一种基于知识图谱的配电通信网故障路径溯源方法及系统

1.一种基于知识图谱的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，包括：基于目标配电通信网的运行状态和拓扑结构构建对应的知识图谱，并根据所述知识图谱中每一通信链路的通信数据，得到对应所述通信链路的依赖关系强度；获取所述知识图谱中异常节点的有向边集合，并基于所述依赖关系强度计算得到的故障传播速率，识别所述有向边集合中的故障传播路径，其中，所述有向边集合包括所述异常节点和每一相邻节点之间的有向边；对所述故障传播路径进行遍历生成故障传播路径图，并基于预设故障传播终止条件对所述故障传播路径图进行筛选得到第一故障传播路径子图，确定所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度；基于所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度进行拟合预测得到对应节点的第一节点重要度，并根据所述第一节点重要度识别所述第一故障传播路径子图中的关键节点；获取所述第一故障传播路径子图中所述关键节点的出边链路数据，并基于所述出边链路数据对所述第一故障传播路径子图进行扩展得到第二故障传播路径子图;所述基于所述出边链路数据对所述第一故障传播路径子图进行扩展得到第二故障传播路径子图，包括：基于所述出边链路数据进行加权计算，得到每一出边链路对应的节点间耦合系数，其中，所述出边链路数据包括若干出边链路的通信时延、带宽利用率和数据丢包率；采用随机森林算法对每一所述出边链路对应的所述节点间耦合系数进行拟合预测，得到每一所述出边链路中目标节点的故障传播影响强度；基于所述故障传播影响强度确定故障传播深度增量值，并根据所述故障传播深度增量值对所述第一故障传播路径子图进行层级扩展，得到第三故障传播路径子图；获取所述第三故障传播路径子图中所述关键节点和每一新增边界节点之间的通信链路数据，并基于所述通信链路数据计算所述第三故障传播路径子图中所述关键节点和每一新增边界节点之间的故障传播概率；基于所述故障传播概率对所述第三故障传播路径子图进行节点标记，得到第二故障传播路径子图，其中，所述节点标记包括对所述第三故障传播路径子图中大于第二预设阈值的所述故障传播概率对应的所述新增边界节点进行标记。 2.根据权利要求1所述的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，所述根据所述知识图谱中每一通信链路的通信数据，得到对应所述通信链路的依赖关系强度，包括：获取所述知识图谱中每一通信链路的第一运行状态数据，并基于所述第一运行状态数据进行加权计算，得到对应所述通信链路的第一链路评分，其中，所述第一运行状态数据包括通信时延、带宽利用率和数据丢包率；基于每一所述通信链路的物理距离对所述第一链路评分进行加权修正，得到对应所述通信链路的第二链路评分；获取每一所述通信链路的业务流量数据，并基于所述业务流量数据进行加权计算，得到对应所述通信链路的业务依赖度，其中，所述业务流量数据包括控制指令流、测量数据流和告警信息流；对每一所述通信链路的所述第二链路评分和所述业务依赖度进行加权融合，得到对应所述通信链路的依赖关系强度。 3.根据权利要求1所述的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，在所述获取所述知识图谱中异常节点的有向边集合之前，还包括：获取所述知识图谱中每一节点的第二运行状态数据，并基于所述第二运行状态数据计算对应所述节点的异常程度，其中，所述第二运行状态数据包括响应延迟时间、负载率和带宽利用率；判断所述异常程度是否大于预设异常判定阈值，若是则判定对应所述节点为异常节点。 4.根据权利要求1所述的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，所述基于所述依赖关系强度计算得到的故障传播速率，识别所述有向边集合中的故障传播路径，包括：获取所述有向边集合中每一有向边对应通信链路的依赖关系强度，并对所述依赖关系强度进行线性计算得到对应所述有向边的初始故障传播速率；获取每一所述有向边对应所述通信链路的性能指标数据，并基于所述性能指标数据进行加权计算，得到对应所述有向边的边权重系数，其中，所述性能指标数据包括物理距离、网络跳数和通信时延；基于每一所述有向边的所述边权重系数对所述初始故障传播速率进行加权修正，得到对应所述有向边的故障传播速率；判断所述故障传播速率是否大于预设传播速率阈值，若是则将对应的所述有向边标记为故障传播路径。 5.根据权利要求1所述的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，所述对所述故障传播路径进行遍历生成故障传播路径图，并基于预设故障传播终止条件对所述故障传播路径图进行筛选得到第一故障传播路径子图，确定所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度，包括：采用广度优先搜索算法对所述故障传播路径进行遍历，得到故障传播路径图；采用深度优先搜索算法得到所述故障传播路径图的层级数量；基于所述目标配电通信网的节点总数和网络最大直径，计算反映目标配电通信网网络规模的预设故障传播深度；基于所述层级数量和所述预设故障传播深度判断所述故障传播路径图是否满足所述预设故障传播终止条件，若是则对所述故障传播路径图进行筛选得到第一故障传播路径子图，否则将所述故障传播路径图表征为所述第一故障传播路径子图，其中，所述预设故障传播终止条件包括所述层级数量大于所述预设故障传播深度；统计所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的入度和出度。 