文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201347
中文引用格式： 朱鵬宇，蔡新忠，徐士元，等. 面向電力通信網(wǎng)邊緣計算的缺陷診斷研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2021，47(4)：30-35，45.
英文引用格式： Zhu Pengyu，Cai Xinzhong，Xu Shiyuan，et al. Research of fault diagnosis of power communication network in edge cloud computing[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(4)：30-35，45.
0 引言
電子化和信息化時代的到來，給電力通信網(wǎng)的管理和維護帶來了新的挑戰(zhàn)。如何保證電力通信網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和信道要求，如何減少運維人員壓力，如何保證電力通信網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性等問題是亟待解決的問題。借助電子信息技術(shù)和人工智能技術(shù)打造“互聯(lián)互通”的智能電網(wǎng)，實現(xiàn)電力網(wǎng)和通信網(wǎng)的一體化深度融合，國家電網(wǎng)有限公司提出了建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的方針。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)依托現(xiàn)有智能電網(wǎng)展開，致力于實現(xiàn)電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機交互、動態(tài)信息感知和高效信息處理等[1]。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)電網(wǎng)賦能，可實現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)備及客戶的狀態(tài)全面感知，達到高度信息交互與數(shù)據(jù)共享[2]。
傳統(tǒng)電力骨干通信網(wǎng)缺陷診斷主要依靠各級運維人員定期巡檢設(shè)備網(wǎng)管，根據(jù)專家知識和運維經(jīng)驗進行缺陷分析和缺陷定因。其準確性依賴于人為經(jīng)驗，并且需要操作員根據(jù)實時情況動態(tài)調(diào)整缺陷診斷規(guī)則。
由于電力通信網(wǎng)在保證經(jīng)濟建設(shè)、社會生產(chǎn)中的重要性，要求其保證高度的可靠性和出現(xiàn)故障時保持服務(wù)的能力。基于人工經(jīng)驗的缺陷診斷方法，主觀因素影響較大，并且難以應(yīng)付指數(shù)級增長的海量告警信息。
缺陷診斷分為事件檢測和定位。事件檢測和定位則基于事件分類。傳統(tǒng)事件分類由運維人員根據(jù)運維經(jīng)驗確定，這種分級分類只考慮電力系統(tǒng)中發(fā)生頻率最高的事件[3]。已經(jīng)有許多研究將人工智能技術(shù)應(yīng)用到電力通信網(wǎng)事件分類和缺陷診斷領(lǐng)域中以擺脫對規(guī)則的依賴，減少人力資源的投入[4]。電力通信網(wǎng)的智能化以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用提升了電網(wǎng)整體運營能力，提高了電力通信網(wǎng)的運維效率和可靠性。但智能電網(wǎng)的大量監(jiān)管數(shù)據(jù)匯入帶來了新的挑戰(zhàn)，業(yè)務(wù)依靠海量數(shù)據(jù)支撐并且要求短時內(nèi)處理高并發(fā)信息，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析，對運維中心帶來了巨大的計算壓力和開銷。
為了應(yīng)對海量數(shù)據(jù)和計算量帶來的挑戰(zhàn)，邊緣云和邊緣計算(Edge Computing，EC)技術(shù)被應(yīng)用到電力通信領(lǐng)域[7]。
邊緣計算技術(shù)能夠有效支撐分布式數(shù)據(jù)采集和處理，分布式模型訓(xùn)練，分布式需求響應(yīng)，將計算壓力下沉到邊緣側(cè)，減輕運維中心壓力。作為一種新興的計算模式，邊緣計算將電力通信網(wǎng)中心的云計算資源擴展到網(wǎng)絡(luò)邊緣，使得計算中心從電力通信骨干網(wǎng)擴展到邊緣節(jié)點，縮短了業(yè)務(wù)與計算資源之間的距離，協(xié)同完成電網(wǎng)所分配的業(yè)務(wù)。目前已有的邊緣計算包括移動云計算[8]、霧計算[9]和移動邊緣計算[10]等。邊緣計算生態(tài)搭建已在國內(nèi)逐步推行，部分工業(yè)領(lǐng)域正積極部署邊緣計算的應(yīng)用。
本文提出一種電力通信網(wǎng)邊緣計算架構(gòu)，旨在構(gòu)建智能電網(wǎng)運維新生態(tài)，實現(xiàn)電力網(wǎng)通信網(wǎng)有機結(jié)合、互聯(lián)互通，并提出一套基于邊緣計算架構(gòu)，面向電力通信網(wǎng)告警數(shù)據(jù)進行缺陷診斷的技術(shù)方案。
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作者信息:
朱鵬宇1，蔡新忠1，徐士元1，吳季樺2，王敬宇2
(1.國網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司，江蘇 南京210012；2.北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與交換國家重點實驗室，北京100876)