一种基于人工智能的通信网络故障监测系统

本发明涉及通信网络监测，尤其涉及一种基于人工智能的通信网络故障监测系统。

背景技术：

1、随着信息技术的快速发展，通信网络变得日益复杂和庞大，传统的故障检测方法已难以满足高效率、低延迟的要求。现有的网络监控系统通常依赖于预设的规则和阈值，对于未知或复杂的故障模式缺乏有效的应对能力。因此，开发一种能够智能监测和预测网络故障的系统，成为提高网络服务质量的关键。

2、中国专利公开号cn112910730a公开了一种通信网络实时预警监测系统及其监测方法，目的在于解决如何监测网络网速的问题，以及当系统被病毒入侵且不能拦截时该如何处理的问题，包括网络监测模块、服务器、储存模块、检修模块和安全检测模块，所述网络监测模块包括网速检测单元和网络问题查找单元，所述网速检测单元用于检测网络的网速，通过建立网络测速节点，网络测速节点用于检测进入网络测速节点所需要的时间，提高网速检测的真实性和直观性，现在大部分网络检测出的网速看起来很快，但是打开网页的速度却很慢，不具备真实性；通过网络信号在不同的相邻两个信号中转节点之间的传播时间，判断出问题出现在哪里；由此可见，该发明仅针对网络传输速度进行分析，以对检测通信网络的故障点，未对传输信号的状态进行分析，存在通信网络故障监测效率低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于人工智能的通信网络故障监测系统，用以克服现有技术中通信网络故障监测效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于人工智能的通信网络故障监测系统，包括：

3、信息获取模块，用以获取监测周期内的传输数据、信号数据、网络请求数据和环境信息；

4、信号监测模块，用以根据监测周期内信号数据对信号干扰状态进行分析，并根据信号干扰状态分析结果对信号强度状态进行分析，还用以根据监测周期内信号强度状态分析结果对信号传输状态进行分析；

5、数据监测模块，用以根据监测周期内传输数据和网络请求数据对数据传输安全状态进行分析；

6、调整优化模块，用以根据监测周期内的数据序列号对数据传输安全状态的分析过程进行调整，还用以根据网络请求数量对数据传输安全状态的调整过程进行优化；

7、故障分析模块，用以根据监测周期内信号传输状态分析结果和数据传输安全状态分析结果对通信网路故障状态进行分析；

8、管理模块，用以根据监测周期内通信网络故障分析结果向用户进行报警，并生成下一监测周期的通信网络管理方案。

9、进一步地，所述信号监测模块设有信号干扰分析单元，所述信号干扰分析单元用以根据监测周期内信号数据对信号干扰状态进行分析；

10、所述信号干扰分析单元将信号干扰指数α与预设干扰指数a进行比对，并根据比对结果对就监测周期内的信号干扰状态进行分析，其中：

11、当α＜a时，所述信号干扰分析单元判定监测周期内信号干扰状态为异常；

12、当α≥a时，所述信号干扰分析单元判定监测周期内信号干扰状态为正常。

13、进一步地，所述信号监测模块还设有环境调整单元，所述环境调整单元用以根据监测周期内的环境信息对信号干扰状态的分析过程进行调整；

14、所述环境调整单元将环境干扰系数β与环境干扰阈值g进行比对，并根据比对结果对信号干扰状态的分析过程进行调整，其中：

15、当β＜g时，所述环境调整单元判定监测周期内环境干扰状态正常，不进行调整；

16、当β≥g时，所述环境调整单元判定监测周期内环境干扰状态异常，并将预设干扰指数调整为a’，设定a’=a×{1-arctan[（β-g）/g]}。

17、进一步地，所述信号监测模块还设有信号强度分析单元，所述信号强度分析单元用以根据监测周期内信号数据和信号干扰状态分析结果对信号强度状态进行分析，其中：

18、当信号干扰状态为正常时，若[p×（λ/4×π×d）2×（a+α）/a]/pt≥b1，所述信号强度分析单元判定监测周期内信号强度状态为正常；若[p×（λ/4×π×d）2×（a+α）/a]/pt＜b1，所述信号强度分析单元判定监测周期内信号强度状态为异常；

19、当信号干扰状态为异常时，若[p×（λ/4×π×d）2×（a-α）/a]/pt≥b2，所述信号强度分析单元判定监测周期内信号强度状态为正常；若[p×（λ/4×π×d）2×（a-α）/a]/pt＜b2，所述信号强度分析单元判定监测周期内信号强度状态为异常；

