本发明涉及通讯传输设备故障监测，具体涉及一种基于通讯传输设备的故障监测系统及方法。
背景技术：
1、随着现代通信技术的飞速发展，通讯传输设备作为信息传输的核心基础设施，其稳定性和可靠性直接关系到通信网络的整体性能和用户体验。然而，在实际运行过程中，通讯传输设备常因各种原因，如设备老化、环境因素、人为误操作等而发生故障，这些故障不仅会导致通信中断，影响业务正常运行，还可能造成巨大的经济损失和社会影响。
2、目前，市场上已存在多种通讯传输设备的故障监测技术，但这些技术大多存在监测范围有限、故障识别率低、反应速度慢等问题。传统的故障监测方法主要依赖于人工巡检和定期维护，这种方式不仅效率低下，而且难以做到实时监测和预警。
3、因此，亟需一种基于通讯传输设备的故障监测系统及方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于通讯传输设备的故障监测系统及方法：解决现有方案在对通讯传输设备的故障监测时，存在监测范围有限、故障识别率低、反应速度慢的技术问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一方面，一种基于通讯传输设备的故障监测系统，系统包括设备节点数据获取模块、设备故障指数计算模块、设备故障诊断模块和设备故障报警模块；
4、设备节点数据获取模块用于获取通讯传输设备节点的数据，其中，通讯传输设备节点的数据包括运行数据和传输数据；
5、设备故障指数计算模块用于基于运行数据得到设备运行故障系数yxs，基于传输数据得到设备传输故障系数css，基于设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css得到设备故障指数，基于设备故障指数判断通讯传输设备节点是否满足设备故障诊断要求；
6、设备故障诊断模块用于构建图像模糊petri网规则，并基于图像模糊petri网规则对满足设备故障诊断要求的通讯传输设备节点进行故障诊断，得到故障推理结果；
7、设备故障报警模块用于基于故障推理结果进行设备故障报警。
8、进一步地，基于运行数据得到设备运行故障系数yxs具体包括以下过程：
9、基于运行数据获取管理时段内通讯传输设备节点的运行温度，获取管理时段内通讯传输设备节点的预设运行温度，计算平运行温度和预设运行温度的差值，其中，管理时段为预设的通讯传输设备节点运行时间；
10、基于运行数据获取管理时段内通讯传输设备节点的运行环境湿度，获取管理时段内通讯传输设备节点的的预设运行环境湿度，计算运行环境湿度和预设运行环境湿度的差值；
11、基于运行数据获取管理时段内通讯传输设备节点的运行电流，获取管理时段内通讯传输设备节点的预设运行电流，计算运行电流和预设运行电流的差值；
12、基于运行数据获取管理时段内通讯传输设备节点的运行电压，获取管理时段内通讯传输设备节点的预设运行电压，计算运行电压和预设运行电压的差值；
13、将、、和代入设备运行故障系数计算公式，得到设备运行故障系数yxs，该计算公式如下：
14、；
15、其中，、、、为权重系数，分别为0.2、0.15、0.25、0.1和0.3，为常数系数，由系统设定，为通讯传输设备节点总数。
16、进一步地，基于传输数据得到设备传输故障系数css具体包括以下过程：
17、基于传输数据获取管理时段内通讯传输设备节点的数据传输内存量，将数据传输内存量标记为实载值，在管理时段内预设若干个检测点，检测得到通讯传输设备节点的传输速率，以管理时段的执行时间为x轴、通讯传输设备节点的传输速率为y轴建立直角坐标系，通过管理时段的传输速率值在直角坐标系中绘制管理周期的传输曲线，将传输曲线的两个端点向x轴作垂线得到两条截断线段，由传输曲线、两条截断线段以及x轴构成一个传输图形，将传输图形的面积值标记为表载值，计算实载值占表载值的比例，将该比例作为设备传输故障系数css，其中，管理时段为预设的通讯传输设备节点运行时间。
18、进一步地，基于设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css得到设备故障指数，基于设备故障指数判断通讯传输设备节点是否满足设备故障诊断要求具体包括以下过程：
19、将设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css代入设备故障指数计算公式，得到设备故障指数lmo，该设备故障指数计算公式如下：
20、；
21、其中，、为权重系数，分别为0.3和0.7，r为常数系数，取值为2.72；
22、加载设备故障指数阈值，该设备故障指数阈值存储于系统中，由系统设置数值；
23、判断设备故障指数lmo是否大于设备故障指数阈值，若是，则通讯传输设备节点满足设备故障诊断要求，若否，通讯传输设备节点不满足设备故障诊断要求。
24、进一步地，构建图像模糊petri网规则具体包括以下过程：
25、构建每个通讯传输设备故障类型的关联矩阵f：
26、；
27、其中，是各个故障类型对应的多个数据区段转化的图像模糊数集合，，，是0/1矩阵，1表示第个故障类型与第个数据区段关联，数据区段为管理时段内通讯传输设备节点的故障类型对应的表现数据；
28、图像模糊值表示的数据区段融合，每种故障类型的状态需要一个图像模糊值唯一确定，对关联多个数据区段的故障进行融合，得到各个故障类型的状态向量为：
29、；
30、图像模糊petri网的构建：
31、假设是定义在全域上的所有图像模糊数的集合，则图像模糊petri网表示如下：
