背景技術(shù)：

1、通信設(shè)備是保障通絡(luò)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行的硬件基礎(chǔ)，對其監(jiān)測是必要的，且多數(shù)通信設(shè)備均安裝在戶外，甚至是人跡罕至的區(qū)域，因此研究合理的方式對通信設(shè)備進行監(jiān)測更是必要的。

2、數(shù)字孿生技術(shù)旨在通過孿生建模，在數(shù)字空間中映射物理世界的運行規(guī)律，該技術(shù)適用于優(yōu)化通信設(shè)備的監(jiān)測方法，因此對通信設(shè)備孿生建模方法進行研究是必要的。

3、中國專利號cn202310448253.4公開了一種通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生的設(shè)備狀態(tài)估測方法，包括以下步驟：采集每臺通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，建立每臺通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)字孿生模型；將每臺通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)字孿生模型進行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)字孿生模型之間的關(guān)聯(lián)模型；結(jié)合每臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的動態(tài)參數(shù)樣本、控制參數(shù)樣本、靜態(tài)參數(shù)樣本，創(chuàng)建深度模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，生成每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的個體數(shù)字孿生預(yù)警模型、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備群數(shù)字孿生預(yù)警模型；建立異常監(jiān)控神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過對系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測，觸發(fā)數(shù)字孿生系統(tǒng)的重建模，若網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接入變化觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備群數(shù)字孿生預(yù)警模型。本技術(shù)根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的拓撲變化，動態(tài)更新調(diào)整通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備群的數(shù)字孿生狀態(tài)估測方法。該發(fā)明實現(xiàn)了通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備群的孿生建模及動態(tài)調(diào)整，但其動態(tài)調(diào)整僅采集每臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的動態(tài)參數(shù)樣本、控制參數(shù)樣本和靜態(tài)參數(shù)樣本，未對設(shè)備所在環(huán)境進行分析。

4、綜上，現(xiàn)有技術(shù)缺少一個通信設(shè)備孿生建模的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種通信設(shè)備孿生建模方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)公開了以下技術(shù)方案：

3、一種通信設(shè)備孿生建模方法，該方法預(yù)設(shè)有監(jiān)測周期p，包括：

4、s1：獲取單體通信設(shè)備的運行數(shù)據(jù)、功能數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)；

5、s2：利用所述運行數(shù)據(jù)、所述功能數(shù)據(jù)、所述環(huán)境數(shù)據(jù)、所述通信數(shù)據(jù)和所述異常數(shù)據(jù)進行單體通信設(shè)備的孿生建模，得到第一孿生模型，所述第一孿生模型用于對單體通信設(shè)備進行監(jiān)測；

6、s3：利用所述功能數(shù)據(jù)和所述通信數(shù)據(jù)將單體通信設(shè)備劃分為若干設(shè)備集合，并對所述設(shè)備集合進行孿生建模，得到第二孿生模型，所述第二孿生模型用于對所述設(shè)備集合進行監(jiān)測；

7、s4：對所述第一孿生模型和所述第二孿生模型進行融合，得到第三孿生模型，所述第三孿生模型用于對該模型內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整合；

8、s5：對所述第二孿生模型進行設(shè)備自檢，所述設(shè)備自檢用于篩選出所述設(shè)備集合中不利于整體通信的單體通信設(shè)備。

9、作為優(yōu)選，所述運行數(shù)據(jù)包括單體通信設(shè)備運行時的電流數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)和功率數(shù)據(jù)；

10、所述功能數(shù)據(jù)包括單體通信設(shè)備與預(yù)設(shè)的功能表對應(yīng)的功能編號；所述功能表存儲有單體通信設(shè)備的功能對應(yīng)的功能編號；

11、所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括單體通信設(shè)備運行環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、灰塵濃度數(shù)據(jù)、電磁干擾數(shù)據(jù)、降雨數(shù)據(jù)、風向風速數(shù)據(jù)和振動數(shù)據(jù)；

