電力通信網(wǎng)告警分層過濾機(jī)制的設(shè)計

1 引言
    近年來，我國電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展迅速。但是，與此相對應(yīng)的監(jiān)視、控制、維護(hù)能力卻較落后．電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行存在維護(hù)難度大，響應(yīng)速度慢，服務(wù)質(zhì)量差，人力成本和管理成本高，維護(hù)工作不透明，不量化，不主動等問題，使之無法適應(yīng)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(shè)綜合化、集中化、智能化的網(wǎng)管系統(tǒng)，以提升電力通信網(wǎng)的綜合化集中維護(hù)水平，變被動維護(hù)為主動維護(hù)，變面向設(shè)備為面向客戶、面向業(yè)務(wù)，從而有效提高客戶服務(wù)質(zhì)量、業(yè)務(wù)響應(yīng)能力和網(wǎng)絡(luò)管控能力嘲。為了有效防止因采集和處理來自交換、傳輸、數(shù)據(jù)、動力環(huán)境等專業(yè)網(wǎng)的海量告警數(shù)據(jù)，保證關(guān)注告警，確?？焖侔l(fā)現(xiàn)、定位和處理故障，必須設(shè)計和實施有效的告警過濾機(jī)制。為此，通過詳細(xì)分析告警數(shù)據(jù)，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(wǎng)管人員直接參與規(guī)則的定制和維護(hù)，大大減少了綜合化集中維護(hù)系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的靈活性。

2 告警相關(guān)性
2．1 告警相關(guān)性分析
    告警相關(guān)性分析是指合并和轉(zhuǎn)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(yīng)故障根本原因的告警，并準(zhǔn)確定位故障。告警事件關(guān)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(guān)聯(lián)，表示為：a=>a{a1，a2，…，ak}。
    告警事件關(guān)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(shù)；⑤告警泛化；⑥告警特化；⑦告警時序關(guān)系。其具體定義形式參見參考文獻(xiàn)。
2．2 告警相關(guān)性方法
    傳統(tǒng)的告警相關(guān)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(dǎo)致的告警信息；二是充分利用電信領(lǐng)域?qū)＜移綍r維護(hù)通信網(wǎng)積累的經(jīng)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(guān)聯(lián)方法有范例推理法、模糊邏輯法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、規(guī)則法、關(guān)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(xué)習(xí)程序。其一，領(lǐng)域?qū)＜彝ㄟ^與知識工程師的反復(fù)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?qū)＜业慕?jīng)驗知識送到專家系統(tǒng)知識庫中。該程序應(yīng)具備靈活的人機(jī)對話能力和有關(guān)知識庫結(jié)構(gòu)方面的知識。其三，通過歸納和總結(jié)大量的實驗數(shù)據(jù)，得到一些新的規(guī)律和知識。利用歸納學(xué)程序，模擬人類思維過程，以便從有關(guān)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(xué)習(xí)和知識工程師編寫智能程序，自動形成關(guān)聯(lián)規(guī)則，將其寫入知識庫。

3 告警過濾機(jī)制設(shè)計
3．1 告警過濾功能和目標(biāo)
    告警過濾的主要功能有支持告警收斂功能、支持告警次數(shù)的閾值越界告警功能、支持告警延時功能、支持制定網(wǎng)元和時間段進(jìn)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(jī)制的目標(biāo)是：①設(shè)計合理的告警過濾機(jī)制，以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)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(fēng)暴，保證關(guān)注告警，降低故障時延，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和軟件質(zhì)量，增強(qiáng)客戶滿意度；②能快速地確定故障位置，快速地進(jìn)行故障處理和故障恢復(fù)；③改善網(wǎng)絡(luò)性能和網(wǎng)絡(luò)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(jī)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(jù)設(shè)定的過濾規(guī)則，對原始告警數(shù)據(jù)實施預(yù)過濾，屏蔽無用或無需關(guān)心的告警數(shù)據(jù)，以減輕數(shù)據(jù)處理負(fù)荷。處理層過濾是整個過濾機(jī)制中的重點(diǎn)。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(shù)據(jù)經(jīng)過采集層過濾后開始分流，并進(jìn)行延時、閉值、歸并、壓縮等處理．以對濾掉不關(guān)心的告警數(shù)據(jù)。過濾策略是可修正的，經(jīng)過修正后的策略進(jìn)行前轉(zhuǎn)，對此后的告警數(shù)據(jù)實施新的策略。表現(xiàn)層過濾按照告警屬性域設(shè)定組合條件，過濾出關(guān)心的告警類型。發(fā)布層過濾根據(jù)設(shè)定的過濾規(guī)則，從而決定相關(guān)信息的發(fā)布形式、時間及內(nèi)容等。

4 實驗與分析
    告警壓縮率=(系統(tǒng)采集的告警總數(shù)一系統(tǒng)呈現(xiàn)的告警總數(shù))/系統(tǒng)采集的告警總數(shù)。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(wǎng)網(wǎng)管綜合化集中維護(hù)系統(tǒng)的用戶提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)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(fù)告警歸并，較低級別告警不呈現(xiàn)的原則。表1給出測試結(jié)果。需說明的是，在計算告警壓縮率時，關(guān)聯(lián)告警中只計算了根告警數(shù)量，而系統(tǒng)呈現(xiàn)的告警數(shù)量中沒有計入衍生告警數(shù)量。

    由實驗結(jié)果可見，經(jīng)過模型過濾后，電力通信網(wǎng)發(fā)布的告警數(shù)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(shù)據(jù)方面，因此應(yīng)關(guān)注這兩個方面告警數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性研究。

5 結(jié)語
    采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)獲取告警關(guān)聯(lián)規(guī)則，構(gòu)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(jī)制及實現(xiàn)方案。該過濾機(jī)制能依據(jù)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(zhǔn)確地過濾瞬斷告警、無效告警和次要告警，以防止告警風(fēng)暴，保證關(guān)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(yīng)速度，改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。實驗證明了該告警過濾機(jī)制的實用性和有效性。