有线通信网络故障预测系统技术方案

本发明专利技术涉及通信网络故障预测领域，具体为有线通信网络故障预测系统，包括：数据采集模块用于获取每个电磁源的第一电磁干扰影响信息；数据预处理模块用于对第一电磁干扰影响信息进行预处理，生成第二电磁干扰影响信息；数据校正模块用于根据不同位置的电磁源之间的相互影响对目标段每个位置的感应电动势进行计算；本发明专利技术在计算有线通信网络的缆线是否会发生故障时，考虑到了不同的测试段由于距离每个电磁源之间的距离不同，所以其产生的感应电流的值也不相同影响有线通信网络发生故障的可能性，因此，相较于其他的有线通信网络故障预测方法来说，预测精度更高，以便于工作人员根据其进行维护保养等操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信网络故障预测领域，具体为有线通信网络故障预测系统。

技术介绍

1、目前部分有线通信网络是通过铜缆、铝缆和混合合金材料缆线传递网络信号，当缆线周围存在一些会严重影响磁场强度的电磁源存在时，磁场和缆线中的电动势差异可能产生感应电流，轻则影响信号质量，重则影响导致有线通信网络发生故障，为了避免网络在使用的过程中发生波动或者中断，需要对发生故障的概率进行预测。

2、常见的方法就是根据每个电磁源的电场强度计算缆线中的感应电流，并以此计算故障概率，而这种计算方法没有考虑到多个电磁源会导致缆线中同时出现不同的感应电流，所以计算故障概率的精度和实际存在偏差，不便于工作人员根据预测的故障概率制定维护保养计划。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了有线通信网络故障预测系统，解决了现有技术中没有考虑多个电磁源共同影响缆线的情况，导致对故障概率的计算不够精准的技术问题。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、有线通信网络故障预测系统，包括：

4、数据采集模块，所述数据采集模块用于获取每个电磁源的第一电磁干扰影响信息；

5、数据预处理模块，所述数据预处理模块用于对第一电磁干扰影响信息进行预处理，生成第二电磁干扰影响信息；

6、数据校正模块，所述数据校正模块用于根据不同位置的电磁源之间的相互影响对目标段每个位置的感应电动势进行计算；

7、故障预测模块，所述故障预测模块用于根据感应电动势对有线通信网络的线缆发生故障的故障可能性进行预测。

8、进一步地，所述第一电磁干扰影响信息包括电磁源位置信息、电磁场强度信息和环境温湿度信息。

9、进一步地，对第一电磁干扰信息进行预处理的步骤具体如下：

10、s101、根据电磁场强度信息定义温湿度-电磁强度影响关系表达式，其具体形式为：

11、

12、式中，表示参考温度；表示参考湿度；表示参考温度和参考湿度下的标准电磁强度测量值；和分别表示实际环境下的温度和湿度；和分别表示温度和湿度对电磁强度测量值的影响系数；表示在和下的电磁强度测量值；

