信息通信設備狀態檢修的分析應用

摘要：隨著信息通信技術的復雜化，其設備狀態檢修工作應受到重視。文章首先提出了狀態檢修系統的設計思路，然后針對其中的數據處理、狀態評價兩個關鍵問題，提出了數學建模的解決方法，并對其模型進行了分析，最后驗證了該方法的可行性。

關鍵詞：信息通信設備；狀態檢修系統；數據處理模型；狀態評價模型；數學建模

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0049-02

在經濟的推動下，信息技術和通信技術不斷發展，并相互結合應用于諸多領域。相應的信息通信設備也頻繁更新，在電力系統調度、無人值守變電站自動化管理中發揮著重要作用，相關設備質量越來越高，性能也更加穩定。

1 信息通信設備狀態檢修系統的設計思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對結果評價的標準。在電力系統通信業務中，需熟悉掌握相應的準則。針對可能出現或頻頻發生的故障，應采取防范措施。

（2）根據設備特點和性能建立起相應的監控體系，能夠實時采集設備的信息，并對其加以計算分析，然后構建數學模型。

（3）為減少因網絡事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監控系統預估潛在的危險及引起故障的原因，提前防范。

（4）對狀態檢修的評價不容忽視，需合理制定評價標準，建立健全設備運行狀況評價體系，并實現與檢測、診斷系統的融合。

（5）實現電力通信設備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發生后保證系統可自動做出初步診斷，并利用診斷功能對故障進行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強的技術支持，還應建立起網絡專家庫，將與系統有關的知識存入數據庫，包括設備的使用維護方法、典型問題及常見故障的處理方法、實際案例等內容。在發生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態檢修系統中的關鍵

狀態檢修是以狀態評價為前提，并結合設備分析診斷結果等因素加以考慮，然后做出時間及項目安排的一種主動檢修方式。傳統的檢修方法只能反映檢修時設備的狀態，比較片面。而狀態檢修則是對整個過程的監測。

某供電公司根據狀態檢修方式設計的信息通信設備系統狀態檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數據、在線監測系統等諸多內容，與傳統的檢修方式比自然更加科學，但同時也帶來了新的問題，例如如何有效處理海量數據、如何將處理后得到的設備數據用于狀態評價服務等。為解決這兩個關鍵點，在此建立相適應的數據處理模型和評價模型，并對其可行性加以驗證。假設狀態檢修周期是一個月，計算周期是一天。

圖1

3 數據處理模型分析

針對不同的設備，評價標準也各有差異。為全面反映設備的運行狀態，評價標準中含有多項指標，均有專家系統為其打出的分值。在此將指標主要分為兩大類，一是連續變化型，二是開關型。

3.1 面積法

先將周期內采集的所有數據轉換為面積數據，將其作為評價模型的輸入。此方法主要用于連續變化型指標的處理。通過在線監測系統將監測數據生成統計曲線，可反映指在特定階段內的運行狀況；而后挑選設備的一個指標，將其評價標準與相應的統計曲線置于同一個坐標系中，以方便觀察分析。評價標準會將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設備超標運行的異常面積。面積越大、異常時間越久，表明設備超標越嚴重，則評價時給的分數就低；相反，超標越輕，得分越多。可根據實際運行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設備指標的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當某一指標有且只有一條評判標準線和某一指標有多條評判標準線。此外，設備在實際工作時，隨著時間的變動，電力系統負荷也在起伏變動。這必然會影響到信息通信系統中的數據流量，所以就同一個指標而言，在其不同的運行階段，應制定相適應的標準。標準變化的幅值與時間區間可參考電力系統負荷曲線、系統運行經驗以及各通信設備運行特點而具體確定。須注意的是，在求面積時，還應觀察設備指標是否長時間運行在規定的最高告警線上方。并根據實際情況設計一個合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應的處理。

3.2 統計方法

適用于開關型指標。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統計的方法加以處理。即將周期內采集的數據信息轉換為概率，作為評價模型的輸入。同時規定采集結果為真時，其值為1，否則為0。該方法有兩個步驟，先求取參考值，然后確定處理結果。

4 評價模型

4.1 閾值型評分模型

主要適用于給定正常運行邊界或者是極限運行范圍的指標，其基本模型如式下：

其中，i表示設定的指標運行邊界或者是指標極限運行條件；ki（i=0，1）表示設備每種狀態下的應扣除的分數。

4.2 曲線型評分模型

主要適用在指標偏離基準越大扣分越多的情況。本文選擇指數函數作為評分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續變化型數據處理的結果S或者是開關型指標最后為0的狀態量的個數。在實際計算中，指標類型不同，確定底數a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評分模型

