一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法技术

本发明专利技术公开了一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法。首先，通过一定的告警预处理方法，实现异构网络中告警帧格式的统一和告警之间相似度矩阵的建立；之后，利用模糊聚类算法，实现相似告警的聚类分析，根据告警距离故障根源的远近程度，将异构网中的告警分成多个模糊告警簇；进而，利用Dempster-Shafer理论将一个模糊告警簇中的告警信息进行融合，同时考虑告警置信度的融合，最终形成一个综合告警信息，实现异构网络中告警数据量的缩减。引入的综合告警的概念将会极大地提升信息通信网中告警处理的效率，从而减少告警数据库的告警处理时长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，特别是指一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法。
技术介绍
随着通信网络的不断发展，无线网络不论在容量上还是在复杂度上都变得越来越大，与此同时，在通信网络中，对于各类型信息的管理也就变得越来越困难。其中之一就是网络中的告警故障信息，随着通信网络整体规模的日益增大，通信网存在告警故障的可能性也就随之增高，识别并及时纠正通信网络中的故障是保障通信网络正常运行的重要基础，同时由于告警故障会和网络中提供的服务之间产生交互影响，会对服务供应商造成非常大的维护开销。因此，如何更加有效且高效地处理这些告警信息将直接决定着服务提供商的服务质量以及未来发展。通信网中告警故障管理的重要性在异构网络中则显得更为突出。随着无线通信领域的不断进步，在过去的20年里，无线通信从以模拟调制为基础的第一代无线通信系统(1G)，到以GSM(GlobalSystemforMobileCommunications)和IS95为代表的第二代无线通信系统(2G)，再到以WCDMA(WidebandCDMA)和TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronousCDMA)为代表的第三代无线通信系统(3G)，最后到目前的3GPP提出的LTE-advanced支持的第四代无线通信系统(4G)。从以上的发展轨迹不难看出，现代通信网中存在的接入技术的种类越来越繁多，这也就代表着不同的网络制式越来越多，不同的标准体系越来越多，因此在这样的条件下，告警信息的处理对于服务供应商来说则更为困难，因为他们需要面对的不仅是庞大的告警数据量，还有门类、格式繁多的不同制式的告警信息，这些来自于不同网络的告警信息不仅数据量大，而且种类繁多，对于服务运营商来讲则是一次更大的挑战和课题。目前，对于通信网络中告警信息的处理，大体上可以分成如下几个层面：第一个层面是告警故障的收集层面，在这个层面上，主要考虑的问题是如何有效且高效地搜集网络中存在的告警信息，并通过这些方法为后续的告警信息的处理提供良好的基础，从而实现高效的网络告警信息处理方案。第二个层面是告警故障的分析层面。在这个层面上，主要考虑的问题是如何对已经搜集到的告警信息进行有效的分析，从而产生出相应的告警规则，便于进一步对由这些告警产生的故障进行排查和处理。第三个层面是告警故障的诊断层面，在这个层面上，主要考虑的问题是如何根据网络中产生的告警信息高效地确定网络中产生的具体故障，并根据最终的诊断决策来修复网络故障，从而提高通信网络服务的稳定性和鲁棒性。通过以上三个层次对通信网络中告警信息处理的分析，大致可以看出通信网络中告警信息处理的整体背景。首先就是告警的收集，它作为后续处理的基础，很大程度上决定着告警信息处理的效率；其次就是告警的分析，它是告警信息处理的核心部分，该部分的有效性直接影响了告警信息处理方案的优劣性；进而是最后告警的诊断部分，这一部分实质上是作为告警分析处理方案的落地步骤，在这一层面上很难直接通过优化算法来实现信息处理效率的提高，因为这一层面主要是根据告警关联分析产生的规则来定位故障，可优化的空间非常有限。因此，在这样的背景下，为了提高通信网络，尤其是异构网络中，告警信息的处理效率，研究的重点在告警信息的收集层面上。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种优化异构网络中现有告警处理方案的效率，提升告警信息的处理速度，有效减少告警信息的处理时间，同时降低网络的运行负载，为其今后保证更为稳定，更为便捷的通信增添了保障的方法。基于上述目的，本专利技术提供一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法，包括：通过对告警信息字段的取舍，将异构网络中的所有告警信息进行帧格式的统一并建立告警信息之间的相似度矩阵；基于模糊逻辑，通过告警信息属性的相似度对所述帧格式统一的告警信息进行聚类分析，根据告警距离故障根源的远近程度，将异构网中的告警分成多个模糊告警簇；将所述聚类后的告警信息进行融合并将告警信息的置信度融合，生成综合告警信息。进一步的，所述对告警信息字段的取舍，将异构网络中的所有告警信息进行帧格式的统一的步骤具体为：根据告警信息的字段信息能否为定位故障根源提供有用的依据来选取字段，进而选取告警设备的编号字段、告警设备的网络地址字段、告警的类型字段、告警的紧急程度字段和告警的频次字段。