本發(fā)明涉及一種對電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的性能進行快速評估的系統(tǒng)和方法，屬于輸配電技術(shù)領域。

背景技術(shù)：

電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)(開放傳輸網(wǎng)絡Open Transport Network)對原有電力SDH傳輸系統(tǒng)(同步數(shù)據(jù)系列Synchronous Digital Hierarchy)進行了極大的提升，為急劇增長的信息智能化業(yè)務提供了足夠的帶寬空間。電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡基礎，為智能電網(wǎng)提供了安全穩(wěn)定的傳輸通道，它將發(fā)電、輸電、變電、配電、用電與調(diào)度六個環(huán)節(jié)緊密高效地聯(lián)系在一起，具有高度開放性、可用性和信息安全性,使電網(wǎng)的運行和管理達到最優(yōu)化。OTN傳輸系統(tǒng)是智能電網(wǎng)信息傳遞的“神經(jīng)系統(tǒng)”，在智能電網(wǎng)的“神經(jīng)系統(tǒng)”上搭載“思維器官”，就形成了智能電網(wǎng)骨干OTN傳輸性能評估系統(tǒng)。

現(xiàn)有的OTN設備只有網(wǎng)管信息，對線路等信息一無所知，給傳輸性能的評估造成很大的困難。一旦傳輸系統(tǒng)發(fā)生故障，需由有經(jīng)驗的網(wǎng)管專責進行分析，對仍不能確定的故障需專人赴現(xiàn)場勘察測試，費時費力。例如，當AB站點間的光路中斷時，網(wǎng)管側(cè)只能看到一側(cè)收光Los，無法判斷是光板、光模塊、尾纖還是線路光纜出現(xiàn)故障，需派人赴現(xiàn)場用專業(yè)儀器進行測試，如果是線路光纜故障，則需維修人員沿著線路進行巡線找故障點，效率極低。而且現(xiàn)有電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的各個節(jié)點與不同環(huán)節(jié)之間缺少交互性，缺少模式統(tǒng)一，傳輸模式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一的性能評估技術(shù)，使得整個電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)缺少整體傳輸性能評估，造成整個系統(tǒng)的控制性較差，缺乏對系統(tǒng)傳輸性能的整體評估，穩(wěn)定性與智能性水平偏低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種電力骨干OTN傳輸性能的評估系統(tǒng)及方法，以提高OTN傳輸系統(tǒng)的評估效率和評估質(zhì)量，增強電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的可控性，實現(xiàn)電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的智能化。

本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案解決的：

一種電力骨干OTN傳輸性能的評估系統(tǒng)，構(gòu)成中包括沿光纜線路布置的線路桿塔傳感器、安裝在各桿塔上的站點采集器、位于相鄰站點之間的多個光纜線路采集器、智能電網(wǎng)信息通信云平臺以及與云平臺連接的多個區(qū)域服務器和多個功能服務器，所述線路桿塔傳感器通過無線網(wǎng)絡將采集的信息上傳給臨近的光纜線路采集器，每個站點采集器通過無線網(wǎng)絡接收臨近光纜線路采集器發(fā)送的信息并通過網(wǎng)線與對應的OTN設備通信，每個區(qū)域服務器通過信息內(nèi)網(wǎng)與對應區(qū)域內(nèi)的站點采集器交換信息。

上述電力骨干OTN傳輸性能的評估系統(tǒng)，所述功能服務器包括光纜路徑信息服務器、光纜狀態(tài)監(jiān)測服務器、電力OTN網(wǎng)管服務器和區(qū)域狀態(tài)信息服務器。

