快速查询通信影响继电保护业务的工具软件研发

林宪　李元九　颜泗海　林明福　方文明

摘要：针对通信光缆、通信设备故障时，对承载在电力通信网上继电保护业务通道的影响情况进行人工分析，耗时长、准确性得不到保证的问题，提出开发一套工具来帮助电力通信运维人员快速查询通信光缆或通信设备故障时对继电保护业务通道的影响范围和影响程度。本软件基于c≠≠编程语言开发，采用模块化软件设计，界面友好，易于操作。

关键词：通信网；业务通道；C#编程；开发

1.引言

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行而应运而生。在通信系统所承载的业务中，继电保护业务是电力通信网的核心业务，因此快速准确得出其对继电保护业务造成的影响情况尤为重要。通常情况下采用人工核对，采用工核对存在以下问题：1）通信传输网多套网管并存。目前传输网的SDH设备有华为、ECI、烽火等厂商设备，厂商各自拥有自己的专业网管系统。造成业务查询方法入口不同，业务呈现方式也不同；2）人工核对保护业务可能因为运维人员对某厂商专业网管业务查询方法掌握不足或疏忽，而造成受影响业务的遗漏；3）人工核对效率低。光传输E1通道往往采用“1+1”的保护方式，核对保护业务时需要在专业网管中逐条核对通道路径。另外，使用专用纤芯通道的继电保护业务不能在网管上核对。本文通过对继电保护业务承载情况进行分析，通过研发辅助工具软件，改变原有人工核对查询的工作方式，实现继电保护业务的快速查询及呈现。

2.工具软件研发

2.1软件研发思路

继电保护业务通信模型包括业务层、SDH传输层和光纤物理层3个层面。

1）业务层：对继电保护系统、业务网元及业务之间的关系进行描述。继电保护业务承载在SDH传输通道或光纤光路上。主备通信通道所经过的光缆、物理站点的路径也要求不同。

2）SDH传输层：为继电保护业务提供端到端信息传输、基于TDM的SDH传输通道及相关模型，包括通道基本属性、通道路由（两端端口、中间时隙交叉）、通道与继电保护业务的承载关系、是否主备等。其中，传输网元包括板卡、端口、时隙及交叉。

3）光纤物理层：指SDH传输通道所经过的SDH物理设备所在站点以及设备之间的光缆线路等相关资源模型。其中，光缆线路包括光缆段、纤芯和光路等。

继电保护业务按照是否允许倒换可分为：禁止倒换与允许倒换的继电保护业务两类，保护业务承载通道有专用光纤芯通道和E1通道。使用专用光纤芯通道的继电保护业务，当纤芯中断时保护业务也将中断，这类保护业务也可归类为禁止倒换的继电保护业务。对使用E1通道的继电保护业务的分析较为复杂。允许倒换的继电保护业务E1通道，采用“1+1”的保护方式，这类保护只要工作路径上某条光路中断或穿通设备故障，都将引起保护业务通道的倒换，此时业务不中断。对于禁止倒换的继电保护业务则相反，当传输路径上某条光路中断或穿通设备故障，都将引起保护业务通道的中断，此时业务中断。分析汇总，见表1。

实际研发中，为屏蔽各厂商专业网管的私有属性，保持工具软件最大的兼容性，构建通用实体数据模型。物理层的实体包括：站点、SDH设备板卡、纤芯、SDH光路等；传输层的实体包括：SDH设备端口、SDH Trail等；业务层的实体包括：业务、继电保护业务拓展。我们将模型中的三个层面的相关实体对象进行关联，其中三种关联关系是我们需要关注的，一是业务实体对象与SDH Trail（或纤芯）的关联；二是SDH Trail实体对象与SDH设备端口、SDH光路的关联；三是SDH光路实体对象与SDH设备端口、纤芯的关联。我们可以将这种关联关系理解为一种资源占用关系，当一个实体对象占用的资源受损，必将影响到這个实体对象。例如，一条光路占用了一对SDH设备的光口和一些光纤芯资源。从而当一条光缆中断后，造成纤芯受损，根据SDH光路资源占用关系，得到受影响的光路，再通过SDHTrail资源占用关系得到受影响SDH Trail，同样通过业务资源占用关系得到受影响的业务。

2.2开发软件环境

本工具软件使用微软VS（Visual Studio）开发工具及SQL Server关系数据库，采用C#编程语言，并使用WPF技术及EF框架开发。C#是微软推出的一种完全面向对象的新型编程语言，与NET Framework平台高度集成。WPF（Windows Presentation Foundation）是微软新一代图形系统，运行在.NET Framework架构下，全新的数据banding，数据绑定更加方便，界面与代码完全分开，便于维护。Entity Framework（ADO.NET Entity Framework），是微软开发的基于ADO.NET的ORM（Object/kehtional Mapping）框架，能支持多种数据库，例如Microsoft SQL Server，提供viual Studio集成工具，进行可视化操作，能够与WPF进行很好的集成。

2.3软件关键功能实现

工具软件功能模块，主要分为：

1）“基础数据维护”模块：实现通信站、设备、设备板卡、设备业务端口、光缆等物理资源的数据维护。

2）“业务数据维护”模块：SDH光路、SDH电路、业务、保护业务等逻辑资源的数据维护。

3）“综合查询”模块：对光缆影响光路及继电保护业务，SDH设备故障影响光路及继电保护业务实现快速分析、呈现及结果导出。

3.案例分析及结果

3.1继电保护业务概况

公司电力通信网目前承载的220kV继电保护业务有两百多条，主要包含电流差动保护和高频距离保护业务两大类，电流差动保护业务通道占总量的68%。电流差动保护采用专用光纤芯通道或E1通道属于禁止倒换的保护业务，近一半的电流差动保护采用专用光纤芯通道；高频距离保护采用E1通道属于允许倒换的保护通道。

3.2模拟光缆中断，工具软件分析结果

模拟220kV永和变至山峰变24芯OPGW光缆中断时，影响保护业务的查询结果：光缆中断将造成10套电流差动保护中断、2套距离保护倒换。通过比对，工具软件分析结果与人工核对结果相吻合。

4.结束语

基于c#数据库开发的快速查询通信影响继电保护业务工具软件，界面友好，操作简便。本工具软件具有基本的用户登陆、数据库备份恢复功能，并开发了保护业务通道全程路由描述的自动生成功能，满足通信运维人员的查询需要。通信运维人员使用本软件，可以避免人工查询的弊端，缩短通信影响继电保护业务情况的查询时间，提高了查询结果的准确性。