12、所述通信數(shù)據(jù)包括單體通信設(shè)備進行通信時的通信對象編號及對應(yīng)的通信時間；

13、所述異常數(shù)據(jù)包括單體通信設(shè)備出現(xiàn)異常時的異常類型及對應(yīng)的異常時間。

14、作為優(yōu)選，所述的得到第一孿生模型，具體包括以下步驟：

15、a1：基于時間序列對所述運行數(shù)據(jù)、所述環(huán)境數(shù)據(jù)和所述異常數(shù)據(jù)進行特征提取，得到與所述異常數(shù)據(jù)對應(yīng)的所述運行數(shù)據(jù)的特征和所述環(huán)境數(shù)據(jù)的特征之間的第一關(guān)系；

16、a2：將所述運行數(shù)據(jù)、所述功能數(shù)據(jù)、所述環(huán)境數(shù)據(jù)、所述通信數(shù)據(jù)、所述異常數(shù)據(jù)和所述第一關(guān)系存入預(yù)設(shè)的孿生模型框架，得到所述第一孿生模型。

17、作為優(yōu)選，所述的所述第一孿生模型用于對單體通信設(shè)備進行監(jiān)測，具體包括實時環(huán)境監(jiān)測和老化監(jiān)測；

18、所述實時監(jiān)測監(jiān)測包括：

19、b11：獲取實時運行數(shù)據(jù)和實時環(huán)境數(shù)據(jù)，并與所述第一關(guān)系進行比較；

20、所述老化監(jiān)測包括以下步驟：

21、b21：利用老化指數(shù)公式計算老化指數(shù)，所述老化指數(shù)用于表征單體通信設(shè)備在一個監(jiān)測周期內(nèi)的老化程度，所述老化指數(shù)公式具體為：

22、

23、tenv＝ttemp+th+tdc+tei+tr+tw+tv

24、其中，ttemp為單體通信設(shè)備在異常溫度數(shù)據(jù)下的運行時長，th為單體通信設(shè)備在異常濕度數(shù)據(jù)下的運行時長，tdc為單體通信設(shè)備在異常灰塵濃度數(shù)據(jù)下的運行時長，tei為單體通信設(shè)備在異常電磁干擾數(shù)據(jù)下的運行時長，tr為單體通信設(shè)備在異常降雨數(shù)據(jù)下的運行時長，tw為單體通信設(shè)備在異常風向風速數(shù)據(jù)下的運行時長，tv為單體通信設(shè)備在異常振動數(shù)據(jù)下的運行時長，tenv為單體通信設(shè)備在異常環(huán)境數(shù)據(jù)下的運行時長之和，且所有運行時長的單位為小時，|lntenv|為tenv的自然對數(shù)的絕對值，α為tenv的自然對數(shù)的絕對值的控制參數(shù)，當tenv＜1時α＝0，否則α＝1，nm為一個老化監(jiān)測周期內(nèi)所有單體通信設(shè)備的維修總次數(shù)，|?|為絕對值運算符，indexaging為老化指數(shù)。

25、作為優(yōu)選，所述的將單體通信設(shè)備劃分為若干設(shè)備集合，具體包括以下步驟：

26、c1：獲取所述功能數(shù)據(jù)和所述通信數(shù)據(jù)；

27、c2：將具有相同的所述功能編號的單體通信設(shè)備劃分為同一個設(shè)備集合，并將該次劃分的結(jié)果定義為第一設(shè)備集合；

28、c3：獲取所述第一設(shè)備集合中各個單體通信設(shè)備對應(yīng)的所述通信對象編號，將該所述通信對象編號對應(yīng)的單體通信設(shè)備劃分入所述第一設(shè)備集合，并更新所述第一設(shè)備集合，得到所述設(shè)備集合并輸出。

29、作為優(yōu)選，所述的得到第二孿生模型，具體包括以下步驟：

30、d1：將具有相同的所述功能編號定義為第二關(guān)系，將單體通信設(shè)備之間存在所述通信記錄定義為第三關(guān)系；

31、d2：將所述第二關(guān)系、所述第三關(guān)系和所述設(shè)備集合存入存入預(yù)設(shè)的孿生模型框架，得到所述第二孿生模型。

32、作為優(yōu)選，所述的所述第二孿生模型用于對所述設(shè)備集合進行監(jiān)測，具體包括功能監(jiān)測和聯(lián)動監(jiān)測；