13、s102、在不同的温湿度情况下对标准电磁强度和标准电磁频率的信号进行检测，获得检测数据；

14、s103、根据检测数据计算和；

15、s104、根据、对电磁场强度信息进行校正，生成校正电磁场强度信息；

16、s105、将电磁源位置信息、校正电磁场强度信息和环境温湿度信息作为第二电磁干扰影响信息。

17、进一步地，和的计算公式分别为：

18、的计算公式为：

19、

20、的计算公式为：

21、

22、其中，和分别表示温度和湿度对电磁强度测量值的影响系数。

23、进一步地，校正电磁场强度信息的计算公式为：

24、

25、式中，、和分别表示目标段周围电磁源的电磁强度信息、环境温度和湿度信息；直接通过数据采集模块获得。

26、进一步地，对目标段的实际电磁强度和实际电磁频率进行计算的步骤具体如下：

27、s201、将目标段划分为若干个长度相等的测试段；

28、s202、根据每个电磁源的磁场在有线通信网络线缆的每个测试段的电磁强度，其计算公式为：

29、

30、式中，表示第i个电磁源在第p个目标段的磁场强度；表示第i个电磁源的磁矩向量；表示从第i个电磁源到第p个测试段的向量；表示的方向单位向量；表示的长度；

31、s203、计算测试段被每个电磁源磁化的磁化强度，其计算公式为：

32、

33、式中，表示线缆的基本磁化率；表示线缆的非线性磁化系数；

34、s204、根据磁化强度计算每个测试段的感应电动势。

35、进一步地，感应电动势的计算公式为：

36、

37、式中，表示电磁源的总数；表示真空磁导率；表示近场耦合系数；表示第j个电磁源的磁场在第p个测试段的电磁强度；表示第p个测试段的面积元向量；表示第p个测试段的面积元素；表示时间的微分。

38、进一步地，对有线通信网络的线缆发生故障的故障可能性进行预测的步骤具体如下：

39、s301、根据每个测试段的感应电动势计算感应电流，其计算公式为：

40、

41、式中，表示有线通信网络的缆线的电阻值；表示感应电流的角频率；表示有线通信网络的缆线的电感；表示感应电流产生的时间；表示感应电流相对于感应电动势的相位差；

42、

43、s302、构建训练集，并使用训练集对故障预测模型进行训练，获得目标模型；

44、s303、将测试段的外皮材料、使用时长、平均温度、平均湿度和每个测试段的感应电流输入目标模型，输出每个测试段的第一故障影响系数；

45、s304、根据每个测试段的第一故障影响系数计算故障可能性。

46、进一步地，在步骤s304中，包括以下具体步骤：

47、s311、计算每个测试段之间的互感系数，其计算公式为：

48、

49、式中，表示第i个和第j个测试段之间的互感系数；表示每个测试段的长度；表示第i个和第j个测试段之间的平均距离；

50、s312、根据互感系数构建互感系数矩阵m，其表达式为：

51、

52、式中，表示测试段的总数；

53、s313、根据第一故障影响系数计算第二故障影响系数，其计算公式为：

54、

55、式中，表示第p个和第j个测试段之间的互感系数；表示第j个测试段的第一故障影响系数；

56、s314、根据第二故障影响系数计算故障可能性，其计算公式为：

57、

58、式中，表示目标段发生故障的可能性。

59、与现有技术相比，本专利技术提供了有线通信网络故障预测系统，具备以下有益效果：

60、1、本专利技术在计算有线通信网络的缆线是否会发生故障时，考虑到了不同的测试段由于距离每个电磁源之间的距离不同，所以其产生的感应电流的值也不相同影响有线通信网络发生故障的可能性，因此，相较于其他的有线通信网络故障预测方法来说，预测精度更高，以便于工作人员根据其进行维护保养等操作。

61、2、本专利技术计算目标段的感应电动势时，相较于其他的计算方法来说，考虑到了周围多个电磁源对目标段造成的综合影响，所以计算精度更高，便于后期根据其计算目标段发生故障的可能性。

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【技术保护点】

1.有线通信网络故障预测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，所述第一电磁干扰影响信息包括电磁源位置信息、电磁场强度信息和环境温湿度信息。

3.根据权利要求2所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，对第一电磁干扰信息进行预处理的步骤具体如下：

4.根据权利要求3所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，和的计算公式分别为：

5.根据权利要求3所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，校正电磁场强度信息的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，对目标段的实际电磁强度和实际电磁频率进行计算的步骤具体如下：

7.根据权利要求6所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，感应电动势的计算公式为：

8.根据权利要求1所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，对有线通信网络的线缆发生故障的故障可能性进行预测的步骤具体如下：

9.根据权利要求8所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，在步骤S304中，包括以下具体步骤：

...

【技术特征摘要】

1.有线通信网络故障预测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，所述第一电磁干扰影响信息包括电磁源位置信息、电磁场强度信息和环境温湿度信息。

3.根据权利要求2所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，对第一电磁干扰信息进行预处理的步骤具体如下：

4.根据权利要求3所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，和的计算公式分别为：

5.根据权利要求3所述的有线通信网络故障预测系统，其特征在于，校正电磁场强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆敏华，徐茹，潘鑫华，卢永达，王敬楠，叶四虎，郭璟，
申请(专利权)人：中通服网盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：