(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111229873.6 (22)申请日 2021.10.2 2 (71)申请人 国网山西省电力公司信息通信分公 司 地址 030000 山西省太原市晋源区谐园路3 号8-14层 (72)发明人 张丽霞　屈蓓蓓　王慧芳　霍美如　 (74)专利代理 机构 北京鼎德宝 专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 11823 代理人 李东 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 16/904(2019.01) G06F 16/906(2019.01)G06F 113/16(2020.01) (54)发明名称 一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可 用性分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑业务特征的电力通 信光缆综合可用性分析方法， 包括： 提取光缆所 承载业务的特征及其取值， 计算业务量； 提取光 缆特征及其取值， 计算光缆可用性； 统计纤芯资 源剩余占比。 利用业务量、 光缆可用性和 纤芯资 源剩余占比， 清洗极端数据对象， 构建分析数据 集； 建立差异度矩阵； 利用聚类趋势可视化评估 算法估计聚类个数； 循环执行模糊聚类算法， 得 到优化聚类结果； 通过数据可视化技术， 分析各 簇的电力通信光缆资源可用性。 本发 明结合业务 和光缆特征， 综合解决电力通信光缆资源合理利 用的问题， 有助于准确识别光缆的业务承载情况 和光缆资源的可用性， 合理规划和部署电力通信 业务， 降低光 缆负载风险。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 113887144 A 2022.01.04 CN 113887144 A 1.一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1： 提取电力通信光缆所承载业务的特征及其取值， 计算业务量； 提取电力通信光缆的 特征及其取值， 计算 光缆可用性； 统计光 缆纤芯利用情况， 计算纤芯 资源剩余占比； S2： 利用业务量、 光缆可用性和纤芯资源剩余占比， 清洗极端数据对象， 构建分析数据 集； S3： 建立差异度矩阵， 利用聚类趋势可视化评估算法估计聚类个数； 循环执行模糊聚类 算法， 得到优化聚类结果； S4： 对聚类结果进行处理， 通过数据可视化技术， 分析各簇的电力通信光缆资源可用 性。 2.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于： S1中计算业务量包括电力通信光缆所承载业务的特征， 具体包括： 业务级别、 业务 类型、 承载方式、 通道方式、 业务电压等级和业务数量； 其中， 业务级别的取值分别为： 总部、 分部和省公司； 业务类型的取值分别为： 继电保护、 安全稳定控制、 调度数据网、 调 度程控业 务； 承载方式的取值分别为： 专用光纤和复用； 通道方式的取值分别为： 主用和备用； 业务电 压等级的取值分别为： 交流10 00kV、 直流±800kV、 直流±660kV、 交流5 00kV和交流2 20kV； 其中， 电力通信光 缆的业务量S表示为： 其中， S(i)表示第i条光缆的业务量； N(i)为第i条光缆当前承载的业务数量； Fn为参与 业务量计算的业务特征个数， j＝1,2,...,Fn， ξ(j)为第j个特征的权重， 满足条件： 为第j个特 征、 第k个取值。 3.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于： S1中计算光缆可用性包括电力通信光缆的特征， 具体包括： 光缆电压等级、 光缆类 型、 光缆长度和运行年限； 其中， 光缆电压等级取值分别为： 交流1000kV、 直流 ±800kV、 直流 ±660kV、 交流500kV、 交流220kV、 交流110kV和交流35kV； 光缆类型的取值分别为： 光纤复合 架空地线和全介质自承式光缆； 光缆长度是指光缆的实际物理长度， 以km为单位； 运行年限 是指自投入运行到提取 特征数据的年份数， 以年 为单位； 光缆可用性称为可靠性， 将可用性A 表示为： A(i)＝1‑τ(i)·λ(i)·L(i) 其中， A(i)表示第i条光缆的可用性； τ(i)为光缆中断的平均修复时间， 与光缆类型有 关； L(i)为光缆长度； λ(i)为每km光缆的失效率， 与光缆电压等级、 光缆类型和运行年限有 关。 4.如权利要求3所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于： 每km光 缆的失效率包括： 每km光缆的失效率表示 为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113887144 A 2其中， KV为光缆电压等级系数； 为光缆运行稳定阶段 的失效率， 即光缆每小时的中断 次数， 与光缆类型有关； t为光缆运 行年限； t0为光缆稳定 运行阶段的时长， 单位为年； Kλ为每 年的光缆老化系数， 与光 缆类型有关。 5.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于， S1中计算纤芯 资源剩余占比包括电力通信光 缆纤芯资源剩余占比表示 为： 其中， η(i)表示第i条电力 通信光缆纤芯资源剩余占比； nz(i)为第i条电力 通信光缆总 纤芯数； ns(i)为第i条电力通信光 缆剩余纤芯数， 属于可用光 缆资源。 6.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于， S2中具体方法为： 通过S1得到业务量S、 光缆可用性A和纤芯剩余资源占比η3个向量； 利用数理统计方法 分别对3个向量的元素取值进 行分析， 将 置信区间99％以外的数据视为极端 数据对象， 并予 以清洗； 设经数据清洗以后用于分析的光缆数为nr， 利用清洗后的3个向量， 构成矩阵B'， 即 对B'进行 标准化， 得到矩阵 标准化表达式为： 矩阵 即为所构建的分析 数据集。 7.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于， S3中建立差异度矩阵， 利用聚类趋势可视化评估算法估计聚类 个数具体方法为： 针对矩阵B， 建立差异度矩阵 其中， 针对差异度矩阵D进行改进的聚类趋势可视化评估算法， 得到矩阵 将矩 阵D*进行256级的灰度变换， 得到 差异度灰度矩阵 灰度变换表达式为 通过观察差异度灰度矩阵 的图像， 估计聚类 个数C。 8.如权利要求1所述的一种考虑业务特征的电力通信光缆综合可用性分析方法， 其特 征在于， S3中循环执 行模糊聚类算法， 得到优化聚类结果具体为： 模糊聚类算法的4个参数为聚类个数C、 模糊集合交叠系数m、 算法最大迭代次数lmax和 目标函数最小步进距离 ε， 设模糊集合交叠系数m的取值范围为[1.1,5.0]， 将该区间等间隔 划分为Nm子区间， 并设定模糊聚类算法循环次数为 Nm； 给定聚类个数C、 模糊集合交叠系数m、 算法最大迭代次数lmax和目标函数最小步进距离权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113887144 A 3