20、其中，λ是信号波长，d是信号传递距离，pt是接受端最低信号功率，b1是第一预设信号强度比例，b2是第二预设信号强度比例，p是发射信号功率，b1＜b2。

21、进一步地，所述信号监测模块还设有信号状态分析单元，所述信号状态分析单元用以根据监测周期内信号强度状态分析结果对信号传输状态进行分析，其中：

22、当信号强度状态为正常且信号干扰状态为正常时，所述信号状态分析单元判定监测周期内信号传输状态为正常；

23、当信号强度状态为正常且信号干扰状态为异常时，所述信号状态分析单元判定监测周期内信号传输状态为不稳定信号状态；

24、当信号强度状态为异常且信号干扰状态为正常时，所述信号状态分析单元判定监测周期内信号传输状态为稳定弱信号状态；

25、当信号强度状态为异常且信号干扰状态为异常时，所述信号状态分析单元判定监测周期内信号传输状态为不稳定弱信号状态。

26、进一步地，所述数据监测模块将监测周期内验证通过的传输数据比例μ1与预设比例系数u1进行比对，并根据比对结果对监测周期内数据传输安全状态进行分析，其中：

27、当μ1＜u1时，所述数据监测模块判定监测周期内数据传输安全状态为异常；

28、当μ1≥u1时，所述数据监测模块判定监测周期内数据传输安全状态为安全。

29、进一步地，所述调整优化模块设有数据调整单元，所述数据调整单元用以根据监测周期内的数据序列号对数据完整性进行分析；

30、所述数据调整单元将缺失数据序列号比例μ2与预设缺失比例系数u2进行比对，并根据比对结果对数据完整性进行分析，所述数据调整单元还根据数据完整性分析结果对数据传输安全状态的分析过程进行调整，其中：

31、当μ2＜u2时，所述数据调整单元判定监测周期内数据完整性为正常，不进行调整；

32、当μ2≥u2时，所述数据调整单元判定监测周期内数据完整性为异常，并将预设比例系数调整为u1’，设定u1’=u1×{1+sin[（μ2-u2）/u2]}。

33、进一步地，所述调整优化模块设有压力优化单元，所述压力优化单元用以将监测周期内网络请求数量n3与预设网络请求数量n进行比对，并根据比对结果对设备压力状态进行分析，所述压力优化单元还根据设备压力状态分析结果对数据传输安全状态的调整过程进行优化，其中：

34、当n3＜n时，所述压力优化单元判定监测周期内设备压力状态为正常，不进行优化；

35、当n3≥n时，所述压力优化单元判定监测周期内设备压力状态为异常，并将预设缺失比例系数优化为u2’，设定u2’=u2×cos[（n3-n）/n3]。

36、进一步地，所述故障分析模块根据监测周期内信号传输状态分析结果和数据传输安全状态分析结果对通信网络故障状态进行分析，其中：

37、当数据传输安全状态为安全时，若信号传输状态为正常，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为无故障状态；若信号传输状态为不稳定信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为概率故障状态；若信号传输状态为稳定弱信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为无故障状态；若信号传输状态为不稳定弱信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为概率故障状态；

38、当数据传输安全状态为异常时，若信号传输状态为正常，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为外界异常状态；若信号传输状态为不稳定信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为网络波动故障状态；若信号传输状态为稳定弱信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为数据包异常状态；若信号传输状态为不稳定弱信号状态，所述故障分析模块判定监测周期内通信网络故障状态为波动数据包异常状态。

39、进一步地，所述管理模块设有网络管理单元，所述网络管理单元用以根据监测周期内通信网络故障分析结果向用户进行报警，并生成下一监测周期的通信网络管理方案，其中：

40、当通信网络故障状态为无故障状态或外界异常状态时，所述网络管理单元不向用户进行报警；

41、当通信网络故障状态为概率故障状态时，所述网络管理单元向用户进行风险预警，并将下一监测周期时长t调整为t’，设定t’=t×[p×（λ/4×π×d）2×|a-α|/a]/pt；

42、当通信网络故障状态为网络波动故障状态时，所述网络管理单元向用户进行网络传输波动预警，并将下一监测周期信号发射功率调整为p’，设定p’=p×{1-sin[（u1-μ1）/u1]}；

43、当通信网络故障状态为数据包异常状态时，所述网络管理单元向用户进行进行网络带宽预警，并将下一监测周期传输数据包大小d调整为d’，设定d’=d×ln{e-[|a-α|/a]}；

44、当通信网络状态为波动数据包异常状态时，所述网络管理单元向用户进行网络危险预警，并将下一监测周期传输数据包大小调整为d”，设定d”=d×1/2×ln{e-[|a-α|/a]}，所述网络管理单元还将下一监测周期信号发射功率调整为p”，设定p”=p×{1-sin[（u1-μ1）/u1]}/ln{e-[|a-α|/a]}。

45、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过所述信息获取模块对本实施例所需信息的获取，提高了信息获取的准确性，通过所述数据监测模块对数据传输安全状态进行分析，提高了对数据传输安全分析的准确性，通过所述调整优化模块对数据传输安全状态的分析过程进行调整优化，提高了对数据传输安全分析的准确性，通过所述信号监测模块对信号传输状态分析的准确性，通过所述故障分析模块对通信网路故障状态进行分析提高了对通信网络故障状态分析的准确性，通过所述管理模块向用户进行报警，并生成下一监测周期的网络管理方案，提高了对通信网络故障监测的效率。