中監(jiān)視和展示提供了圖形化條件。

4提出了通信網(wǎng)絡(luò)故障智能分析技術(shù), 通過對原始告警信息的標(biāo)準(zhǔn)化處理、相關(guān)性分析、經(jīng)驗庫匹配等手段實現(xiàn)對通信故障根源的判斷定位, 并提出解決方案。為通信故障的分析、排查和處理提供了高效率的輔助手段。

1) 電力通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警標(biāo)準(zhǔn)化, 按照電力通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視需要提出電力通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備告警標(biāo)準(zhǔn)清單, 并將不同廠家的告警一一映射為標(biāo)準(zhǔn)告警, 為后續(xù)的分析處理奠定基礎(chǔ)。

2) 基于告警傳播模式的告警相關(guān)性分析系統(tǒng)及其分析方法, 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級的告警相關(guān)性分析, 從而從整個網(wǎng)絡(luò)的角度發(fā)現(xiàn)根原因告警, 提高故障分析判斷的效率。

3) 通信告警影響電力重要生產(chǎn)業(yè)務(wù)分析, 針對重要的電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)(保護(hù)、穩(wěn)控等)實現(xiàn)高效的狀態(tài)分析, 從通信運維的角度主動發(fā)現(xiàn)可能對電網(wǎng)生產(chǎn)造成的影響范圍和程度。

5提出了通信網(wǎng)絡(luò)隱患預(yù)警技術(shù), 對通信網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備的告警動態(tài)、性能歷史趨勢、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化、資源分配方案、業(yè)務(wù)負(fù)荷趨勢等進(jìn)行綜合分析, 發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)存在的風(fēng)險。為通信運維工作中防患未然提供了技術(shù)手段, 提高了網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定運行。

1) 基于門限的電力通信網(wǎng)資源預(yù)警, 根據(jù)通信原理及電網(wǎng)通信運行要求對通信設(shè)備的性能、負(fù)載等參數(shù)設(shè)置量化的門限標(biāo)準(zhǔn), 根據(jù)越限的頻度、幅度進(jìn)行不同級別的預(yù)警。

2) 電力光纜網(wǎng)故障預(yù)警和定位的實現(xiàn)方法, 將光傳輸網(wǎng)光口告警、性能數(shù)據(jù)與光纜OTDR在線監(jiān)測信息進(jìn)行綜合分析, 對光纜的劣化、中斷等風(fēng)險提前預(yù)警并定位。

3) 基于風(fēng)險預(yù)警的通信檢修輔助決策, 在對通信網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備設(shè)施實現(xiàn)量化、分級的預(yù)警之后, 根據(jù)電力安全生產(chǎn)規(guī)范制定檢修處理策略, 并根據(jù)風(fēng)險等級提出檢修工作方案。

五、技術(shù)指標(biāo)

1主要技術(shù)性能指標(biāo)

表1 信息系統(tǒng)容量指標(biāo)

表2 信息系統(tǒng)性能指標(biāo)

表3 重要業(yè)務(wù)應(yīng)用指標(biāo)

2國內(nèi)外同類技術(shù)比較

電力通信網(wǎng)絡(luò)及其管理的重點任務(wù)是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行, 而電信運營商通信網(wǎng)絡(luò)及其管理是是以運營為目的。通信管理系統(tǒng)與電信運營商OSS系統(tǒng)存在較大差異, 相關(guān)功能及指標(biāo)不具可比性。國外電力系統(tǒng)通信綜合管理和國內(nèi)通信專網(wǎng)綜合管理還處于起步階段, 本產(chǎn)品作為國內(nèi)外電力系統(tǒng)和通信專網(wǎng)中建設(shè)覆蓋最廣、規(guī)范程度最高、應(yīng)用架構(gòu)最完整的通信信息化系統(tǒng), 各項性能指標(biāo)與國內(nèi)外同類技術(shù)比均達(dá)到設(shè)計領(lǐng)先水平, 具體比較如下:

表4 通信管理系統(tǒng)與同類系統(tǒng)技術(shù)比較

通過綜合比較可看出, 本通信管理系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)符合中國電力行業(yè)的特點, 標(biāo)準(zhǔn)化程度高, 能滿足大規(guī)模應(yīng)用管理的需要, 可實現(xiàn)綜合化、一體化的網(wǎng)絡(luò)管理。

依靠自身研發(fā)技術(shù)力量和長期業(yè)務(wù)積累自主研究和創(chuàng)新, 具有完整自主知識產(chǎn)權(quán), 在高度抽象的電力通信網(wǎng)資源承載關(guān)系與數(shù)據(jù)模型、綜合性跨網(wǎng)多保護(hù)的電力通信業(yè)務(wù)可靠性分析方法、電力通信網(wǎng)相關(guān)性多級承載式自動成圖方法、通信網(wǎng)絡(luò)故障智能分析、基于門限和量化分級策略的通信網(wǎng)絡(luò)隱患預(yù)警等方面具有重大創(chuàng)新, 整體達(dá)到同類技術(shù)領(lǐng)先水平。

六、對促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步的

作用和意義

1) 成果為電力企業(yè)提供了一套標(biāo)準(zhǔn)化和智能化的通信網(wǎng)絡(luò)運維支撐平臺, 可促進(jìn)電力通信標(biāo)準(zhǔn)化工作的建設(shè), 提升通信服務(wù)電網(wǎng)生產(chǎn)和企業(yè)管理的保障能力, 支撐智能電網(wǎng)和“三集五大”體系的建設(shè); 通過實時監(jiān)視和資源管理應(yīng)用的建設(shè), 為通信生產(chǎn)運行提供一系列智能化的輔助工具, 提高了通信專業(yè)對電力通信網(wǎng)絡(luò)的駕馭能力、通信資源配置的優(yōu)化能力、通信缺陷和風(fēng)險的防御能力、以及對網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的調(diào)控能力; 通過運行管理應(yīng)用的建設(shè), 為通信運行管理提供統(tǒng)一的運維服務(wù)和專業(yè)管理界面, 在此基礎(chǔ)上優(yōu)化通信生產(chǎn)管理流程, 可降低運維工作壓力, 提升運行和管理質(zhì)量。

2) 成果為通信運維人員提供一套智能化的實時監(jiān)控平臺, 提高故障發(fā)現(xiàn)及時性、故障定位準(zhǔn)確性, 降低故障處理時延, 并可減少臨時檢修派工次數(shù)和工作時間, 有力保障電力的安全生產(chǎn); 為通信運行管理和專業(yè)管理提供一體化、規(guī)范化、閉環(huán)化和智能化的工作平臺, 可促進(jìn)全方位的專業(yè)協(xié)同, 優(yōu)化工作流程, 提高工作效率, 節(jié)省大量人力成本。

3) 成果能夠全方位的提高通信網(wǎng)絡(luò)運行保障水平, 促進(jìn)電網(wǎng)的安全運行, 促進(jìn)安全、可靠、可持續(xù)電力的供應(yīng), 可產(chǎn)生良好的社會效益。電力通信網(wǎng)運行狀況的可視化展示, 可直觀反映出電力通信網(wǎng)管控能力的提升, 向社會各界呈現(xiàn)出電力通信網(wǎng)發(fā)展的規(guī)模和蓬勃向上的態(tài)勢, 讓社會各界更加了解電力及電網(wǎng)各方面的發(fā)展, 可產(chǎn)生良好的社會宣傳效益。