通信業務隱患排查治理系統設計探索

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電力通信網是電力系統的第二張實體網，為繼電保護、安穩控制、自動化等重要生產類業務提供通信通道。為保障電網安全運行，控制故障影響范圍，通信業務通道應滿足一定的約束條件，若不滿足即存在運行隱患。主要的隱患類型包括同路由隱患、設備重載隱患、光纜重載隱患等［1－5］。通信網隨著基建投產、線路檢修、運行故障等原因發生動態變化，因此對業務通道開展常態化的風險辨識和風險治理是保障電網安全的重要措施。當前，此項工作主要依托通信管理人員結合線上線下資料人工開展，在通信業務激增和電網安全形勢日益嚴峻的背景下無法滿足工作需要［6－8］。為提高業務通道隱患排查的質量和效率，本文提出了一種通信業務隱患排查系統，充分利用通信管理系統臺賬和線下運行資料，實現自動化、智能化的隱患排查。

1通信業務隱患排查系統的工作原理

1.1同路由隱患分析

1.1.1同路由隱患定義同路由隱患指同一業務的主備通道不滿足路由完全獨立的情況，存在單點故障造成主備通道同時中斷的可能。兩條路由完全獨立是指不共光纜、中間路由不共站點、端站不共設備。1.1.2同路由隱患排查邏輯針對所有重要通信業務，比較同一業務的主備通道路由，比對是否經過相同的光纜、設備、站點(端站除外)，判斷業務是否存在同路由隱患，流程如圖1所示。1.1.3同路由分析數據關系圖根據上述排查邏輯，系統所需數據元素包括業務、通道、光路、光纜、設備、站點，及部分元素間的關聯關系，其關系如圖2所示。

1.2設備重載隱患分析

1.2.1設備重載隱患定義設備重載隱患指單一設備承載8套及以上單通道保護安控業務，存在單設備故障情況下8套及以上保護安控裝置退出的可能.1.1.2設備重載隱患排查邏輯針對所有傳輸設備，計算某一設備承載的單通道保護安控數量，判斷是否存在設備重載隱患，流程如圖3所示。1.2.3設備重載分析數據關系圖根據上述排查邏輯，系統所需數據元素包括設備、通道、業務，及部分元素間的關聯關系，其關系如圖4所示。

1.3光纜重載隱患分析

1.3.1光纜重載隱患定義光纜重載隱患指單一光纜承載8套及以上單通道保護安控業務，存在單光纜故障情況下8套及以上保護安控裝置退出的可能。1.3.2光纜重載隱患排查邏輯針對所有光纜，計算某一光纜承載的單通道保護安控數量，判斷是否存在光纜重載隱患，流程如圖5所示。1.3.3光纜重載分析數據關系圖根據上述排查邏輯，系統所需數據元素包括光纜、光路、通道、業務，及部分元素間的關聯關系，其關系如圖6所示。1.4隱患輔助治理隱患治理是隱患排查后的必要工作，業務隱患治理就是對隱患通道的重新規劃，在避免隱患路由的前提下滿足通道可靠性要求。對于一條業務通道來說，業務的起始站點和終止站點是確定的，路由規劃可抽象為無向圖中從a點到z點的路由查詢問題，即從a點出發，在不造成業務隱患的情況下到達b點。為滿足保護安控通道時延要求，路由理論總時延不超過10ms，流程如圖7所示［9－14］。若存在多條滿足條件的路由，根據路由可靠性評價標準選取最佳路由。路由評價標準從節點數、光纜長度、電壓等級、系統等級等維度開展綜合評價［15－16］。

