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、非標準化的, 業(yè)務和信息集成度相對較差, 無法進行有效的數(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)絡設施管理、承載業(yè)務管理、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,促進信息通信公共資源融合, 提升大規(guī)模通信網(wǎng)絡運行能力、資源優(yōu)化配置能力、業(yè)務保障能力及專業(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)絡的綜合管理能力; 上下兩層系統(tǒng)間通過跨省網(wǎng)絡互聯(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)絡的綜合管理能力; 下層系統(tǒng)通過省內(nèi)網(wǎng)絡互聯(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)務網(wǎng)、支撐網(wǎng)等設備網(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平臺并保存到數(shù)據(jù)庫中, 在基礎平臺上構(gòu)建實時監(jiān)視、資源管理、運行管理等應用功能。各層級通信管理系統(tǒng)之間通過標準數(shù)據(jù)互聯(lián)接口進行數(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的服務架構(gòu), 服務端采用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)絡控制和數(shù)據(jù)采集層、平臺層、管理應用層三層組成。網(wǎng)絡控制和數(shù)據(jù)采集層: 由各種下層系統(tǒng)(設備網(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)務基礎軟件平臺軟件。管理應用層: 為整個通信專業(yè)提供各類業(yè)務應用功能模塊, 是整個系統(tǒng)的呈現(xiàn)。按照應用將功能分類展現(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, 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備組件、邏輯組件, 并在此基礎上擴展各類技術(shù)體制對象。

2提出了跨技術(shù)體制、跨層級的通信全網(wǎng)絡全業(yè)務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致的通信業(yè)務可靠性分析結(jié)論不全面、不準確的重大疑難。

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

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)務運行的主要依據(jù)(運行方式)進行綜合分析, 對方式方案的安全性進行評估。

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

3提出了通信網(wǎng)絡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)絡多變、維護困難的問題, 可提高通信網(wǎng)絡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)絡從傳輸層到業(yè)務層的圖形自動上推, 解決通信網(wǎng)絡圖形化管理中處于傳輸層和業(yè)務層的疑難。

2) 電力通信網(wǎng)絡系統(tǒng)集中拓撲生成展示方法, 實現(xiàn)不同技術(shù)體制, 從物理到邏輯的網(wǎng)絡資源拓撲集中展示, 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)絡故障智能分析技術(shù), 通過對原始告警信息的標準化處理、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)絡設備告警標準化, 按照電力通信網(wǎng)絡監(jiān)視需要提出電力通信網(wǎng)絡設備告警標準清單, 并將不同廠家的告警一一映射為標準告警, 為后續(xù)的分析處理奠定基礎。

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)絡級的告警相關(guān)性分析, 從而從整個網(wǎng)絡的角度發(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)務分析, 針對重要的電力生產(chǎn)業(yè)務(保護、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)絡隱患預警技術(shù), 對通信網(wǎng)絡及設備的告警動態(tài)、性能歷史趨勢、網(wǎng)絡架構(gòu)變化、資源分配方案、業(yè)務負荷趨勢等進行綜合分析, 發(fā)現(xiàn)通信網(wǎng)絡存在的風險。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)絡和業(yè)務的安全穩(wěn)定運行。

1) 基于門限的電力通信網(wǎng)資源預警, 根據(jù)通信原理及電網(wǎng)通信運行要求對通信設備的性能、負載等參數(shù)設置量化的門限標準, 根據(jù)越限的頻度、幅度進行不同級別的預警。

2) 電力光纜網(wǎng)故障預警和定位的實現(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)測信息進行綜合分析, 對光纜的劣化、中斷等風險提前預警并定位。

3) 基于風險預警的通信檢修輔助決策, 在對通信網(wǎng)絡和設備設施實現(xiàn)量化、分級的預警之后, 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)風險等級提出檢修工作方案。

五、技術(shù)指標

1主要技術(shù)性能指標

表1 信息系統(tǒng)容量指標

表2 信息系統(tǒng)性能指標

表3 重要業(yè)務應用指標

2國內(nèi)外同類技術(shù)比較

電力通信網(wǎng)絡及其管理的重點任務是保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行, 而電信運營商通信網(wǎng)絡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)中建設覆蓋最廣、規(guī)范程度最高、應用架構(gòu)最完整的通信信息化系統(tǒng), 各項性能指標與國內(nèi)外同類技術(shù)比均達到設計領(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)的設計實現(xiàn)符合中國電力行業(yè)的特點, 標準化程度高, 能滿足大規(guī)模應用管理的需要, 可實現(xiàn)綜合化、一體化的網(wǎng)絡管理。

