[發(fā)明專利]一種電力通信中PCM設(shè)備的安全風(fēng)險量化評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410277006.3
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104050373B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 靳洋;劉國軍;丁慧霞;汪洋;盧利峰;黃畢堯;王智慧;周靜;張庚;滕玲;王瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/30
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

1.一種電力通信中PCM設(shè)備的安全風(fēng)險量化評估方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：計算PCM設(shè)備故障發(fā)生風(fēng)險值；

步驟2：計算PCM設(shè)備基于問題的風(fēng)險故障發(fā)生的可能性概率；

步驟3：計算PCM設(shè)備故障損失度；

步驟4：計算PCM基準(zhǔn)風(fēng)險值和基于問題的風(fēng)險值，實(shí)現(xiàn)PCM設(shè)備的安全風(fēng)險量化評估；

所述步驟1中，PCM設(shè)備故障發(fā)生的風(fēng)險因素包括PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)、PCM設(shè)備重要板卡冗余度、PCM設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、PCM設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和PCM設(shè)備管理；

PCM設(shè)備故障發(fā)生風(fēng)險值用F表示，有：

F＝k1×F1+k2×F2+k3×F3+k4×F4+k5×F5(1)

其中，F(xiàn)1為PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值、F2為PCM設(shè)備重要板卡冗余度風(fēng)險分值，F(xiàn)3為PCM設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險分值，F(xiàn)4為PCM設(shè)備運(yùn)行環(huán)境風(fēng)險分值，F(xiàn)5為PCM設(shè)備管理風(fēng)險分值；k1、k2、k3、k4和k5分別為F1、F2、F3、F4和F5對應(yīng)的權(quán)重值，且有k1+k2+k3+k4+k5＝1；

所述PCM設(shè)備的性能關(guān)鍵指標(biāo)有誤碼率D和傳輸時延T；于是PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值按照如下方式確定：

1)D≤10^-8時，PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值為0分；

2)10^-8＜D≤10^-6時，PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值為1～30分；

3)10^-6＜D≤10^-3時，PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值為31～50分；

4)D＞10^-3時，PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值為51～80分；

5)T≥0.3ms時，PCM設(shè)備性能關(guān)鍵指標(biāo)風(fēng)險分值為30～50分；

PCM設(shè)備重要板卡包括接口板卡、2M板卡、電源板卡、控制板卡和時鐘板卡；PCM設(shè)備重要板卡冗余度風(fēng)險分值可按照如下方式確定：

1)確定接口板卡風(fēng)險分值：

a)接口板卡無冗余配置時，接口板卡風(fēng)險分值為20～40分；

b)接口板卡1:N配置時，接口板卡風(fēng)險分值為1～20分；

c)接口板卡1+1配置時，接口板卡風(fēng)險分值為0分；

d)接口板卡1塊板卡故障，業(yè)務(wù)正常時，接口板卡風(fēng)險分值為10～30分；

2)確定2M板卡風(fēng)險分值：

a)2M板卡無冗余配置時，2M板卡風(fēng)險分值為25～45分；

b)2M板卡1+1配置時，2M板卡風(fēng)險分值為0分；

c)2M板卡1塊板卡故障，業(yè)務(wù)正常時，2M板卡風(fēng)險分值為15～35分；

3)確定電源板卡風(fēng)險分值：

a)電源板卡無冗余配置時，電源板卡風(fēng)險分值為30～50分；

b)電源板卡1+1配置時，電源板卡風(fēng)險分值為0分；

c)電源板卡1塊板卡故障，業(yè)務(wù)正常時，電源板卡風(fēng)險分值為20～40分；

4)確定控制板卡風(fēng)險分值：

控制板卡故障時，控制板卡風(fēng)險分值為1～10分；

5)確定時鐘板卡風(fēng)險分值：

a)時鐘板卡無冗余配置時，時鐘板卡風(fēng)險分值為1～15分；

b)時鐘板卡1+1配置時，時鐘板卡風(fēng)險分值為0分；

c)時鐘板卡1塊板卡故障，業(yè)務(wù)正常時，時鐘板卡風(fēng)險分值為1～15分；

PCM設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險包括設(shè)備缺陷問題、網(wǎng)管與軟件問題、電氣連接不滿足規(guī)定、設(shè)備投運(yùn)時間長、家族同型號設(shè)備故障和時隙使用率高；PCM設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)風(fēng)險分值可按照如下方式確定：