一種電力骨干OTN傳輸性能的評估方法，上述電力骨干OTN傳輸性能的評估系統(tǒng)對電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的性能進行評估的具體方法如下：

a.各線路桿塔傳感器實時采集光纜線路及線路桿塔的運行數(shù)據(jù)，并通過WSN無線傳感器網(wǎng)絡將采集的數(shù)據(jù)上傳至架設在桿塔上的光纜線路采集器；

b.各光纜線路采集器通過無線網(wǎng)絡將收到的數(shù)據(jù)傳送至臨近的站點采集器；

c.各站點采集器通過網(wǎng)線讀取對應OTN設備采集的數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)與光纜線路采集器傳送的數(shù)據(jù)匯總裝載至數(shù)據(jù)幀內(nèi)，并通過電力信息內(nèi)網(wǎng)將數(shù)據(jù)幀傳送至對應的區(qū)域服務器；

d.各區(qū)域服務器將區(qū)域內(nèi)各站點采集器傳送的信息進行處理，對數(shù)據(jù)進行分類裝載，然后將處理好的數(shù)據(jù)幀全部上傳至智能電網(wǎng)信息通信云平臺上；

e.云平臺根據(jù)每個數(shù)據(jù)幀類型的不同將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至對應的功能服務器內(nèi)；

f.各功能服務器將收到的數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行對比，產(chǎn)生比對信息，將比對信息裝載至數(shù)據(jù)幀中，再將數(shù)據(jù)幀傳送至云平臺；

g.云平臺將所有數(shù)據(jù)幀匯總后開始進行云計算與大數(shù)據(jù)分析，綜合評估每一項數(shù)據(jù)及比對信息；通過數(shù)據(jù)庫比對，例如收光功率采集到的數(shù)據(jù)為-20dB，理想數(shù)值是-18dB，比對信息為收光功率該項數(shù)值比理想值低2dB，云平臺通過分析OTN基本參數(shù)要求、數(shù)值超出比例等，生成判斷正常、一般告警、重要告警等等，并將判斷結(jié)果裝載至數(shù)據(jù)幀內(nèi)；

h.云平臺根據(jù)數(shù)據(jù)幀內(nèi)所有數(shù)據(jù)的判斷結(jié)果生成該數(shù)據(jù)幀的智能評估結(jié)果，將智能評估結(jié)果裝載到數(shù)據(jù)幀內(nèi)，再將所有生成智能評估結(jié)果的數(shù)據(jù)幀發(fā)送至OTN系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)云平臺與各設備、環(huán)節(jié)等進行交互式管理，同時也為之后的智能電網(wǎng)的進一步處理，實現(xiàn)更多功能提供數(shù)據(jù)基礎。

上述電力骨干OTN傳輸性能的評估方法，所述數(shù)據(jù)幀包括以下內(nèi)容：

前保護判斷碼字、后保護判斷碼字：用于對幀進行奇偶校驗；

類型碼字：用來區(qū)分監(jiān)測對象；

編號碼字：用來區(qū)分同一區(qū)域的不同站點設備；

區(qū)域碼字：用來區(qū)分是哪一個區(qū)域的數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)類型：用來區(qū)分數(shù)據(jù)類型；

數(shù)據(jù)編號：用來區(qū)分數(shù)據(jù)的來源(傳感器)；

數(shù)據(jù)：即采集到的數(shù)據(jù)，包括傳感器采集到的風速、舞動、振動下的光纜、桿塔的數(shù)據(jù)，OTN設備的電源、溫度、線路板、支路板的收光功率、發(fā)光功率、平坦度等數(shù)據(jù)。

普通數(shù)據(jù)幀中只包含數(shù)據(jù)信息，本發(fā)明數(shù)據(jù)幀則包含更多的內(nèi)容，如采集到的數(shù)據(jù)、比對得到的信息以及通過電力云平臺評估后的智能判斷結(jié)果，所有OTN評估過程中“數(shù)據(jù)—信息—智能”的全過程內(nèi)容均裝載至本發(fā)明的數(shù)據(jù)幀內(nèi)。

比對信息；

判斷結(jié)果；

智能判決信息碼字：云平臺生成的智能評估結(jié)果。

本發(fā)明將評估設備與OTN傳輸線路緊密結(jié)合，一旦傳輸系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可自動判斷出故障位置和故障類型，極大地提高了OTN傳輸性能的評估效率和評估質(zhì)量，增強了電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的可控性，實現(xiàn)了電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的智能化。