6.根据权利要求1所述的配电通信网故障路径溯源方法，其特征在于，所述基于所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度进行拟合预测得到对应节点的第一节点重要度，并根据所述第一节点重要度识别所述第一故障传播路径子图中的关键节点，包括：对所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度进行加权计算，得到对应节点的节点特征值；采用随机森林算法对所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的所述节点特征值进行拟合预测，得到对应节点的第一节点重要度；对所述第一故障传播路径子图中每一层级节点进行特征向量中心性评估，并将得到的网络中心度表征为对应节点的第二节点重要度；对所述第一节点重要度和所述第二节点重要度进行加权计算，得到对应节点的节点重要度；判断所述节点重要度是否高于第一预设阈值，若是则将对应节点标记为所述第一故障传播路径子图中的关键节点。 7.一种基于知识图谱的配电通信网故障路径溯源系统，其特征在于，包括：依赖关系强度确定模块，用于基于目标配电通信网的运行状态和拓扑结构构建对应的知识图谱，并根据所述知识图谱中每一通信链路的通信数据，得到对应所述通信链路的依赖关系强度；故障传播路径确定模块，用于获取所述知识图谱中异常节点的有向边集合，并基于所述依赖关系强度计算得到的故障传播速率，识别所述有向边集合中的故障传播路径，其中，所述有向边集合包括所述异常节点和每一相邻节点之间的有向边；节点度确定模块，用于对所述故障传播路径进行遍历生成故障传播路径图，并基于预设故障传播终止条件对所述故障传播路径图进行筛选得到第一故障传播路径子图，确定所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度；关键节点识别模块，用于基于所述第一故障传播路径子图中每一层级节点的度进行拟合预测得到对应节点的第一节点重要度，并根据所述第一节点重要度识别所述第一故障传播路径子图中的关键节点；目标故障传播路径确定模块，用于获取所述第一故障传播路径子图中所述关键节点的出边链路数据，并基于所述出边链路数据对所述第一故障传播路径子图进行扩展得到第二故障传播路径子图;所述基于所述出边链路数据对所述第一故障传播路径子图进行扩展得到第二故障传播路径子图，包括：基于所述出边链路数据进行加权计算，得到每一出边链路对应的节点间耦合系数，其中，所述出边链路数据包括若干出边链路的通信时延、带宽利用率和数据丢包率；采用随机森林算法对每一所述出边链路对应的所述节点间耦合系数进行拟合预测，得到每一所述出边链路中目标节点的故障传播影响强度；基于所述故障传播影响强度确定故障传播深度增量值，并根据所述故障传播深度增量值对所述第一故障传播路径子图进行层级扩展，得到第三故障传播路径子图；获取所述第三故障传播路径子图中所述关键节点和每一新增边界节点之间的通信链路数据，并基于所述通信链路数据计算所述第三故障传播路径子图中所述关键节点和每一新增边界节点之间的故障传播概率；基于所述故障传播概率对所述第三故障传播路径子图进行节点标记，得到第二故障传播路径子图，其中，所述节点标记包括对所述第三故障传播路径子图中大于第二预设阈值的所述故障传播概率对应的所述新增边界节点进行标记。 8.根据权利要求7所述的配电通信网故障路径溯源系统，其特征在于，所述依赖关系强度确定模块，包括：第一链路评分确定单元，用于获取所述知识图谱中每一通信链路的第一运行状态数据，并基于所述第一运行状态数据进行加权计算，得到对应所述通信链路的第一链路评分，其中，所述第一运行状态数据包括通信时延、带宽利用率和数据丢包率；第二链路评分确定单元，用于基于每一所述通信链路的物理距离对所述第一链路评分进行加权修正，得到对应所述通信链路的第二链路评分；业务依赖度确定单元，用于获取每一所述通信链路的业务流量数据，并基于所述业务流量数据进行加权计算，得到对应所述通信链路的业务依赖度，其中，所述业务流量数据包括控制指令流、测量数据流和告警信息流；加权融合单元，用于对每一所述通信链路的所述第二链路评分和所述业务依赖度进行加权融合，得到对应所述通信链路的依赖关系强度。 9.根据权利要求7所述的配电通信网故障路径溯源系统，其特征在于，所述故障传播路径确定模块，包括：线性计算单元，用于获取所述有向边集合中每一有向边对应通信链路的依赖关系强度，并对所述依赖关系强度进行线性计算得到对应所述有向边的初始故障传播速率；加权计算单元，用于获取每一所述有向边对应所述通信链路的性能指标数据，并基于所述性能指标数据进行加权计算，得到对应所述有向边的边权重系数，其中，所述性能指标数据包括物理距离、网络跳数和通信时延；加权修正单元，用于基于每一所述有向边的所述边权重系数对所述初始故障传播速率进行加权修正，得到对应所述有向边的故障传播速率；传播速率判断单元，用于判断所述故障传播速率是否大于预设传播速率阈值，若是则将对应的所述有向边标记为故障传播路径。