1)確定設(shè)備缺陷問題風(fēng)險分值：

a)接線端子銹蝕嚴(yán)重，設(shè)備缺陷問題風(fēng)險分值為5～15分；

b)接線端子接線松動，設(shè)備缺陷問題風(fēng)險分值為5～15分；

c)四線中繼線故障，四線電平異常，設(shè)備缺陷問題風(fēng)險分值為5～15分；

2)確定網(wǎng)管與軟件問題風(fēng)險分值：

a)設(shè)備在網(wǎng)管出現(xiàn)告警，但設(shè)備仍能正常運(yùn)行，網(wǎng)管與軟件問題風(fēng)險分值為5～15分；

b)設(shè)備脫管，但通信設(shè)備其他功能仍正常運(yùn)行，網(wǎng)管與軟件問題風(fēng)險分值為5～15分；

c)設(shè)備掉電后復(fù)電原數(shù)據(jù)配置無法自動恢復(fù)，網(wǎng)管與軟件問題風(fēng)險分值為5～15分；

3)確定電氣連接不滿足規(guī)定風(fēng)險分值：

a)接地系統(tǒng)不滿足設(shè)備接地性能要求，電氣連接不滿足規(guī)定風(fēng)險分值為5～15分；

b)防雷設(shè)施沒有滿足設(shè)備要求，電氣連接不滿足規(guī)定風(fēng)險分值為5～15分；

c)防靜電設(shè)施不滿足設(shè)備要求，電氣連接不滿足規(guī)定風(fēng)險分值為5～15分；

4)確定PCM設(shè)備投運(yùn)時間風(fēng)險分值：

a)處于試運(yùn)行或超過3/4壽命期且不超過使用壽命，PCM設(shè)備投運(yùn)時間風(fēng)險分值為1～4分；

b)各種裝置、元件、部件超過使用壽命，特性和誤差不滿足有關(guān)規(guī)程規(guī)定，PCM設(shè)備投運(yùn)時間風(fēng)險分值為5～10分；

5)確定家族同型號設(shè)備故障風(fēng)險分值：

a)故障率1-2次/年，家族同型號設(shè)備故障風(fēng)險分值為1～10分；

b)故障率3次/年及以上，家族同型號設(shè)備故障風(fēng)險分值為11～20分；

6)確定時隙使用率風(fēng)險分值：

當(dāng)時隙使用率大于90％，時隙使用率風(fēng)險分值為5～15分；

PCM設(shè)備運(yùn)行環(huán)境包括環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度、環(huán)境塵埃和設(shè)備接地；正常條件下要求環(huán)境溫度15～28℃，環(huán)境相對濕度<80％，環(huán)境無浮塵，且PCM設(shè)備接地電阻<5歐姆；PCM設(shè)備運(yùn)行環(huán)境風(fēng)險分值可按照如下方式確定：

1)確定環(huán)境溫度風(fēng)險分值：

a)環(huán)境溫度越限時長超過評估周期10％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為26～35分；

b)環(huán)境溫度越限時長超過評估周期5％且小于評估周期10％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為16～25分；

c)環(huán)境溫度越限時長小于評估周期5％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為5～15分；

