摘要：多Agent平臺的系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)成為其技術(shù)能否應(yīng)用到各領(lǐng)域的關(guān)鍵，本文在通訊網(wǎng)絡(luò)中提出了基于多Agent的CSCW通信網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型，討論了診斷Agent模型與診斷機(jī)理，以及計算機(jī)協(xié)同工作。該系統(tǒng)能夠完善現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)管理體系，有效地保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
　　
　　關(guān)鍵詞：多Agent系統(tǒng)，CSCW模型，故障診斷
　　
　　一引言
　　電力通訊網(wǎng)絡(luò)本身是一個集傳輸、交換、終端為一體的有多個環(huán)節(jié)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，形成了包括電力線載波、數(shù)字微波、模擬微波、光纖、無線擴(kuò)頻、通信電纜等各種通信方式并舉的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。為了確保各種信息穩(wěn)定、可靠、迅速、準(zhǔn)確的傳送。提高通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行率，在現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)上建立起了多種形式的監(jiān)控系統(tǒng)用于幫助運(yùn)行維護(hù)人員及早的發(fā)現(xiàn)故障、電力通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)用于對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的管理和維護(hù)(解決故障)、電力通信網(wǎng)絡(luò)資源用于對網(wǎng)絡(luò)資源的協(xié)調(diào)管理等，但在發(fā)現(xiàn)故障到解決故障過程中缺少有效的實現(xiàn)系統(tǒng)來保證和維持通信網(wǎng)的運(yùn)行暢通和通信傳輸?shù)母哔|(zhì)量的要求，必須建立一個高度自治的統(tǒng)一的通訊網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)。
　　二現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)管理的狀況
　　在電力通信網(wǎng)中主要有微波監(jiān)控系統(tǒng)、光纖監(jiān)控系、統(tǒng)電源監(jiān)控系統(tǒng)和一點(diǎn)多址監(jiān)控系統(tǒng)。載波設(shè)備通過加裝數(shù)據(jù)采集單元的方法實現(xiàn)監(jiān)控，與機(jī)房環(huán)境監(jiān)控一起構(gòu)成統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)。而逐漸取代監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展完善起來，在電力通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越重要的作用。如SDH阿管、ATM網(wǎng)管、行政和調(diào)度交換機(jī)網(wǎng)管等等，都自成體系，管理和控制著相關(guān)設(shè)備。這些系統(tǒng)基于TMN體系結(jié)構(gòu)，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，具有強(qiáng)大的管理功能和靈活的配置規(guī)模，在通信網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域起著主導(dǎo)作用。
　　監(jiān)控系統(tǒng)作為一種基本的通信管理手段，在非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)元設(shè)備(如PDH，一點(diǎn)多址，電源，載波等)廣泛使用，因為這些非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)元設(shè)備仍然適合采用監(jiān)控系統(tǒng)，而SDH和ATM等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)元設(shè)備適合采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
　　但是目前無論是采用監(jiān)控系統(tǒng)還是采用標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)只能夠監(jiān)控并發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的問題，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)則對設(shè)備故障的監(jiān)控功能外，還包括對設(shè)備性能、配置及安全的管理。它們都存在這樣的問題，在發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)問題后，不能夠快速有效的解決網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的問題，一旦問題發(fā)生，難以保證對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的通信傳輸?shù)母哔|(zhì)量的要求，這就需要建立一個基于多Agent和CSCW
　　的通信網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，如下圖所示，從而完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的管理：
　　
　　圖1通信網(wǎng)絡(luò)實時診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　三基于多Agent和CSCW的通信網(wǎng)絡(luò)故障診斷模型
　　1、物理層，電力網(wǎng)絡(luò)主要的網(wǎng)絡(luò)承載傳輸方式
　　主干傳輸采用SDH或DWDM，這主要取決于容量、傳輸距離、經(jīng)濟(jì)性和帶寬的可管理性，并合理選擇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用合適的保護(hù)和恢復(fù)模式，將環(huán)網(wǎng)的保護(hù)和網(wǎng)狀網(wǎng)的恢復(fù)統(tǒng)一地結(jié)合起來，確保傳輸?shù)挠行�性、可靠性以及安全性。多業(yè)務(wù)接入通常可采用ATM設(shè)備，并充分利用它的交換容量，也可采用其他多業(yè)務(wù)承載平臺(MSPP)設(shè)備；以及作為光纖網(wǎng)絡(luò)有效補(bǔ)充的微波網(wǎng)絡(luò)等其他網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了電力專網(wǎng)通信的主要傳輸方式。
　　2、數(shù)據(jù)采集層