32、；
33、其中，是库所的有限集合，表示设备故障的类型；是变迁的有限集合，表示故障a向故障b的传递过程；是命题的有限集合，即故障对应的通讯传输设备不同节点；是一个的输入关联矩阵，若存在从输入故障到传递过程的有向弧，则，否则，则，其中，，；是一个的输出关联矩阵，若存在从传递过程到输出故障的有向弧，则，否则，则，其中，，；表示各个故障类型的状态向量；表示故障触发阈值分配给每一个故障；是一个向量，是故障传递过程的置信度，表示两种故障之间的关联度强弱；是故障前向触发时的局部权重的集合，是一个0和1之间的真值，表示输入故障对传递过程做的贡献的相对重要性；是故障后向传递时的全局权重的集合，是一个0和1之间的真值，表示表示传递过程对它的输出故障的影响程度。
34、进一步地，基于图像模糊petri网规则对满足设备故障诊断要求的通讯传输设备节点进行故障诊断，得到故障推理结果具体包括以下过程：
35、基于通讯传输设备节点的数据区段，并图像模糊petri网规则构建维度矩阵和，维向量；
36、步骤一，令k=1，参数k表示迭代次数；
37、步骤二，计算输入故障的状态向量，若为非零矩阵，则的计算如下：
38、；
39、其中，表示对矩阵的每一列非零值求平均，表示克罗内克积运算；
40、若为零矩阵，则执行步骤六；
41、步骤三，计算被触发的传递过程向量：
42、；；
43、步骤四，计算输出故障的状态向量：
44、；
45、步骤五，计算新的所有故障的状态：
46、；表示对矩阵的每一列非零值求平均；
47、步骤六，诊断结束，输出，是一个元素为0/1的二值向量，状态为1的故障代表先发或者后续被引发的故障模式已发生，将记为故障推理结果。
48、进一步地，基于故障推理结果进行设备故障报警具体包括以下过程：
49、系统将故障推理结果发送报警通知给相关人员，相关人员包括设备管理员、运维人员，并搜索与当前故障相似的历史案例，对比当前故障与历史案例的相似度，确定最匹配的案例，根据匹配案例的解决方案，推断当前故障的原因和解决方案。
50、另一方面，一种基于通讯传输设备的故障监测办法，方法包括：
51、获取通讯传输设备节点的数据，其中，通讯传输设备节点的数据包括运行数据和传输数据；
52、基于运行数据得到设备运行故障系数yxs，基于传输数据得到设备传输故障系数css，基于设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css得到设备故障指数，基于设备故障指数判断通讯传输设备节点是否满足设备故障诊断要求；
53、构建图像模糊petri网规则，并基于图像模糊petri网规则对满足设备故障诊断要求的通讯传输设备节点进行故障诊断，得到故障推理结果；
54、基于故障推理结果进行设备故障报警。
55、相比于现有方案，本发明实现的有益效果：
56、本发明获取通讯传输设备节点的数据，其中，通讯传输设备节点的数据包括运行数据和传输数据；基于运行数据得到设备运行故障系数yxs，基于传输数据得到设备传输故障系数css，基于设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css得到设备故障指数，基于设备故障指数判断通讯传输设备节点是否满足设备故障诊断要求；构建图像模糊petri网规则，并基于图像模糊petri网规则对满足设备故障诊断要求的通讯传输设备节点进行故障诊断，得到故障推理结果；基于故障推理结果进行设备故障报警。本发明能够对通讯传输设备的故障监测时，扩大监测范围，提高故障识别率、提高应对故障反应速度，进而提高对通讯传输设备的故障监测效率。
1.一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，系统包括设备节点数据获取模块、设备故障指数计算模块、设备故障诊断模块和设备故障报警模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，基于运行数据得到设备运行故障系数yxs具体包括以下过程：
3.根据权利要求1所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，基于传输数据得到设备传输故障系数css具体包括以下过程：
4.根据权利要求1所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，基于设备运行故障系数yxs和设备传输故障系数css得到设备故障指数，基于设备故障指数判断通讯传输设备节点是否满足设备故障诊断要求具体包括以下过程：
5.根据权利要求1所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，构建图像模糊petri网规则具体包括以下过程：
6.根据权利要求5所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，基于图像模糊petri网规则对满足设备故障诊断要求的通讯传输设备节点进行故障诊断，得到故障推理结果具体包括以下过程：
7.根据权利要求1所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，基于故障推理结果进行设备故障报警具体包括以下过程：
8.一种基于通讯传输设备的故障监测办法，适用于权利要求1至7中任一项所述的一种基于通讯传输设备的故障监测系统，其特征在于，方法包括：