主要適用于某一指標由若干狀態共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態良好；布爾值0表示故障；xi代表評分對象中第i個狀態的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設備每種狀態下的應扣除分數。

最終評分方法則分為三個步驟，先篩選，確保篩選后的數據包含有分值和時間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數據。已知評價標準為設備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴重故障警戒為90%，該指標滿分5分。經過對所有指標模型的實際校驗，本文提出模型均符合現有實際系統，能夠滿足信息和通信系統狀態檢修的基本要求。但必須經過長期實際運行檢驗，不斷修正參數和完善模型，最終才能達到更加符合實際、更加精確的評價效果。

6 結語

信息通信設備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運行，必須做好檢修工作。針對目前狀態檢修面臨的困難，即數據處理和狀態評價，在此以數學建模的方法予以解決。

參考文獻

[1] 郝朝紅.信息通信設備狀態檢修分析應用研究[J].科技創業家，2013，22（19）.

[2] 劉賢杰，劉旭生.信息和通信系統狀態檢修相關問題的研究[J].忻州師范學院學報，2012，28（5）.

[3] 高惠.設備狀態檢修發展趨勢展望[J].科技創新導報，2011，25（30）.

作者簡介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國網福建長汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運檢。

摘要：隨著信息通信技術的復雜化，其設備狀態檢修工作應受到重視。文章首先提出了狀態檢修系統的設計思路，然后針對其中的數據處理、狀態評價兩個關鍵問題，提出了數學建模的解決方法，并對其模型進行了分析，最后驗證了該方法的可行性。

關鍵詞：信息通信設備；狀態檢修系統；數據處理模型；狀態評價模型；數學建模

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0049-02

在經濟的推動下，信息技術和通信技術不斷發展，并相互結合應用于諸多領域。相應的信息通信設備也頻繁更新，在電力系統調度、無人值守變電站自動化管理中發揮著重要作用，相關設備質量越來越高，性能也更加穩定。

1 信息通信設備狀態檢修系統的設計思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對結果評價的標準。在電力系統通信業務中，需熟悉掌握相應的準則。針對可能出現或頻頻發生的故障，應采取防范措施。

（2）根據設備特點和性能建立起相應的監控體系，能夠實時采集設備的信息，并對其加以計算分析，然后構建數學模型。

（3）為減少因網絡事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監控系統預估潛在的危險及引起故障的原因，提前防范。

（4）對狀態檢修的評價不容忽視，需合理制定評價標準，建立健全設備運行狀況評價體系，并實現與檢測、診斷系統的融合。

（5）實現電力通信設備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發生后保證系統可自動做出初步診斷，并利用診斷功能對故障進行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強的技術支持，還應建立起網絡專家庫，將與系統有關的知識存入數據庫，包括設備的使用維護方法、典型問題及常見故障的處理方法、實際案例等內容。在發生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態檢修系統中的關鍵

狀態檢修是以狀態評價為前提，并結合設備分析診斷結果等因素加以考慮，然后做出時間及項目安排的一種主動檢修方式。傳統的檢修方法只能反映檢修時設備的狀態，比較片面。而狀態檢修則是對整個過程的監測。

某供電公司根據狀態檢修方式設計的信息通信設備系統狀態檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數據、在線監測系統等諸多內容，與傳統的檢修方式比自然更加科學，但同時也帶來了新的問題，例如如何有效處理海量數據、如何將處理后得到的設備數據用于狀態評價服務等。為解決這兩個關鍵點，在此建立相適應的數據處理模型和評價模型，并對其可行性加以驗證。假設狀態檢修周期是一個月，計算周期是一天。

圖1

3 數據處理模型分析

針對不同的設備，評價標準也各有差異。為全面反映設備的運行狀態，評價標準中含有多項指標，均有專家系統為其打出的分值。在此將指標主要分為兩大類，一是連續變化型，二是開關型。

3.1 面積法

先將周期內采集的所有數據轉換為面積數據，將其作為評價模型的輸入。此方法主要用于連續變化型指標的處理。通過在線監測系統將監測數據生成統計曲線，可反映指在特定階段內的運行狀況；而后挑選設備的一個指標，將其評價標準與相應的統計曲線置于同一個坐標系中，以方便觀察分析。評價標準會將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設備超標運行的異常面積。面積越大、異常時間越久，表明設備超標越嚴重，則評價時給的分數就低；相反，超標越輕，得分越多。可根據實際運行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設備指標的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當某一指標有且只有一條評判標準線和某一指標有多條評判標準線。此外，設備在實際工作時，隨著時間的變動，電力系統負荷也在起伏變動。這必然會影響到信息通信系統中的數據流量，所以就同一個指標而言，在其不同的運行階段，應制定相適應的標準。標準變化的幅值與時間區間可參考電力系統負荷曲線、系統運行經驗以及各通信設備運行特點而具體確定。須注意的是，在求面積時，還應觀察設備指標是否長時間運行在規定的最高告警線上方。并根據實際情況設計一個合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應的處理。