2)確定環(huán)境相對濕度風(fēng)險分值：

a)環(huán)境相對濕度越限時長超過評估周期20％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為26～35分；

b)環(huán)境相對濕度越限時長超過評估周期10％且小于評估周期20％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為16～25分；

c)環(huán)境相對濕度越限時長小于評估周期10％時，環(huán)境溫度風(fēng)險分值為5～15分；

3)確定環(huán)境塵埃風(fēng)險分值：

a)浮塵嚴(yán)重時，即直徑大于0.5um的灰塵粒子濃度≥5000粒/升，且直徑為5um的灰塵粒子濃度≥50粒/升時，環(huán)境塵埃風(fēng)險分值為8～15分；

b)浮塵一般時，即直徑大于0.5um的灰塵粒子濃度＜5000粒/升，且直徑為5um的灰塵粒子濃度<30粒/升時，環(huán)境塵埃風(fēng)險分值為1～7分；

4)確定PCM設(shè)備接地風(fēng)險分值：

a)設(shè)備接地電阻≥5歐姆時，PCM設(shè)備接地風(fēng)險分值為21～40分；

b)設(shè)備接地電阻＜5歐姆時，PCM設(shè)備接地風(fēng)險分值為1～20分；

PCM設(shè)備管理風(fēng)險因素包括PCM設(shè)備標(biāo)識完整性、圖紙及資料情況、PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份及重要板卡備用盤；PCM設(shè)備管理風(fēng)險分值可按照如下方式確定：

1)確定PCM設(shè)備標(biāo)識完整性風(fēng)險分值：

a)設(shè)備標(biāo)識錯誤，PCM設(shè)備標(biāo)識完整性風(fēng)險分值為16～25分；

b)設(shè)備標(biāo)識不規(guī)范，PCM設(shè)備標(biāo)識完整性風(fēng)險分值為5～15分；

2)確定圖紙及資料情況風(fēng)險分值：

a)圖紙和資料記錄錯誤，圖紙及資料情況風(fēng)險分值為16～25分；

b)資料和資源不齊全，圖紙及資料情況風(fēng)險分值為5～15分；

3)確定PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份風(fēng)險分值：

a)PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)無備份，PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份風(fēng)險分值為26～35分；

b)PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)無計劃，PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份風(fēng)險分值為15～25分；

c)PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)周期更新數(shù)據(jù)備份，PCM設(shè)備重要數(shù)據(jù)備份風(fēng)險分值為0分；

4)確定重要板卡備用盤風(fēng)險分值：

a)重要板件備用盤沒有時，重要板卡備用盤風(fēng)險分值為26～35分；

b)重要板件備用盤不齊全，重要板卡備用盤風(fēng)險分值為15～25分；

所述步驟2中，PCM設(shè)備基于問題的風(fēng)險故障發(fā)生的可能性因素包括故障發(fā)生風(fēng)險因素、自然災(zāi)害因素和社會因素；PCM設(shè)備基于問題的風(fēng)險故障發(fā)生的可能性概率用P表示，有：