进一步的，所述告警信息属性的相似度是通过距离的概念来衡量的，所述距离的可通过下式来描述：其中，p表示告警项i和告警项j中包含的属性数，f指的是p个属性中特定的某一个属性，w(f)表示的是属性f在“距离”计算中所占的权重，是一个指示变量，它只有0和1两种取值，此外，表示的是告警项i和告警项j在属性f层面上的“距离”。所述告警信息属性包括数值型、布尔型和枚举型，其中进一步的，所述告警信息的属性包括数值型属性、布尔型属性和枚举型属性。数值型属性包括整数型变量、实数型变量、字节型变量和时间型变量，其间的“距离”定义为相应的欧几里德距离，其计算的公式可以表示为：其中，告警项i＝(xi1,xi2,…,xip)和告警项j＝(xj1,xj2,…,xjp)是两个分别包含p个属性的告警信息，此外，公式中的wf(f＝1～p)表示的是告警项中相应属性f的权重大小；布尔型属性对应的变量就是布尔型变量，其间“距离”的计算采用著名的匹配系数法，它的定义式表示如下：其中，q表示的含义是告警项i和告警项j中都等于1的属性数，t表示的是告警项i和告警项j中都等于0的属性数，r则表示告警项i中等于1而告警项j中等于0的属性数，s则代表告警项i中等于0而告警项j中等于1的属性数；枚举型属性是一种状态变量，，其间“距离”的计算同样可以采用匹配的思想来进行，具体的“距离”计算公式如下所示：其中，m表示告警项i和告警项j中取值相同的属性数，即为两个告警之间的匹配数，而p则表示告警信息中全部的属性数目。进一步的，对所述帧格式统一的告警信息进行聚类具体为：(1)：初始化聚类中心和所有告警项的隶属度向量，同时对这些向量进行归一化处理，生成符合方案标准的隶属度矩阵U；(2)：根据隶属度矩阵U求出C个模糊告警簇的中心，即聚类中心ci，其中i＝1,2,…,C；(3)：计算相应目标函数的数值。如果所得的目标函数值低于预期的门限值，或与上一次迭代相比的差值小于某个门限值，则说明聚类结果符合网络中的要求，进而停止迭代，聚类结束，否则，继续进行第(4)步；(4)：更新隶属度矩阵U，然后返回第二步。进一步的，所述将所述聚类后的告警信息进行融合并将告警信息的置信度融合，具体为：利用Dempster-Shafer理论来将模糊告警簇中的告警进行融合，融合后形成的综合告警，并利用Dempster-Shafer理论实现告警置信度的融合。从上面所述可以看出，本专利技术提供的一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法，通过告警预处理方法，实现异构网络中告警帧格式的统一和告警之间相似度矩阵的建立；之后，利用模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法，其特征在于，包括：通过对告警信息字段的取舍，将异构网络中的所有告警信息进行帧格式的统一并建立告警信息之间的相似度矩阵；基于模糊逻辑，通过告警信息属性的相似度对所述帧格式统一的告警信息进行聚类分析，根据告警距离故障根源的远近程度，将异构网中的告警分成多个模糊告警簇；将所述聚类后的告警信息进行融合并将告警信息的置信度融合，生成综合告警信息。

【技术特征摘要】
1.一种异构网络环境中告警信息的聚类融合方法，其特征在于，包括：
通过对告警信息字段的取舍，将异构网络中的所有告警信息进行帧格式的统一并建立告警信息之间的相似度矩阵；
基于模糊逻辑，通过告警信息属性的相似度对所述帧格式统一的告警信息进行聚类分析，根据告警距离故障根源的远近程度，将异构网中的告警分成多个模糊告警簇；
将所述聚类后的告警信息进行融合并将告警信息的置信度融合，生成综合告警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对告警信息字段的取舍，将异构网络中的所有告警信息进行帧格式的统一的步骤具体为：
根据告警信息的字段信息能否为定位故障根源提供有用的依据来选取字段，进而选取告警设备的编号字段、告警设备的网络地址字段、告警的类型字段、告警的紧急程度字段和告警的频次字段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述告警信息属性的相似度是通过距离的概念来衡量的，所述距离的可通过下式来描述：
其中，p表示告警项i和告警项j中包含的属性数，f指的是p个属性中特定的某一个属性，w(f)表示的是属性f在“距离”计算中所占的权重，是一个指示变量，它只有0和1两种取值，此外，表示的是告警项i和告警项j在属性f层面上的“距离”。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述告警信息的属性包括数值型属性、布尔型属性和枚举型属性；
数值型属性包括整数型变量、实数型变量、字节型变量和时间型变量，其间的“距离”定义为相应的欧几里德距离，其计算的公式可以表示为：
其中，告警项i＝(xi1,xi2,…,xip)和告警项j＝(xj1,xj2,…,xjp)是两个分别包含p个属性的告警信息，此外，公式中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文婷，何清素，尹军，许鸿飞，李雪梅，樊秀娟，崔力民，于忠迎，金燊，张海波，张玮，王鑫，寇晓溪，杨帆，于然，庞思睿，张娇娇，赵子兰，褚明丽，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网新疆电力公司信息通信公司，北京汇通金财信息科技有限公司，国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11