　　首先需要對網(wǎng)絡(luò)中的各種監(jiān)控系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，各廠家的網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）的向上接口各不相同，有Q3接口、CORBA接口、G2接口等，管理系統(tǒng)間難以兼容和互通，應(yīng)在之上建立標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集，對于采集到的數(shù)據(jù)保存到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫以及將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)提交診斷層，供多Agent系統(tǒng)進(jìn)行診斷以及計算機(jī)協(xié)同協(xié)作處理。
　　建立網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)平臺應(yīng)采用TCP／IP協(xié)議平臺。TCP／IP是當(dāng)前廣泛流行的互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)平臺，也是目前軟、硬件技術(shù)發(fā)展最完善的網(wǎng)絡(luò)平臺。采用這樣的網(wǎng)絡(luò)平臺在硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)軟件應(yīng)用方面會得到強(qiáng)大的技術(shù)支持。
　　3、診斷層
　　診斷層采用多Agent協(xié)作系統(tǒng)(MAS)，是分布式人工智能領(lǐng)域研究的主流。多Agent系統(tǒng)診斷技術(shù)，能夠充分應(yīng)用多Agent的知識、意圖、規(guī)劃和行為參與診斷，有效地協(xié)調(diào)多Agent系統(tǒng)中的診斷Agent實現(xiàn)并行推理，提高故障診斷系統(tǒng)的診斷能力。
　　系統(tǒng)模型采用分布式的多Agent診斷系統(tǒng)，有利于提高問題求解的效率、可靠性，使診斷系統(tǒng)更適合領(lǐng)域問題特征，并具有良好的開放性。
　　
　　圖2基于多Agent診斷求解的CSCW系統(tǒng)
　　診斷引擎Agent負(fù)責(zé)將獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將問題提交管理Agent，由管理Agent將任務(wù)分解，利用Agent間通訊機(jī)制發(fā)送診斷Agents進(jìn)行診斷求解，通過故障診斷合作系統(tǒng)可以對整個故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行控制并獲得診斷求解結(jié)果供用戶查看，通過Agent的學(xué)習(xí)機(jī)制修改診斷Agent動作，增加成功動作的穩(wěn)定型，逐步淘汰不成功的動作。
　　4、應(yīng)用層
　　位于最上層的應(yīng)用層，應(yīng)分布著構(gòu)建支撐、查詢、構(gòu)建系統(tǒng)，以保證整個模型架構(gòu)的維護(hù)以及展現(xiàn)。包括網(wǎng)絡(luò)模型修補(bǔ)系統(tǒng)用于維護(hù)網(wǎng)絡(luò)模型、網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)控系統(tǒng)、故障自動診斷系統(tǒng)用于多Agent協(xié)作診斷故障、故障合作診斷系統(tǒng)用于協(xié)同協(xié)作診斷故障；還包括知識構(gòu)建工具系統(tǒng)規(guī)約構(gòu)建工具系統(tǒng)、診斷案例查詢系統(tǒng)、運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)、系統(tǒng)安全管理系統(tǒng)等用于支撐維護(hù)的輔助系統(tǒng)。
　　四故障診斷Agent的診斷求解以及CSCW
　　根據(jù)故障診斷Agent的診斷流程的需要，定義一下診斷Agent的抽象結(jié)構(gòu)，首先將診斷Agent所處的外部環(huán)境抽象為診斷Agent的外部狀態(tài)集，用E表示，其中e（e∈E）表示某時刻診斷Agent所處外部環(huán)境的狀態(tài)。這樣，診斷Agent的結(jié)構(gòu)可抽象為以下的八元組：Agent∷=<Aid，T(Aid)，Per，I，G，see，diagnosis，result>，其中：
　　Aid為某一具體診斷Agent，id為唯一標(biāo)識，用于區(qū)分不同的診斷Agent實體：
　　T(Aid)為與Aid相關(guān)聯(lián)的全部診斷Agent的集合；
　　Per表示(非空的)Agent感知狀態(tài)的集合，其中(Per)表示某個外部狀態(tài)經(jīng)過Agent感知后在Agent內(nèi)部的感知映像；
　　I表示Agent的功能狀態(tài)的集合，其中i(i∈I)表示某時刻Agent的功能狀態(tài)，它是Agent的某個視覺狀態(tài)或某段歷史的視覺狀態(tài)在診斷Agent內(nèi)部的綜合反映；
　　G表示Agent的目標(biāo)狀態(tài)集，其中g(shù)(g∈G)表示診斷Agent作用于環(huán)境得到的某個具體目標(biāo)狀態(tài)模式；
　　See，diagnosis，result用于表示Agent內(nèi)部的觀察過程、診斷過程和目標(biāo)狀態(tài)模式過程，具體表示為下面的3個映射，see:E→P；diagnosis：I×P→I；result：I→G。這樣，整個診斷Agent的運(yùn)作流程可以描述為：該診斷Agent具有某個初始內(nèi)部功能狀態(tài)i0(i0∈I)，在某時刻，診斷Agent通過觀察外部環(huán)境得到視覺狀態(tài)see(ei)(ei∈E)，它將該視覺狀態(tài)結(jié)合此時的功能狀態(tài)i0經(jīng)過思考和推理，從而修正功能狀態(tài)得到diagnosis(i0，see(ei))，然后根據(jù)該修正后的功能狀態(tài)決定診斷對象期望達(dá)到的目標(biāo)的最終狀態(tài)模式result(diagnosis(i0，see(ei)))。
　　計算機(jī)支持的協(xié)同工作(Computer-SupportedCoopera-tiveWork，簡稱CSCW)技術(shù)，由于電力通訊網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)的復(fù)雜性，地域廣闊，需要為在時空二維空間內(nèi)任務(wù)關(guān)聯(lián)的多個領(lǐng)域?qū)＜液图夹g(shù)人員提供一個計算機(jī)支持的開放協(xié)同診斷環(huán)境，并跟蹤診斷過程，綜合分析診斷結(jié)果，使他們能夠針對某項或多項故障任務(wù)進(jìn)行有效診斷的體系模式基于Agent的CSCW系統(tǒng)體系可以有效的滿足這一需求，
　　通過建立故障合作診斷管理平臺將不同地域的專家通過網(wǎng)絡(luò)組織起來，并為其提供實時、協(xié)同、交互式的診斷環(huán)境，由此形成一個協(xié)同診斷的虛擬空間，對某個故障共同進(jìn)行診斷。
　　五結(jié)束語
　　電力通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況和效率越來越成為重點(diǎn)，建立完善的網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)能有效的保障通訊網(wǎng)絡(luò)的安全、高效、穩(wěn)定；而完善的通訊網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)，不僅可以在電力通訊網(wǎng)上實現(xiàn)，可以推廣在各種通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，將大大增強(qiáng)監(jiān)控能力，提高診斷效率、降低診斷成本，提高通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定及可靠性。

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