2通信業務隱患排查系統的實現

2.1系統架構

通信業務隱患排查系統由數據層、分析層、應用層組成，整體架構遵循“中臺+微服務”的技術路線，系統架構如圖8所示。

2.2數據層

數據層負責完成系統所需數據的溯源、采集至數據中臺，應用數據中臺完成數據的預處理，包括數據整合、清洗和轉換等。由各分析模型的數據關系圖可知，通信業務隱患排查系統所需的數據見表1中深色部分。電力通信網的基礎資源主要通過通信管理系統和線下業務通道表維護，表1中“+”指通信管理系統中維護的數據項，“－”指線下業務通道表維護的數據項，結合通信管理系統數據和線下方式資料數據，可以滿足業務通道隱患排查的數據需求。通過在通信管理系統中部署采集服務，將所需的數據采集到數據中臺存儲層，結合線下方式資料，在數據中臺完成數據的補全、校驗和治理，完成數據準備工作，形成完善的電力通信網基礎模型，供分析層調用。

2.3分析層

分析層基于數據層構建通信網基礎資源模型，實現各隱患類型的分析模型，包括同路由隱患模型、光纜重載隱患模型和設備重載隱患模型，通過將基礎資源信息與模型規則匹配，將符合模型規則的對象歸類為隱患，以清單形式輸出。通過實現路由規劃和評價算法，為隱患清單中的業務通道提供治理輔助建議。

2.4應用層

應用層負責系統與用戶的交互，采用web微應用的形式提供簡潔易用的前端界面，用戶可以在任意終端使用瀏覽器訪問系統服務。通信業務隱患排查系統功能界面主要包括基礎資源庫、同路由隱患排查、重載隱患排查、隱患輔助治理幾大功能模塊，通過調用分析層的模型組建，生成分析結果展現至前端界面。

3通信業務隱患排查系統的應用

3.1同路由隱患排查應用

系統部署應用以來，在各類同路由隱患的排查中發揮了重要的作用。以某220kV穩控系統中甲站到乙站的穩控通道同設備隱患為例，拓撲圖如圖9所示。圖9中不同的網元用不同的英文字母標注，其中黑色網元為四級網傳輸設備，白色網元為三級網傳輸設備。從圖9中可以看出，該穩控通道包含A、B兩個通道，每個通道各存在部分SNCP子網保護，故共包含4條通道，分別為:1)a－b－c－d－e－f－g－h－i－j。2)a－b－c－k－l－m－f－g－h－i－n－j。3)o－c－p－l－m－i－q－r－s－t－u－v。4)o－i－q－r－w－x－y－v。四條通道內均包含網元i，當網元i故障失效時，甲站至乙站的四條穩控通道將全部失效，導致業務不可用。類似業務通道路由長，途經網管、光纜較多，三四級網交叉承載，保護關系配置復雜，同路由風險很難通過人工辨識。而通信業務隱患排查系統的應用，能夠極大提高隱患排查能力。

3.2重載隱患排查應用

重載隱患包括設備重載隱患和光纜重載隱患，以系統排查出的某220kV重載光纜為例，根據光纜承載光路情況和光路承載業務情況的關聯分析，可得該光纜承載業務清單，具體清單見表2.由表2可知，該光纜承載8條單口繼電保護通道，光纜中斷情況下將造成8條線路的一套主保護設備退出運行，符合重載光纜條件。重載隱患的排查邏輯雖較同路由隱患更為簡單，但由于網絡中業務變更頻繁，每條光纜、每臺設備的承載業務情況隨時處于變化當中，需要以天為周期對全網光纜、設備進行全量排查，難以通過人工實現。通過系統的應用，一次全網排查可以在一小時內完成，極大提升了重載隱患排查的時效性。

4結論

本文梳理了各類通信業務隱患的定義、分析邏輯和數據關系，基于“中臺+微服務”架構設計一種通信業務隱患排查系統，針對不同的業務隱患類型建立隱患規則模型，利用電力通信網數據資源開展自動化的隱患排查分析，生成隱患清單，并針對隱患通道給出治理建議。通過在某省三四級骨干通信網開展實際應用，檢驗了系統在同路由隱患排查、重載隱患排查方面的能力，全面提升了電力通信業務隱患排查工作的質量和效率。

作者：李弘運 沃瀟瀟 梁瓊 朱孝楠 金亞玲 李文飛 李怡 單位：國網湖南省電力有限公司信息通信分公司