電力通信網告警分層過濾機制的設計

1 引言
    近年來，我國電力通信網絡的發(fā)展迅速。但是，與此相對應的監(jiān)視、控制、維護能力卻較落后．電力通信網絡的運行存在維護難度大，響應速度慢，服務質量差，人力成本和管理成本高，維護工作不透明，不量化，不主動等問題，使之無法適應現(xiàn)代化和自動化的總體需求。為徹底解決上述問題，需要開發(fā)和建設綜合化、集中化、智能化的網管系統(tǒng)，以提升電力通信網的綜合化集中維護水平，變被動維護為主動維護，變面向設備為面向客戶、面向業(yè)務，從而有效提高客戶服務質量、業(yè)務響應能力和網絡管控能力嘲。為了有效防止因采集和處理來自交換、傳輸、數據、動力環(huán)境等專業(yè)網的海量告警數據，保證關注告警，確?？焖侔l(fā)現(xiàn)、定位和處理故障，必須設計和實施有效的告警過濾機制。為此，通過詳細分析告警數據，提出了一種新的告警過濾模型和策略。將告警過濾規(guī)則以知識庫的形式存儲，使網管人員直接參與規(guī)則的定制和維護，大大減少了綜合化集中維護系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的靈活性。

2 告警相關性
2．1 告警相關性分析
    告警相關性分析是指合并和轉化告警，即將多個告警合并成一條具有更多信息量的告警，以確定能否反應故障根本原因的告警，并準確定位故障。告警事件關聯(lián)可形式化定義為告警事件a與告警事件集合{a1，a2，…，ak}關聯(lián)，表示為：a=>a{a1，a2，…，ak}。
    告警事件關聯(lián)的類型可形式化定義為：①告警壓縮；②告警過濾；③告警抑制；④告警記數；⑤告警泛化；⑥告警特化；⑦告警時序關系。其具體定義形式參見參考文獻。
2．2 告警相關性方法
    傳統(tǒng)的告警相關性分析方法主要有：一是通過實驗，人為制造一些故障并記錄導致的告警信息；二是充分利用電信領域專家平時維護通信網積累的經驗和知識。為了克服傳統(tǒng)方法人為因素不確定性的缺陷，目前采用的告警關聯(lián)方法有范例推理法、模糊邏輯法、貝葉斯網絡法、神經網絡法、規(guī)則法、關聯(lián)規(guī)則挖掘法等。
2．3 知識庫
    知識的獲取源自知識工程師、智能編輯程序和歸納學習程序。其一，領域專家通過與知識工程師的反復接觸、交談，把自己擁有的知識告訴給知識工程師，由知識工程師和專家一起將這些知識歸納整理成專家系統(tǒng)知識。其二，通過智能編輯程序將專家的經驗知識送到專家系統(tǒng)知識庫中。該程序應具備靈活的人機對話能力和有關知識庫結構方面的知識。其三，通過歸納和總結大量的實驗數據，得到一些新的規(guī)律和知識。利用歸納學程序，模擬人類思維過程，以便從有關知識庫中發(fā)現(xiàn)新知識，然后將這些新知識添加到知識庫中，供專家系統(tǒng)使用。在此，基于歸納學習和知識工程師編寫智能程序，自動形成關聯(lián)規(guī)則，將其寫入知識庫。

3 告警過濾機制設計
3．1 告警過濾功能和目標
    告警過濾的主要功能有支持告警收斂功能、支持告警次數的閾值越界告警功能、支持告警延時功能、支持制定網元和時間段進行忽略性過濾功能、支持屏蔽衍生告警功能及支持告警呈現(xiàn)過濾功能。
    告警過濾機制的目標是：①設計合理的告警過濾機制，以實現(xiàn)快速、準確的過濾瞬斷告警、無效告警和次要告警，從而有效防止告警風暴，保證關注告警，降低故障時延，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應性和軟件質量，增強客戶滿意度；②能快速地確定故障位置，快速地進行故障處理和故障恢復；③改善網絡性能和網絡管理員工作。
3．2 告警過濾模型
    為保證告警過濾的正確性、有效性和靈活性，系統(tǒng)采用多層過濾機制。圖l給出多層過濾模型。其中，采集層的過濾策略主要是抑制和忽略。它依據設定的過濾規(guī)則，對原始告警數據實施預過濾，屏蔽無用或無需關心的告警數據，以減輕數據處理負荷。處理層過濾是整個過濾機制中的重點。主要用于建立高度收斂的告警過濾模型。其基本流程是：原始告警數據經過采集層過濾后開始分流，并進行延時、閉值、歸并、壓縮等處理．以對濾掉不關心的告警數據。過濾策略是可修正的，經過修正后的策略進行前轉，對此后的告警數據實施新的策略。表現(xiàn)層過濾按照告警屬性域設定組合條件，過濾出關心的告警類型。發(fā)布層過濾根據設定的過濾規(guī)則，從而決定相關信息的發(fā)布形式、時間及內容等。

4 實驗與分析
    告警壓縮率=(系統(tǒng)采集的告警總數一系統(tǒng)呈現(xiàn)的告警總數)/系統(tǒng)采集的告警總數。采用告警壓縮率體現(xiàn)告警過濾效果。對某本地電力通信網網管綜合化集中維護系統(tǒng)的用戶提供的統(tǒng)計數據進行測試，測試時間為10 h，測試規(guī)則滿足瞬斷告警不入庫，重復告警歸并，較低級別告警不呈現(xiàn)的原則。表1給出測試結果。需說明的是，在計算告警壓縮率時，關聯(lián)告警中只計算了根告警數量，而系統(tǒng)呈現(xiàn)的告警數量中沒有計入衍生告警數量。

    由實驗結果可見，經過模型過濾后，電力通信網發(fā)布的告警數量明顯降低，這說明了該方法的有效性。另外，由此還可見，告警主要來源于交換告警和數據方面，因此應關注這兩個方面告警數據的關聯(lián)性研究。

5 結語
    采用數據挖掘技術獲取告警關聯(lián)規(guī)則，構建了告警規(guī)則知識庫，形成了用于實際系統(tǒng)的較完整的告警過濾機制及實現(xiàn)方案。該過濾機制能依據告警的重要程度不同，分別從采集層、處理層、呈現(xiàn)層、發(fā)布層對告警逐層收斂，從而實現(xiàn)快速、準確地過濾瞬斷告警、無效告警和次要告警，以防止告警風暴，保證關注告警，并快速發(fā)現(xiàn)、定位和處理故障，降低故障時延，提高客戶響應速度，改進服務質量。實驗證明了該告警過濾機制的實用性和有效性。