依靠自身研發(fā)技術(shù)力量和長期業(yè)務積累自主研究和創(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)多保護的電力通信業(yè)務可靠性分析方法、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)絡故障智能分析、基于門限和量化分級策略的通信網(wǎng)絡隱患預警等方面具有重大創(chuàng)新, 整體達到同類技術(shù)領(lǐng)先水平。

六、對促進行業(yè)科技進步的

作用和意義

1) 成果為電力企業(yè)提供了一套標準化和智能化的通信網(wǎng)絡運維支撐平臺, 可促進電力通信標準化工作的建設, 提升通信服務電網(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; 通過實時監(jiān)視和資源管理應用的建設, 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)絡的駕馭能力、通信資源配置的優(yōu)化能力、通信缺陷和風險的防御能力、以及對網(wǎng)絡和業(yè)務的調(diào)控能力; 通過運行管理應用的建設, 為通信運行管理提供統(tǒng)一的運維服務和專業(yè)管理界面, 在此基礎上優(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)絡運行保障水平, 促進電網(wǎng)的安全運行, 促進安全、可靠、可持續(xù)電力的供應, 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。

七、相關(guān)專利

發(fā)明專利: 一種用于電力通信網(wǎng)中異構(gòu)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)整合方法, 已受理, 201410347155.2

發(fā)明專利: 一種綜合性跨網(wǎng)多保護的電力通信業(yè)務可靠性分析方法, 已授權(quán), ZL201210427442.5

發(fā)明專利: 一種電力通信網(wǎng)運行方式安全校核方法, 已受理, 201310186328.2

發(fā)明專利: 一種電力通信網(wǎng)相關(guān)性多級承載式自動成圖方法, 已授權(quán), ZL201110316656.0

發(fā)明專利: 一種電力通信網(wǎng)絡系統(tǒng)集中拓撲生成展示方法, 已受理, 201410396497.3

發(fā)明專利: 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, 已受理, 201210438244.9

發(fā)明專利: 一種電力通信繼電保護業(yè)務影響分析方法及其系統(tǒng), 已授權(quán), 201210179780.1

發(fā)明專利: 電力光纜網(wǎng)故障預警和定位的實現(xiàn)方法, 已授權(quán), 201010232898.7

八、應用情況

該項目已在國家電網(wǎng)公司范圍內(nèi)得到全面應用, 業(yè)務覆蓋國家電網(wǎng)公司總部、5個分部、27個省級單位以及315個地市公司, 全面實現(xiàn)了國家電網(wǎng)公司通信專業(yè)信息化運維支撐, 提升了電力通信調(diào)控一體化、智能化和精細化運行管理能力。

九、鑒定意見

2015年11月28日, 中國電機工程學會在南京組織召開了“電力通信管理系統(tǒng)(TMS)”項目技術(shù)鑒定會。鑒定意見摘要如下。

為解決電力通信網(wǎng)絡管理技術(shù)支撐手段綜合性不強、業(yè)務分析不便、故障診斷困難、風險預警缺失、可視化不足等問題, 在資源數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)絡及業(yè)務可靠性分析、網(wǎng)絡圖形化、故障分析、風險隱患預警等技術(shù)方向開展了研究, 研發(fā)了集數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)視、資源管理、運行管理為一體的電力通信管理系統(tǒng)并實際應用。首次提出了綜合性跨網(wǎng)多保護的電力通信業(yè)務可靠性分析方法、電力通信網(wǎng)相關(guān)性多級承載式自動成圖方法兩項關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)。

鑒定委員會認為, 該成果為電力通信調(diào)度、運行、檢修提供了覆蓋全面、技術(shù)先進的技術(shù)支撐手段, 實現(xiàn)了集約化、標準化、智能化的電力通信管理。經(jīng)濟社會效益顯著, 整體達到國際領(lǐng)先水平。

十、成果完成人

南京南瑞集團公司

原標題:【新技術(shù)新產(chǎn)品】電力通信管理系統(tǒng)（TMS）