3.2 統計方法

適用于開關型指標。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統計的方法加以處理。即將周期內采集的數據信息轉換為概率，作為評價模型的輸入。同時規定采集結果為真時，其值為1，否則為0。該方法有兩個步驟，先求取參考值，然后確定處理結果。

4 評價模型

4.1 閾值型評分模型

主要適用于給定正常運行邊界或者是極限運行范圍的指標，其基本模型如式下：

其中，i表示設定的指標運行邊界或者是指標極限運行條件；ki（i=0，1）表示設備每種狀態下的應扣除的分數。

4.2 曲線型評分模型

主要適用在指標偏離基準越大扣分越多的情況。本文選擇指數函數作為評分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續變化型數據處理的結果S或者是開關型指標最后為0的狀態量的個數。在實際計算中，指標類型不同，確定底數a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評分模型

主要適用于某一指標由若干狀態共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態良好；布爾值0表示故障；xi代表評分對象中第i個狀態的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設備每種狀態下的應扣除分數。

最終評分方法則分為三個步驟，先篩選，確保篩選后的數據包含有分值和時間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數據。已知評價標準為設備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴重故障警戒為90%，該指標滿分5分。經過對所有指標模型的實際校驗，本文提出模型均符合現有實際系統，能夠滿足信息和通信系統狀態檢修的基本要求。但必須經過長期實際運行檢驗，不斷修正參數和完善模型，最終才能達到更加符合實際、更加精確的評價效果。

6 結語

信息通信設備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運行，必須做好檢修工作。針對目前狀態檢修面臨的困難，即數據處理和狀態評價，在此以數學建模的方法予以解決。

參考文獻

[1] 郝朝紅.信息通信設備狀態檢修分析應用研究[J].科技創業家，2013，22（19）.

[2] 劉賢杰，劉旭生.信息和通信系統狀態檢修相關問題的研究[J].忻州師范學院學報，2012，28（5）.

[3] 高惠.設備狀態檢修發展趨勢展望[J].科技創新導報，2011，25（30）.

作者簡介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國網福建長汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運檢。

摘要：隨著信息通信技術的復雜化，其設備狀態檢修工作應受到重視。文章首先提出了狀態檢修系統的設計思路，然后針對其中的數據處理、狀態評價兩個關鍵問題，提出了數學建模的解決方法，并對其模型進行了分析，最后驗證了該方法的可行性。

關鍵詞：信息通信設備；狀態檢修系統；數據處理模型；狀態評價模型；數學建模

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）25-0049-02

在經濟的推動下，信息技術和通信技術不斷發展，并相互結合應用于諸多領域。相應的信息通信設備也頻繁更新，在電力系統調度、無人值守變電站自動化管理中發揮著重要作用，相關設備質量越來越高，性能也更加穩定。

1 信息通信設備狀態檢修系統的設計思路

（1）要考慮檢修工作需遵循的原則，制定對結果評價的標準。在電力系統通信業務中，需熟悉掌握相應的準則。針對可能出現或頻頻發生的故障，應采取防范措施。

（2）根據設備特點和性能建立起相應的監控體系，能夠實時采集設備的信息，并對其加以計算分析，然后構建數學模型。

（3）為減少因網絡事故引起的損失，需合理制定警示提醒制度。利用監控系統預估潛在的危險及引起故障的原因，提前防范。

（4）對狀態檢修的評價不容忽視，需合理制定評價標準，建立健全設備運行狀況評價體系，并實現與檢測、診斷系統的融合。

（5）實現電力通信設備故障輔助分析及檢修策略建議體系，故障發生后保證系統可自動做出初步診斷，并利用診斷功能對故障進行分析，最終得出處理方案，為工作人員提供有效的策略。

（6）為提供更強的技術支持，還應建立起網絡專家庫，將與系統有關的知識存入數據庫，包括設備的使用維護方法、典型問題及常見故障的處理方法、實際案例等內容。在發生事故后，可查找類似案件，借鑒其解決方案，提高辦事效率。

2 狀態檢修系統中的關鍵

狀態檢修是以狀態評價為前提，并結合設備分析診斷結果等因素加以考慮，然后做出時間及項目安排的一種主動檢修方式。傳統的檢修方法只能反映檢修時設備的狀態，比較片面。而狀態檢修則是對整個過程的監測。

