【摘要】：隨著時(shí)代的發(fā)展,現(xiàn)代化的辦公和企業(yè)自動(dòng)化運(yùn)作都離不開(kāi)信息系統(tǒng),信息系統(tǒng)對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)變得至關(guān)重要。不僅僅是對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),傳統(tǒng)企業(yè)也在盡可能地把傳統(tǒng)業(yè)務(wù)都轉(zhuǎn)移到信息化的平臺(tái)上去。信息化平臺(tái)的高度自動(dòng)化的運(yùn)作,極大地加快了傳統(tǒng)企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)作,同時(shí)也節(jié)約了很多人力成本。大量業(yè)務(wù)被轉(zhuǎn)移到信息化平臺(tái)上,那么維護(hù)信息系統(tǒng)的穩(wěn)定就是一個(gè)至關(guān)重要的課題。高可用性是度量系統(tǒng)穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo),它代表著系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間比例。而隨著電網(wǎng)企業(yè)體系的不斷增大,內(nèi)部的信息系統(tǒng)的復(fù)雜程度也在隨著逐步增大,越復(fù)雜的系統(tǒng),各組件之間可能產(chǎn)生的故障就越多,這也就給維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的可用性帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。而要維護(hù)可用性,首先要能夠準(zhǔn)確地計(jì)算可用性,所以電網(wǎng)公司迫切地需要一個(gè)能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可用性進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估的模型。本文對(duì)于可用性評(píng)估模型分為兩個(gè)部分,一部分是單一組件的可用性評(píng)估。針對(duì)單一組件的可用性評(píng)估,本文創(chuàng)新地提出了一種基于誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障率估計(jì)算法,通過(guò)對(duì)歷史故障數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí),可以得出單一組件的故障率函數(shù)對(duì)單一組件實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)以及連續(xù)運(yùn)行時(shí)間之間的關(guān)系。相比于傳統(tǒng)算法只能得到故障率函數(shù)對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系,本文提出的故障率函數(shù)不僅僅可以得到故障率函數(shù)對(duì)于運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系,而且引入了實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)的各種參數(shù)。對(duì)于未標(biāo)定故障率樣本的標(biāo)定,創(chuàng)新地提出了通過(guò)其時(shí)間序列的故障率標(biāo)定方法。在訓(xùn)練誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中,引入了動(dòng)量法進(jìn)行學(xué)習(xí)率的動(dòng)態(tài)修正,結(jié)合了模擬退火的方法實(shí)現(xiàn)了算法過(guò)擬合的避免。實(shí)驗(yàn)證明,由于引入了更多的學(xué)習(xí)變量,獲取的故障率函數(shù)在測(cè)試集上的擬合程度相比于傳統(tǒng)的故障率函數(shù)精度更高。另一部分是基于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可用性評(píng)估。針對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可用性評(píng)估,本文創(chuàng)新地提出了一種集合不相交最小路徑集以及蒙特卡羅模擬的系統(tǒng)可用性評(píng)估算法。論文對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用生成搜索樹(shù)的算法遍歷整個(gè)路徑,得出起始點(diǎn)和最終點(diǎn)的最小路集,然后提出了一種不相交最小路集算法,將相交的路集分解稱為不相交的路集,使得他們的之間的概率獨(dú)立,然后結(jié)合了蒙特卡羅模擬算法,基于分解后的不相交路集,計(jì)算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可用性。實(shí)驗(yàn)證明,使用結(jié)合不相交最小路集以及蒙特卡羅模擬的系統(tǒng)可用性評(píng)估算法,相比于傳統(tǒng)的基于馬爾科夫轉(zhuǎn)移矩陣的網(wǎng)絡(luò)可用性算法,本方法的速度較高,并且不受網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)限制,適用范圍高。
【圖文】：

研究背景及意義電網(wǎng)智能化是現(xiàn)在電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展方向，信息化技術(shù)正以前所未有的深度和網(wǎng)企業(yè)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，辦公管理等高速融合，信息系統(tǒng)已經(jīng)成為電網(wǎng)企業(yè)至關(guān)重神經(jīng)”，在其背后維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。美國(guó)、歐洲、我國(guó)都相繼提智能電網(wǎng)的發(fā)展計(jì)劃。2001 年，EPRI(美國(guó)電力研究協(xié)會(huì)) 開(kāi)始了名為“Intel電網(wǎng)) 研究；2003 年美國(guó)總統(tǒng)小布什提出要求美國(guó)能源部 (DOE) 著力發(fā)展電，隨后 DOE 發(fā)布“Grid 2030”計(jì)劃；2009 年美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬已經(jīng)將發(fā)展智能為美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。與此同時(shí)，歐洲也于 2005 年成立“智能電網(wǎng)歐洲技術(shù)論壇遠(yuǎn)期計(jì)劃并發(fā)表相關(guān)研究議程與報(bào)告。我國(guó)華東電網(wǎng)于 2007 年規(guī)劃了 2000 年的智能電網(wǎng)發(fā)展三步走計(jì)劃；2009 年國(guó)家電網(wǎng)公布了“智能電網(wǎng)計(jì)劃”；2電網(wǎng)公司發(fā)布“智能電網(wǎng)戰(zhàn)略與規(guī)劃”。由此可見(jiàn)，發(fā)展智能電網(wǎng)全世界電網(wǎng)同發(fā)展方向，而信息系統(tǒng)作為其“中樞神經(jīng)”，，維護(hù)智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的可用關(guān)重要。

長(zhǎng)度可以成為故障時(shí)間間隔 TTF(time to failure), 那么就可以用這個(gè)故障時(shí)間計(jì)這個(gè)狀態(tài)下的 MTTF(mean time to failure), 然后通過(guò) MTTF 和故障率之間的出當(dāng)前狀態(tài)下的故障率。于是就能將計(jì)算出來(lái)的故障率標(biāo)定為訓(xùn)練集的輸出，有監(jiān)督的學(xué)習(xí)，輸入到誤差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)中去。從而獲得相關(guān)參數(shù)以及故障對(duì)于故障率的關(guān)系。2 系統(tǒng)整體的高可用評(píng)估模型的優(yōu)化本文的另一個(gè)主要研究?jī)?nèi)容是對(duì)于系統(tǒng)整體的高可用評(píng)估模型的優(yōu)化。由前面差逆?zhèn)鞑ド窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的單一組件的高可用模型，我們可以得到每個(gè)單一組障率函數(shù)。但是不同組件之間的邏輯關(guān)鍵非常復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度是由系統(tǒng)來(lái)智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的涉及面非常之廣，從最低級(jí)別的變電站，到區(qū)電力所、市省公司、最后匯總到整個(gè)電網(wǎng)總公司，其網(wǎng)絡(luò)程度的復(fù)雜度非常高，那么對(duì)于的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)還要滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求，那么就需要提供一種高效的系統(tǒng)可用型，綜合每個(gè)單一組件的故障率函數(shù)，模擬出整個(gè)智能電網(wǎng)信息系統(tǒng)的使用計(jì)算出系統(tǒng)的可用性。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP181;TM76

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