$P=\frac{F}{100}\&times;N\&times;S---\left(2\right)$

其中，F(xiàn)為PCM設(shè)備故障發(fā)生風(fēng)險值，S為社會因素系數(shù)，N為自然災(zāi)害系數(shù)；

自然災(zāi)害因素包括臺風(fēng)、雷雨大風(fēng)、冰凍雨雪、地震和沙塵；自然災(zāi)害系數(shù)按照如下方式確定：

1)臺風(fēng)風(fēng)險系數(shù)：

a)預(yù)報為黃色預(yù)警時，臺風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.2；

b)預(yù)報為橙色預(yù)警時，臺風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.4；

c)預(yù)報為紅色預(yù)警時，臺風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.8；

2)雷雨大風(fēng)風(fēng)險系數(shù)：

a)預(yù)報為黃色預(yù)警時，雷雨大風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.1；

b)預(yù)報為橙色預(yù)警時，雷雨大風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.3；

c)預(yù)報為紅色預(yù)警時，雷雨大風(fēng)風(fēng)險系數(shù)為1.5；

3)冰凍雨雪風(fēng)險系數(shù)：

a)溫度降至0℃以下時，冰凍雨雪風(fēng)險系數(shù)為1.1；

b)設(shè)備表面出現(xiàn)敷冰時，冰凍雨雪風(fēng)險系數(shù)為1.2；

3)地震風(fēng)險系數(shù)：

a)設(shè)備室建筑倒塌時，地震風(fēng)險系數(shù)為1.5；

b)設(shè)備室建筑出現(xiàn)裂縫時，地震風(fēng)險系數(shù)為1.3；

c)供電系統(tǒng)不穩(wěn)定時，地震風(fēng)險系數(shù)為1.3；

d)應(yīng)急系統(tǒng)無法使用時，地震風(fēng)險系數(shù)為1.2；

4)沙塵風(fēng)險系數(shù)為1；

社會因素分為人為施工和保電時期；社會因素系數(shù)可按照如下方式確定：

1)人為施工風(fēng)險系數(shù)：

a)非電力系統(tǒng)施工時，人為施工風(fēng)險系數(shù)為1.2；

b)變電站內(nèi)施工時，人為施工風(fēng)險系數(shù)為1.4；

2)保電時期風(fēng)險系數(shù)：

a)一級保電時，保電時期風(fēng)險系數(shù)為2；

b)二級保電時，保電時期風(fēng)險系數(shù)為1.6；

c)三級保電時，保電時期風(fēng)險系數(shù)為1.2；

所述步驟3中，PCM設(shè)備故障損失度體現(xiàn)在PCM設(shè)備重要度和PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度上；PCM設(shè)備故障損失度用LE表示，有：

LE＝w1×D+w2×S(3)

其中，D為PCM設(shè)備重要度，S為PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度；w1和w2分別為D和S分別對應(yīng)的權(quán)重值，且有w1+w2＝1；

根據(jù)PCM設(shè)備部署位置將PCM設(shè)備重要度分為總調(diào)、一級節(jié)點(diǎn)和省調(diào)、二級節(jié)點(diǎn)和地調(diào)、三級節(jié)點(diǎn)以及四級節(jié)點(diǎn)；PCM設(shè)備重要度按照如下方式確定：

1)部署于總調(diào)時，PCM設(shè)備重要度為91～100；

2)部署于一級節(jié)點(diǎn)和省調(diào)時，PCM設(shè)備重要度為71～90；

3)部署于二級節(jié)點(diǎn)和地調(diào)時，PCM設(shè)備重要度為41～70；

4)部署于三級節(jié)點(diǎn)時，PCM設(shè)備重要度為16～40；

5)部署于四級節(jié)點(diǎn)時，PCM設(shè)備重要度為1～15；

根據(jù)不同電力安全分區(qū)等級將PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度設(shè)置為安全1區(qū)業(yè)務(wù)、安全2區(qū)業(yè)務(wù)、安全3區(qū)業(yè)務(wù)和安全4區(qū)業(yè)務(wù)；具體有：

1)PCM設(shè)備承載安全1區(qū)業(yè)務(wù)時，PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度為76～100；

2)PCM設(shè)備承載安全2區(qū)業(yè)務(wù)時，PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度為51～75；

3)PCM設(shè)備承載安全3區(qū)業(yè)務(wù)時，PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度為26～50；

4)PCM設(shè)備承載安全4區(qū)業(yè)務(wù)時，PCM設(shè)備承載業(yè)務(wù)重要度為1～25；

所述步驟4中，PCM設(shè)備的安全風(fēng)險分為PCM基準(zhǔn)風(fēng)險和基于問題的風(fēng)險；PCM基準(zhǔn)風(fēng)險值用R1表示，有：

$R1=LE\&times;\frac{F}{100}---\left(4\right)$

其中，LE為PCM設(shè)備故障損失度，F(xiàn)為PCM設(shè)備故障發(fā)生風(fēng)險值；

基于問題的風(fēng)險值用R2表示，有：

R2＝LE×P(5)

其中，P為PCM設(shè)備基于問題的風(fēng)險故障發(fā)生的可能性概率。