附圖說明

圖1為電力骨干OTN傳輸性能評估系統(tǒng)的整體示意圖；

圖2為智能評估數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)；

圖3為電力骨干OTN傳輸性能評估系統(tǒng)的工作流程。

圖中各標號分別表示為：A1是指劃分的A區(qū)域中的第一個站點，A、B、C區(qū)就是結(jié)合地理位置及OTN系統(tǒng)拓撲等劃分出的區(qū)域塊(比如以甘肅為例，劃分河西、河東、北部等區(qū)域，分別編號A、B、C等，在河西片區(qū)則又包含站點敦煌變、沙洲變等等，相應編號為A1、A2等)

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

參看圖1，電力骨干OTN傳輸性能評估系統(tǒng)包括線路桿塔傳感器、光纜線路采集器、站點采集器、區(qū)域服務器、光纜路徑信息服務器、光纜狀態(tài)監(jiān)測服務器、電力OTN網(wǎng)管服務器、區(qū)域狀態(tài)信息服務器和智能電網(wǎng)信息通信云平臺。

電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)依據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及地理區(qū)域劃分為不同區(qū)域(如A區(qū)、B區(qū)、C區(qū))，為區(qū)分不同區(qū)域的線路設備，在圖2中的區(qū)域碼字部分進行編號，加以區(qū)分。影響OTN傳輸性能的主要因素是設備和光纜線路，通過圖2中的類型碼字加以區(qū)分。同一區(qū)域的不同站點設備通過圖2中的編號碼字部分加以區(qū)分。線路部分則以起點與終點進行命名。

每一個節(jié)點都需要監(jiān)測采集不同類型的數(shù)據(jù)，因此需要對節(jié)點的數(shù)據(jù)類型進行編碼，在采集過程中，將數(shù)據(jù)類型碼字裝載到圖2中的數(shù)據(jù)類型部分中。電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)主要來自于兩部分，OTN設備本身與傳輸線路，通過圖2中的數(shù)據(jù)類型進行編碼。OTN設備主要采集電源、溫度、線路板、支路板的收光功率、發(fā)光功率、平坦度等指標。收發(fā)光功率、平坦度等指標需指明對側(cè)節(jié)點編號，故需在圖2中的數(shù)據(jù)編號部分內(nèi)填入對側(cè)OTN設備相應編碼。電力骨干OTN傳輸線路以電力特種光纖復合架空地線OPGW為載體，通過傳感器采集的數(shù)據(jù)主要有溫度、風速、濕度等氣象因素，以及電壓、相位、電網(wǎng)擾動等。

光纜線路采集器，用于接收各類線路桿塔傳感器采集到的數(shù)據(jù)并裝載到智能評估數(shù)據(jù)幀中。由于傳輸距離較長，所以采用無線設備進行數(shù)據(jù)采集。具體采用SCDMA及LTE專網(wǎng)無線技術(shù)，每隔一段光纜線路設置一個光纜線路采集器，通過不同類型的傳感器實時監(jiān)測輸電線路的情況。

區(qū)域服務器是電力骨干OTN傳輸系統(tǒng)中重要的部分，兼具有線傳輸與無線傳輸兩種傳輸途徑，通過無線傳輸對區(qū)域內(nèi)的節(jié)點、線路上傳的智能評估數(shù)據(jù)幀進行整合匯總，將整合處理后的區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)幀通過信息內(nèi)網(wǎng)傳送至智能電網(wǎng)信息通信云平臺。

光纜路徑信息服務器，主要是針對OTN設備收發(fā)光功率、平坦度等數(shù)據(jù)進行比對判斷，通過起點終點信息提取光纜路徑相關(guān)數(shù)據(jù)與采集到的數(shù)據(jù)進行比對處理，生成簡單的比對信息，并將信息裝載至智能評估數(shù)據(jù)幀內(nèi)。

光纜狀態(tài)監(jiān)測服務器，主要是針對線路桿塔采集到的傳輸線路數(shù)據(jù)進行比對處理，將采集信息與本地數(shù)據(jù)進行比對生成比對信息，裝載于圖2中的比對信息位置內(nèi)。

電力OTN網(wǎng)管服務器，主要針對采集到的OTN設備相關(guān)性能數(shù)據(jù)進行比對處理，通過與電力OTN網(wǎng)管數(shù)據(jù)信息進行比對，生成比對信息。

