信息记录材料２ ０ １ ８年２月第１ ９卷第２期 智能化诊断网络故障关键技术的研究 毛志雄 ，邢 江 ，张 婷 （１湖北师范大学计算机科学与技术学院 湖北 黄石４ ３ ５ ０ ０ ２） （２湖北省黄石市疾病预防控制中心 湖北 黄石４ ３ ５ ０ ０ ０） 【摘要】网络故障诊断作为网络故障管理的主要部分，会对网络运行的稳定性和可靠性造成直接的影响。基于此， 本文从网络故障分析入手，分析了智能化诊断网络故障关键技术及其需要改进的部分，研究人员需要改进二分图模型、 使用拉格朗日松弛法进行故障的定位，并使用前Ｌ个最佳故障测试技术以及神经网络诊断技术，基于上述分析，构建了 网络故障管理系统，该系统可以切实实现智能化的网络故障诊断。 【关键词】网络故障；网络故障传播模型；二分图模型 【中图分类号】ＴＰ３９３．０６ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００９—５６２４（２０１８）０２—００５４—０２ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋ ＭａｏＺｈｉｘｉｏｎｇｌ＂ｚＸｍｇｌｉａｎｇ￣，ＺｈａｎｇＴｉｎｇｘ． ，．Ｈｕｂｅｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｇ ２．Ｈｕａｎｇｓｈｉ ＣｅｎｔｅｒｆｏｒＤｉｓｅａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ． ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ａ ｄｉｒｅｃｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ａｕｌｆｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｈｅ ｐａｒｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｎｅｅｄ ｔｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ Ｔｗｏ ｆｉｇｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｙ ｔｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔａｒｔｓ ｆｒｏｍ ｈｅ ｎｅｔｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｍｏｄｅｌ ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ Ｌａｇｒａｎｇｅ ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｕｓｅｓ Ｔｈｅ Ｌ ｏｐｔｉｍａｌ ａｕｌｆｔ ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅａｌｉｚｅ ｈｅ ｉｔｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｕｌｔ ｆｄｉａｇｎｏｓｉｓ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｉｌｕｒｅ；Ｎｅｔｗｏｒｋ ｆａｕｌｔ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ；Ｔｗｏ ｓｕｂ ｇｒａｐｈ ｍｏｄｅｌ １网络故障传播模型 首先是依赖图模型，该模型将底层网元管理作为基础， 观察网络运行过程中网络设备、网元和网络服务之间的关 系，并以此来确定故障问题，该模型进行网络故障分析的 主要依据就是网元之间存在的依赖关系。 然后是短语结构文法模型，该模型主要是通过短语结 构语法来描述通讯系统，并进行网络故障的诊断。在该模 型下，网络需要进行两个设备的连接，再依据终点和通讯 连接来构建高层连接，一旦通讯连接或者终点中出现了问 题，就会出现网络故障。该模型会将网络看做是无环网， 故障设备使用终止符来表示，其中的节点则代表着通讯设 备或者通讯连接。 最后是因果图模型，该模型的依据是因果图，因果图 是一种有向无环图Ｇｃ（Ｅ，Ｄ），其中，Ｇ表示事件的因果 关系；Ｃ表示节点各边之和；Ｅ表示节点的总和。该模型 为网络故障的定位提供了便利。 ２智能化诊断网络故障关键技术分析 ２．１技术分析 第一，二分图模型的改进，通常来说，二分图模型可 以描述网络故障事件中的传播关系，但是二分图模型的描 述效果会受到网路间歇故障以及网络系统阈值等问题的影 响，而且，网络中还有很多虚假告警，但是二分图模型在 进行故障描述时，并没有考虑到这种情况。因此，二分图 模型需要进行进一步的改进，可以在二分图模型中设置虚 假故障出现的先验概率，将这个先验概率设定为系统对应 的告警虚假率，与此同时，将虚假故障导致告警发生的条 件概率设置为１。 第二，使用拉格朗日松弛法进行故障的定位，我们可 与４ 以通过问题转换的方式，将网络故障的定位问题转换成为 ０－１规划中的最优化求解。对于Ｏ—ｌ规划问题的求解方法 有很多，比如，隐枚举法，该方法的求解步骤很简便，但 是不能对目标的松弛下界进行界定，而且隐枚举法的计算 量非常大，不适用于故障的定位。拉格朗日松弛法的计算 量比较小，复杂程度也比较低，还能够有效解决故障定位 中的最小集合覆盖问题 。 第三，前Ｌ个最佳故障测试技术，在进行网络故障的 诊断时，故障的传播模型并不是非常准确的，特别是网络 故障和网络症状表现之间的因果关系，这种关系主要依靠 专家的专业知识进行判断，精确值有待考证。