通信业务隐患排查治理系统设计探索

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电力通信网是电力系统的第二张实体网，为继电保护、安稳控制、自动化等重要生产类业务提供通信通道。为保障电网安全运行，控制故障影响范围，通信业务通道应满足一定的约束条件，若不满足即存在运行隐患。主要的隐患类型包括同路由隐患、设备重载隐患、光缆重载隐患等［1－5］。通信网随着基建投产、线路检修、运行故障等原因发生动态变化，因此对业务通道开展常态化的风险辨识和风险治理是保障电网安全的重要措施。当前，此项工作主要依托通信管理人员结合线上线下资料人工开展，在通信业务激增和电网安全形势日益严峻的背景下无法满足工作需要［6－8］。为提高业务通道隐患排查的质量和效率，本文提出了一种通信业务隐患排查系统，充分利用通信管理系统台账和线下运行资料，实现自动化、智能化的隐患排查。

1通信业务隐患排查系统的工作原理

1.1同路由隐患分析

1.1.1同路由隐患定义同路由隐患指同一业务的主备通道不满足路由完全独立的情况，存在单点故障造成主备通道同时中断的可能。两条路由完全独立是指不共光缆、中间路由不共站点、端站不共设备。1.1.2同路由隐患排查逻辑针对所有重要通信业务，比较同一业务的主备通道路由，比对是否经过相同的光缆、设备、站点(端站除外)，判断业务是否存在同路由隐患，流程如图1所示。1.1.3同路由分析数据关系图根据上述排查逻辑，系统所需数据元素包括业务、通道、光路、光缆、设备、站点，及部分元素间的关联关系，其关系如图2所示。

1.2设备重载隐患分析

1.2.1设备重载隐患定义设备重载隐患指单一设备承载8套及以上单通道保护安控业务，存在单设备故障情况下8套及以上保护安控装置退出的可能.1.1.2设备重载隐患排查逻辑针对所有传输设备，计算某一设备承载的单通道保护安控数量，判断是否存在设备重载隐患，流程如图3所示。1.2.3设备重载分析数据关系图根据上述排查逻辑，系统所需数据元素包括设备、通道、业务，及部分元素间的关联关系，其关系如图4所示。

1.3光缆重载隐患分析

1.3.1光缆重载隐患定义光缆重载隐患指单一光缆承载8套及以上单通道保护安控业务，存在单光缆故障情况下8套及以上保护安控装置退出的可能。1.3.2光缆重载隐患排查逻辑针对所有光缆，计算某一光缆承载的单通道保护安控数量，判断是否存在光缆重载隐患，流程如图5所示。1.3.3光缆重载分析数据关系图根据上述排查逻辑，系统所需数据元素包括光缆、光路、通道、业务，及部分元素间的关联关系，其关系如图6所示。1.4隐患辅助治理隐患治理是隐患排查后的必要工作，业务隐患治理就是对隐患通道的重新规划，在避免隐患路由的前提下满足通道可靠性要求。对于一条业务通道来说，业务的起始站点和终止站点是确定的，路由规划可抽象为无向图中从a点到z点的路由查询问题，即从a点出发，在不造成业务隐患的情况下到达b点。为满足保护安控通道时延要求，路由理论总时延不超过10ms，流程如图7所示［9－14］。若存在多条满足条件的路由，根据路由可靠性评价标准选取最佳路由。路由评价标准从节点数、光缆长度、电压等级、系统等级等维度开展综合评价［15－16］。

2通信业务隐患排查系统的实现

2.1系统架构

通信业务隐患排查系统由数据层、分析层、应用层组成，整体架构遵循“中台+微服务”的技术路线，系统架构如图8所示。

2.2数据层

数据层负责完成系统所需数据的溯源、采集至数据中台，应用数据中台完成数据的预处理，包括数据整合、清洗和转换等。由各分析模型的数据关系图可知，通信业务隐患排查系统所需的数据见表1中深色部分。电力通信网的基础资源主要通过通信管理系统和线下业务通道表维护，表1中“+”指通信管理系统中维护的数据项，“－”指线下业务通道表维护的数据项，结合通信管理系统数据和线下方式资料数据，可以满足业务通道隐患排查的数据需求。通过在通信管理系统中部署采集服务，将所需的数据采集到数据中台存储层，结合线下方式资料，在数据中台完成数据的补全、校验和治理，完成数据准备工作，形成完善的电力通信网基础模型，供分析层调用。

2.3分析层

分析层基于数据层构建通信网基础资源模型，实现各隐患类型的分析模型，包括同路由隐患模型、光缆重载隐患模型和设备重载隐患模型，通过将基础资源信息与模型规则匹配，将符合模型规则的对象归类为隐患，以清单形式输出。通过实现路由规划和评价算法，为隐患清单中的业务通道提供治理辅助建议。

2.4应用层

应用层负责系统与用户的交互，采用web微应用的形式提供简洁易用的前端界面，用户可以在任意终端使用浏览器访问系统服务。通信业务隐患排查系统功能界面主要包括基础资源库、同路由隐患排查、重载隐患排查、隐患辅助治理几大功能模块，通过调用分析层的模型组建，生成分析结果展现至前端界面。

3通信业务隐患排查系统的应用

3.1同路由隐患排查应用

系统部署应用以来，在各类同路由隐患的排查中发挥了重要的作用。以某220kV稳控系统中甲站到乙站的稳控通道同设备隐患为例，拓扑图如图9所示。图9中不同的网元用不同的英文字母标注，其中黑色网元为四级网传输设备，白色网元为三级网传输设备。从图9中可以看出，该稳控通道包含A、B两个通道，每个通道各存在部分SNCP子网保护，故共包含4条通道，分别为: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。四条通道内均包含网元i，当网元i故障失效时，甲站至乙站的四条稳控通道将全部失效，导致业务不可用。类似业务通道路由长，途经网管、光缆较多，三四级网交叉承载，保护关系配置复杂，同路由风险很难通过人工辨识。而通信业务隐患排查系统的应用，能够极大提高隐患排查能力。

3.2重载隐患排查应用

重载隐患包括设备重载隐患和光缆重载隐患，以系统排查出的某220kV重载光缆为例，根据光缆承载光路情况和光路承载业务情况的关联分析，可得该光缆承载业务清单，具体清单见表2.由表2可知，该光缆承载8条单口继电保护通道，光缆中断情况下将造成8条线路的一套主保护设备退出运行，符合重载光缆条件。重载隐患的排查逻辑虽较同路由隐患更为简单，但由于网络中业务变更频繁，每条光缆、每台设备的承载业务情况随时处于变化当中，需要以天为周期对全网光缆、设备进行全量排查，难以通过人工实现。通过系统的应用，一次全网排查可以在一小时内完成，极大提升了重载隐患排查的时效性。

4结论

本文梳理了各类通信业务隐患的定义、分析逻辑和数据关系，基于“中台+微服务”架构设计一种通信业务隐患排查系统，针对不同的业务隐患类型建立隐患规则模型，利用电力通信网数据资源开展自动化的隐患排查分析，生成隐患清单，并针对隐患通道给出治理建议。通过在某省三四级骨干通信网开展实际应用，检验了系统在同路由隐患排查、重载隐患排查方面的能力，全面提升了电力通信业务隐患排查工作的质量和效率。

作者：李弘运 沃潇潇 梁琼 朱孝楠 金亚玲 李文飞 李怡 单位：国网湖南省电力有限公司信息通信分公司