區(qū)域狀態(tài)信息服務器，用于處理不同區(qū)域內(nèi)的綜合信息，將采集到的區(qū)域數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進行比對，生成區(qū)域狀態(tài)評價信息。

智能電網(wǎng)信息通信云平臺，用于將各節(jié)點線路傳輸來的智能評估數(shù)據(jù)幀進行智能處理。這是電力骨干OTN傳輸性能評估系統(tǒng)最為重要的一個部分，也是實現(xiàn)“數(shù)據(jù)—信息—智能”最為核心的環(huán)節(jié)。

為保證智能評估數(shù)據(jù)幀重要內(nèi)容的安全可靠，如圖2所示，在智能評估數(shù)據(jù)幀內(nèi)增加了前后保護判斷碼字。一旦在傳輸中出現(xiàn)問題，立刻停止本次傳輸處理過程，通過循環(huán)模塊立刻進入下一個周期。

為增強智能評估數(shù)據(jù)幀的擴展性，在智能評估數(shù)據(jù)幀內(nèi)預留了一部分空白部分，未來如果出現(xiàn)新類型的數(shù)據(jù)，可以將其增加到預留部分。

數(shù)據(jù)的采集和處理過程：

需要采集的數(shù)據(jù)包括光纜線路數(shù)據(jù)及線路桿塔數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過光纜線路上以及桿塔上的線路桿塔傳感器采集；多個線路桿塔傳感器采集的信息通過WSN無線傳感器網(wǎng)絡上傳至架設在桿塔上的光纜線路采集器(圖1中下方畫出了A1A2站點間光纜線路采集器，其它站點間的光纜線路采集器與此相同，但圖1中沒有畫出)，由于A1與A2站點間的光纜線路較長，監(jiān)測全程需多個光纜線路采集器，也就形成了A1A2站點間光纜線路采集器1……A1A2站點間光纜線路采集器n。光纜線路采集器采集的信息也通過無線網(wǎng)絡傳送至起點與終點內(nèi)的站點采集器上，也就是A1站點采集器與A2站點采集器。由于光路是由起點、終點、光纜構(gòu)成，站點采集器只能采集到一側(cè)的數(shù)據(jù)，并不能采集到光路的全部數(shù)據(jù)，需兩側(cè)采集數(shù)據(jù)方能評估光路狀態(tài)。以A1與A2站點之間的光路為例，A1站點采集器只能采集到A1側(cè)光板的發(fā)光功率與本側(cè)的收光功率，沒有對側(cè)A2站點光板的收發(fā)光功率信息，無法評估A1與A2之間的光路是否良好，損耗多大也無法計算，這一部分信息就是在A區(qū)域服務器內(nèi)通過綜合A1與A2兩個站點采集器的信息進行補充裝載。

站點采集器除了接收光纜線路采集器上傳的數(shù)據(jù)之外，還需通過網(wǎng)線對OTN設備數(shù)據(jù)進行采集。OTN設備采集的數(shù)據(jù)類型較多，包括電源、溫度、以及線路板、支路板的收光功率、發(fā)光功率、平坦度等。站點采集器將所有數(shù)據(jù)匯總裝載至數(shù)據(jù)幀內(nèi)，通過電力信息內(nèi)網(wǎng)傳送至區(qū)域服務器內(nèi)。區(qū)域服務器將區(qū)域內(nèi)各站點的信息進行處理，對數(shù)據(jù)進行分類裝載(以A1與A2站點之間的光路為例，A1站點采集器只能采集到A1側(cè)光板的發(fā)光功率與本側(cè)的收光功率，沒有對側(cè)A2站點光板的收發(fā)光功率信息，無法評估A1與A2之間的光路是否良好，損耗多大也無法計算，這一部分信息就是在A區(qū)域服務器內(nèi)通過綜合A1與A2兩個站點采集器的信息進行補充裝載的)。各區(qū)域服務器將所有處理好的數(shù)據(jù)幀全部上傳至智能電網(wǎng)信息通信云平臺上，云平臺根據(jù)每個數(shù)據(jù)幀中類型碼字的不同將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至不同的功能服務器內(nèi)，各功能服務器通過比對采集數(shù)據(jù)與理想數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)等，產(chǎn)生比對信息，并將比對信息裝載至數(shù)據(jù)幀中的比對信息部分內(nèi)，同時將處理比對的數(shù)據(jù)幀傳送至云平臺。云平臺將所有數(shù)據(jù)幀匯總開始進行云計算與大數(shù)據(jù)分析，綜合評估每一項數(shù)據(jù)及比對信息，生成判斷結(jié)果并裝載至數(shù)據(jù)幀內(nèi)，同時根據(jù)數(shù)據(jù)幀內(nèi)所有數(shù)據(jù)的判斷結(jié)果生成該數(shù)據(jù)幀的智能評估結(jié)果，將智能評估結(jié)果裝載于數(shù)據(jù)幀內(nèi)的智能判決信息碼字部分內(nèi)。云平臺將所有生成智能評估結(jié)果的數(shù)據(jù)幀再重新發(fā)送至OTN系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)部分，形成交互模式。