因此，要想 提高网络故障诊断的智能化水平，可以将出现概率最大的 故障假设成最终的故障定位结果，这种方法被称为前Ｌ个 最佳故障测试技术。通常状况下，该技术在进行故障假设 的选取时，使用最广泛的选取形式为概率比例选取，就是 将出现概率最高的故障当做假设，再选取出现概率次之的 故障当做假设，按照次序进行选取，直至当前选取的假设 和上一个假设的出现概率小于系统阈值。 第四，神经网络诊断技术，人工神经网络具有很强的 自组织性、并行性以及容错性，在机械故障的智能化诊断 方面受到了广泛的应用。该技术主要是根据网络故障实例 和故障诊断的经验来开展训练和学习，通过神经网络中存 在的连接权值进行学习成果的展示，也就是故障诊断知识。 该技术的应用主要分为以下步骤；建立神经网络诊断故障 的知识库；神经网络进行自学习；神经网络进行网络故障 的诊断。知识库的构建流程如下：首先要分析出被诊断对 象可能出现故障的知识结构，通过故障树分析法进行神经 网络结构模型的构建；然后明确神经网络的训练和自学习 堡：垦 ！± 堑 ！查箜 塑 亟 探析煤矿机械设备电气系统的应用特点 粱万吉 （中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ３２） 【摘要】在当前的煤矿开采过程中，机械设备的应用十分广泛。因煤矿开采大多在地下开展，周围环境十分恶劣， 由此也便对煤矿机械设备电气系统提出了更为严苛的标准要求。为积极适应于极度恶劣的开采环境，应用以自动化电气 系统实施开采作业，不但能够实现对煤矿开采质量的全面提升，同时还可对开采过程起到良好的安全保障作用。本文分 析了在煤矿开采作业中所较常用到的一些机械设备，并进一步针对煤矿机械设备的电气系统应用特点展开了深入探究。 【关键词】煤矿机械设备；电气系统；应用特点 【文章编号】１００９－５６２４（２０１８）０２—００５５—０２ 【中图分类号】ＴＤ６３３ 【文献标识码】Ａ １引言 基于当前我国社会经济快速发展的大背景之下，整个 社会的能源需求不断扩大，在我国的能源结构中煤炭资源 始终占据着主导地位。同时受到当前技术水平的不断发展， 煤炭开采规模也越来越大，与之相伴的则是频繁发生的煤 矿安全事故。对此，为保障煤炭开采的质量与安全，就必 须应用以自动化水平更高的电气系统，大力开展对煤矿机 械设备电气系统应用特点的研究工作，以实现对煤炭开采 质量与效率的全面提升。 ２煤矿常用机械设备分析 考虑到煤矿开采生产作业环境的不同，所应用到的机 械设备类型也会有明显差异，因此在开展具体的煤矿开采 作业工作时，便需结合以实际的开采环境来对所应用到的 机械设备展开具体分析，现针对露天煤矿与矿井煤矿这两 种主要煤矿类型所应用的机械设备展开具体分析： ２．１露天煤矿机械 在露天煤矿开展开采作业时，主要是应用机械设备对 浅表层的煤矿进行开采。具体包括了大型输送机、煤炭破 碎机、连续挖掘机等机械设备，这些机械设备的结构规模 都相对较大，这也是因开采环境的性质所决定的。基于露 天开采环境下，应用露天煤矿机械实施开采作业，最为典 型的一项特征即为机械本身有着较强的性特征，可自 主开展作业活动，完全不会受制于其他机械的影响，而且 因为基于露天环境下实施煤矿开采，面积范围相对较大。 在开展露天煤矿开采工作时，必须针对露天煤矿机械设备 的控制系统采取合理化的配置处理，从多类控制系统内挑 选出最为适宜的控制系统，确保露天开采作业的顺利开展。 通常来说，实施露天开采大多是应用的液压控制系统，而 其他机械设备对电气系统集成度要求往往不高，在某些特 殊条件下，甚至可以直接采取人工操作方式，有着较好的 灵活性。 ２．２矿井煤矿机械 除了少部分的露天煤矿外，更多的煤矿资源大都埋藏 在地下环境中，在针对这一部分的煤矿实施开采作业时， 要先开展煤矿开采作业矿井挖掘工作，这一工作内容存在 着一定的困难性，因此也可发现在这一方面的煤矿开采其 样本，并获取对应的连接权值，将这些连接权值进行存储， 以此来形成知识库。 ２．２故障诊断系统的构建 故障诊断系统需要具备故障的告警、故障传播模型的 管理、故障的定位以及故障的测试和恢复等多种功能。其 中，故障的告警功能需要系统能够准确及时捕获故障，并 将故障告警给管理人员，告警的方式可以为短信提醒或者 蜂鸣声等多种形式；故障传播模型的管理功能需要应用到 二分图模型或者因果图模型等多种故障传播模型，尤其要 注意先验概率的设定问题，而且，为了保障故障传播模型 中各项参数的准确性，需要将多项故障诊断数据作为依据 进行参数的设定；故障的定位功能需要依靠于科学合理的 算法，还要使用前Ｌ个最佳故障假设的测试技术，这样才 能有效提高网络故障定位的准确程度；故障测试和恢复功 能主要依靠于脚本或者具体的程序来运行，能够进行故障 问题的测试和恢复 。 ３结论 综上所述，使用智能化诊断技术进行网络故障的诊断 是时代发展的必然。分析可得，通过对本文的分析可知， 智能化诊断网络故障技术能够有效进行网络故障的定位， 减少故障持续的时间，从而减少网络运行的成本，提高网 络运行的经济效益，促进我国网络的可持续发展。希望本 文能够为相关人员进行智能化网络故障诊断技术的分析提 供参考。 【参考文献】 （１］宋毅，焦贤龙．基于Ｊｅｓ Ｓ和ＳＮＭＰ的智能网络故障管理系统 设计与开发［Ｊ］．电子设计．Ｔ－程，２０１６，２４（１４）：４９—５１＋５５． ［２］高凤岐，陈建辉，连光耀，宋英趁．分布式智能故障诊断专 家系统的关键技术实现［Ｊ】．仪表技术，２００８，（１２）：１－３＋６５． 作者简介：毛志雄（１９９０－），男，汉族，湖北黄石人，在读硕 士研究生，就读于湖北师范大学，研究方向为信息计算与智能 系统现在黄石疾病预防控制中心工作； 邢江（１９７３一），男，汉族，江西九江人，湖北师范大学副教授， 硕士研究生导师，研究生方向为机器视觉、计算机控制； 张婷（１９８９－），女，汉族，湖北武汉人，本科学士，现在黄石 市疾病预防控制中心工作。 ５５