某供電公司根據狀態檢修方式設計的信息通信設備系統狀態檢修流程圖，如圖1所示，包括了基本信息、巡視數據、在線監測系統等諸多內容，與傳統的檢修方式比自然更加科學，但同時也帶來了新的問題，例如如何有效處理海量數據、如何將處理后得到的設備數據用于狀態評價服務等。為解決這兩個關鍵點，在此建立相適應的數據處理模型和評價模型，并對其可行性加以驗證。假設狀態檢修周期是一個月，計算周期是一天。

圖1

3 數據處理模型分析

針對不同的設備，評價標準也各有差異。為全面反映設備的運行狀態，評價標準中含有多項指標，均有專家系統為其打出的分值。在此將指標主要分為兩大類，一是連續變化型，二是開關型。

3.1 面積法

先將周期內采集的所有數據轉換為面積數據，將其作為評價模型的輸入。此方法主要用于連續變化型指標的處理。通過在線監測系統將監測數據生成統計曲線，可反映指在特定階段內的運行狀況；而后挑選設備的一個指標，將其評價標準與相應的統計曲線置于同一個坐標系中，以方便觀察分析。評價標準會將曲線劃分為兩部分，只考慮能夠表示設備超標運行的異常面積。面積越大、異常時間越久，表明設備超標越嚴重，則評價時給的分數就低；相反，超標越輕，得分越多。可根據實際運行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設備指標的異常程度。

通常需要考慮兩種情況，即當某一指標有且只有一條評判標準線和某一指標有多條評判標準線。此外，設備在實際工作時，隨著時間的變動，電力系統負荷也在起伏變動。這必然會影響到信息通信系統中的數據流量，所以就同一個指標而言，在其不同的運行階段，應制定相適應的標準。標準變化的幅值與時間區間可參考電力系統負荷曲線、系統運行經驗以及各通信設備運行特點而具體確定。須注意的是，在求面積時，還應觀察設備指標是否長時間運行在規定的最高告警線上方。并根據實際情況設計一個合理的值，一旦超過此值，必須提出緊急告警，并予以相應的處理。

3.2 統計方法

適用于開關型指標。該方法具有離散性，所以不適宜采用曲線模型處理，可借助概率統計的方法加以處理。即將周期內采集的數據信息轉換為概率，作為評價模型的輸入。同時規定采集結果為真時，其值為1，否則為0。該方法有兩個步驟，先求取參考值，然后確定處理結果。

4 評價模型

4.1 閾值型評分模型

主要適用于給定正常運行邊界或者是極限運行范圍的指標，其基本模型如式下：

其中，i表示設定的指標運行邊界或者是指標極限運行條件；ki（i=0，1）表示設備每種狀態下的應扣除的分數。

4.2 曲線型評分模型

主要適用在指標偏離基準越大扣分越多的情況。本文選擇指數函數作為評分模型，基本模式如下：

y=ax-1

該模型輸入x為連續變化型數據處理的結果S或者是開關型指標最后為0的狀態量的個數。在實際計算中，指標類型不同，確定底數a的方式也不同。

4.3 邏輯與型評分模型

主要適用于某一指標由若干狀態共同決定的情況，其基本模型如下：

其中，布爾值1代表狀態良好；布爾值0表示故障；xi代表評分對象中第i個狀態的布爾值；ki（i=0，1）代表建議設備每種狀態下的應扣除分數。

最終評分方法則分為三個步驟，先篩選，確保篩選后的數據包含有分值和時間；再判斷，最后加以處理。

5 模型可行性的驗證

采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數據。已知評價標準為設備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多，嚴重故障警戒為90%，該指標滿分5分。經過對所有指標模型的實際校驗，本文提出模型均符合現有實際系統，能夠滿足信息和通信系統狀態檢修的基本要求。但必須經過長期實際運行檢驗，不斷修正參數和完善模型，最終才能達到更加符合實際、更加精確的評價效果。

6 結語

信息通信設備的意義不言而喻，為保證其能夠正常運行，必須做好檢修工作。針對目前狀態檢修面臨的困難，即數據處理和狀態評價，在此以數學建模的方法予以解決。

參考文獻

[1] 郝朝紅.信息通信設備狀態檢修分析應用研究[J].科技創業家，2013，22（19）.

[2] 劉賢杰，劉旭生.信息和通信系統狀態檢修相關問題的研究[J].忻州師范學院學報，2012，28（5）.

[3] 高惠.設備狀態檢修發展趨勢展望[J].科技創新導報，2011，25（30）.

作者簡介：郭興（1986-），男，福建莆田人，國網福建長汀縣供電有限公司助理工程師，研究方向：信通運檢。