33、所述功能監(jiān)測執(zhí)行以下步驟：

34、e11：獲取一個監(jiān)測周期內(nèi)編號為i的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行結(jié)果并計數(shù)，將該計數(shù)結(jié)果用nfe_i進行表示；

35、e12：在所述功能執(zhí)行結(jié)果中篩選并計數(shù)功能執(zhí)行結(jié)果為失敗的個數(shù)，將該計數(shù)結(jié)果用nfe_i進行表示；

36、e13：利用第一功能執(zhí)行結(jié)果公式計算所述設(shè)備集合的功能執(zhí)行完成度，所述第一功能執(zhí)行結(jié)果公式具體為：

37、

38、其中，dcfe_set為所述設(shè)備集合的功能執(zhí)行完成度功，∑為求和符號；

39、所述聯(lián)動監(jiān)測包括以下步驟：

40、e21：獲取單體通信設(shè)備的實時通信記錄，對正在進行通信的單體通信設(shè)備進行捕捉；

41、e22：利用捕捉到的單體通信設(shè)備的所述第三關(guān)系捕捉與該單體通信設(shè)備對應(yīng)的單體通信設(shè)備；

42、e23：對步驟e21-e22中捕捉到的通信設(shè)備進行聯(lián)動監(jiān)測，所述聯(lián)動監(jiān)測用于對單體通信設(shè)備間的通信通道進行監(jiān)測。

43、作為優(yōu)選，所述的得到第三孿生模型，具體包括：

44、利用單體通信設(shè)備的編號i將所述第一孿生模型納入所述第二孿生模型，將納入所述第一孿生模型的所述第二孿生模型定義為所述第三孿生模型。

45、作為優(yōu)選，所述的所述第三孿生模型用于對該模型內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整合，具體包括以下步驟：

46、f1：獲取所述實時環(huán)境監(jiān)測、所述老化監(jiān)測、所述功能監(jiān)測和所述聯(lián)動監(jiān)測產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

47、f2：當所述實時運行數(shù)據(jù)和所述實時環(huán)境數(shù)據(jù)滿足所述第一關(guān)系時發(fā)出報警信息；

48、f3：預(yù)設(shè)老化指數(shù)閾值，當所述老化指數(shù)大于或等于所述老化指數(shù)閾值時發(fā)出報警信息；

49、f4：預(yù)設(shè)功能執(zhí)行完成度閾值，當所述功能執(zhí)行完成度大于或等于所述功能執(zhí)行完成度閾值時發(fā)出報警信息；

50、f5：當進行聯(lián)動監(jiān)測時，出現(xiàn)所述通信通道中斷時發(fā)出報警信息。

51、作為優(yōu)選，所述的所述設(shè)備自檢用于篩選出所述設(shè)備集合中不利于整體通信的單體通信設(shè)備，具體包括以下步驟：

52、g1：利用第二功能執(zhí)行結(jié)果公式計算所述設(shè)備集合中的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行完成度，所述第二功能執(zhí)行結(jié)果公式具體為：

53、

54、其中，dcfe_i為所述設(shè)備集合中的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行完成度；

55、g2：獲取編號為i的單體設(shè)備的np個監(jiān)測周期的所述設(shè)備集合中的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行完成度，并計算其中，為編號為i的單體設(shè)備的np個監(jiān)測周期的所述設(shè)備集合中的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行完成度之和，為在編號為i的單體設(shè)備的np個監(jiān)測周期的所述設(shè)備集合中的單體通信設(shè)備的功能執(zhí)行完成度之和的平均值；

56、g3：預(yù)設(shè)自檢閾值當時發(fā)出報警信息。

57、有益效果：本技術(shù)的通信設(shè)備孿生建模方法，通過獲取運行數(shù)據(jù)、功能數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)為構(gòu)建第一孿生模型和第二孿生模塊提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；通過第一孿生模型實現(xiàn)監(jiān)測單體通信設(shè)備；通過第二孿生模型實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備集合；通過構(gòu)建第三孿生模型整合該模型內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)；通過對第二孿生模型進行設(shè)備自檢實現(xiàn)更新設(shè)備集合中不利于整體通信的單體通信設(shè)備。