本發(fā)明將線路、設備緊密結(jié)合。一旦出現(xiàn)中斷，可快速判斷出到底是設備側(cè)光板故障還是線路側(cè)故障，通過隨線的傳感器可快速判斷是桿塔故障還是線路故障，同時根據(jù)光纜線路傳感器的編號信息可快速對故障點位置進行定位，開展搶修，極大地提升了檢修效率。本發(fā)明可在沒有人為干預的情況下，實現(xiàn)“數(shù)據(jù)——信息——智能”的過程，極大地提高了評估效率與質(zhì)量。

數(shù)據(jù)幀各部分內(nèi)容說明：

前、后保護判斷碼字：這部分借鑒SDH數(shù)據(jù)幀保護碼字，通過對幀進行奇偶校驗，確保數(shù)據(jù)幀內(nèi)的信息準確，一旦該部分碼字不符，則立刻停止本次傳輸處理過程，通過循環(huán)模塊立刻進入下一個周期；

類型碼字：這部分用來區(qū)分到底是哪一部分的數(shù)據(jù)，包括光纜、桿塔、設備溫度、設備電源、光線路板、光支路板等，比如光纜0001，桿塔0010，設備溫度0011，支路板0100等等；

區(qū)域碼字：用來區(qū)分是哪一個區(qū)域的數(shù)據(jù)，如A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)等等；

編號碼字：這部分是細化到站點，區(qū)分A1、A2到An；

數(shù)據(jù)類型：以A1站點的光纜為例，光纜監(jiān)測的數(shù)據(jù)類型有很多種，包括溫度、風速、濕度、電壓、相位以及電網(wǎng)擾動等，需要對這些類別進行編碼，方法同上；

數(shù)據(jù)編號：一個站點可能有對多個方向的光纜，在同一條光纜之上又有多個線路桿塔傳感器，需明確數(shù)據(jù)來源于哪一個站點方向的光纜的第幾個傳感器時，在這一部分進行明確；

數(shù)據(jù)：即是采集到的數(shù)據(jù)

比對信息：這部分在與云平臺關(guān)聯(lián)的功能服務器內(nèi)完成，是通過與數(shù)據(jù)庫比對形成的；

判斷結(jié)果：這一部分是云平臺綜合計算的結(jié)果，通過本身數(shù)據(jù)與比對信息及其他相關(guān)數(shù)據(jù)信息形成；

智能判決信息碼字：云平臺生成的智能評估結(jié)果。

云平臺按樹形結(jié)構(gòu)將所有影響OTN傳輸系統(tǒng)的指標進行分級，比如一級指標為OTN設備、光纜；OTN設備一級指標下的二級指標包括設備溫度、設備電源、設備控制板情況、設備光板情況；在二級指標設備光板情況下又有三級指標收光功率、發(fā)光功率、色散指數(shù)、平坦度等。最終將所有看似宏觀的指標全部分級細化到每一項可以采集的數(shù)據(jù)上。

以上所述的發(fā)明實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的等同替代和改進，均應包含在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。