神经网络工具箱应用于故障诊断
1.问题描述
电力系统的安全运行具有十分重要的意义。当高压变压器或其他类似设备在运行中出现局部过热、不完全放电或电弧放电等故障时，其内部绝缘油、绝缘纸等绝缘材料将分解产生多种气体，包括短链烃类气体（C2H2、CH4等）和 H2、CO2等，这些气体称作特征气体。而特征气体的含量与故障的严重程度有着很密切的关系，如下图1所示。将BP神经网络应用于变压器故障诊断对大型变压器的运行有着非常重要的意义。
2.神经网络设计
(1)输入特征向量的确定
变压器的故障主要与 甲 烷 （CH4）、氢 气 （H2）、总 烃 （C1＋C2）以 及 乙 炔（C2H2）4 种气体的浓度有关， 据此可以设定特征向量由这 4
种气体的浓度组成，即 CH4、H2、C1＋C2（总烃）和 C2H2，同时也设定了网络输入层的节点数为4个。
(2) 输出特征向量的确定
输出量代表系统要实现的功能目标，其选择确定相对容易一些。 只要问题确定了，一般输出量也就确定了。 在故障诊断问题中，输出量就代表可能的故障类型。 变压器的典型故障类型有：一般过热故障、严重过热故障、局部放电故障、 火花放电故障以及电弧放电故障等 5种类型，因此这里选择 5 个向量作为网络的输出向量，即网络输出节点确定为 5 个。根据
Sigmoid 函数输出值在 0 到 1 之间的特点，这里设定以 0 到 1 之间的数值大小表示对应的故障程度，也可以理解为发生此类故障的概率，数值越接近 1 表示发生此类故障的几率越大或说对应的故障程度越大。 针对本系统，设定输出值大于等于 0．5 时认为有此类故障，小于 0．5 时认为无此类故障。
(3)样本的收集
输入、输出向量确定好以后就可以进行样本的收集。
数据归一化处理时，注意：在归一化处理的时候，因考虑到各气体浓度值相差较大，如总烃的浓度比 H2的浓度值高出几个数量级， 因此在归一化处理的时候，分别对各个气体浓度值进行处理，即最大值和最小值取的是各气体的最值，而不是所有样本值中的最值。
SDH网络1+1与1：1保护区别
SDH环形网络都有自愈功能（自愈环），而SDH链形网络中二纤链形不提供业务的保护功能（不提供自愈功能），四纤链形网一般提供1+1或1:1保护。
SDH网络中的1＋1指发端在主备两个信道上发同样的信息（并发），收端在正常情况下选收主用信道上的业务，因为主备信道上的业务一模一样（均为主用业务），所以在主用信道损坏时，通过切换选收备用信道而使主用业务得以恢复。此种倒换方式又叫做单端倒换（仅收端切换），倒换速度快。
SDH网络中的1∶1方式指在正常时发端在主用信道上发主用业务，在备用信道上发额外业务（低级别业务），收端从主用信道收主用业务从备用信道收额外业务。当主用信道损坏时，为保证主用业务的传输，发端将主用业务发到备用信道上，收端将切换到从备用信道选收主用业务，此时额外业务被终结，主用业务传输得到恢复。这种倒换方式称之为双端倒换（收/发两端均进行切换），倒换速率较慢。由于额外业务的传送在主用信道损坏时要被终结，所以额外业务也叫做不被保护的业务。
1∶n是指一条备用信道保护n条主用信道，这时信道利用率更高，但一条备用信道只能同时保护一条主用信道，所以系统可靠性降低。
1+1也叫热备份，就是2个系统同时传同样的业务，收段择优选。
1：1又叫冷备份，就是正常时，只有主系统传送业务，备用系统不传送业务或传其他次要业务，一旦主系统故障，备用系统就要用来传送业务而把次要业务丢弃，它还可以分为1：1A和1：1B，即返回式和非返回式，区别在与倒换后，主系统恢复正常，业务是否返回到主系统。
课 程 实 验 报 告
实验项目名称 网络故障诊断及网络维护命令
所属课程名称 网络管理
实 验 类 型 综合型与仿真型试验
实 验 日 期 2017.5.26
实 验 地 点 笃行楼B栋401
实 验 成 绩
班 级
学 生 姓 名 陈 海
学 号
教务处
2017年5月1日
2
目 录
实验项目三 网络故障诊断及网络维护命令............................................................ 3
一、实验内容、目标及要求 ................................................................................................... 3
（一）实验内容 ............................................................................................................... 3
（二）实验目标 ............................................................................................................... 3
（三）实验要求 ............................................................................................................... 3
工Ｌ．丁公女 官埕１＿邓ｒ手阮ｒ于报Ｉ
高冲 （辽宁公安司法管理干部学院，辽宁沈阳１ １００３１）
计算机网络故障
的诊断与排除
摘要：随着计算机网络应用的不断 普及，网络建设已经深入到政府、教 育、企业等各个领域，这些领域对网络 的依赖性已经越来越强。因此，对网络 故障的分析诊断与排除变的日益重要。 随着网络的演变与发展，提供优良的 网络服务所面临的挑战也在增多。在 当今数据通信和网络世界中，复杂的 不同种类的网络环境经常使网络问题 更加复杂化，各种各样的网络故障随 之而来。所以，我们有必要对这方面的 问题加以探讨。 关键词：网络故障；分析诊断；排除 【中图分类号：ＴＰ３９３ 【文献标识码：Ａ 【文章编号：１ ００９—１ ４１ ６（２００８）０３—１ ２１—０２ 【收稿日期：２００８－－０６－－１ ０ 【作者简介：高冲（１ ９７７一），男（汉 族），辽宁沈阳人，辽宁公安司法管理 干部学院讲师，主要从事计算机网络、 服务器操作系统的研究与教学。 一、网络故障的类型 在计算机网络中可能出现的故障 多种多样，往往解决一个复杂的网络 故障需要广泛的网络知识与丰富的工 作经验。由于网络故障的多样性和复 杂性，网络故障分类方法也不尽相同， 了解不同类型的故障对于解决和排除 网络故障问题时十分重要的。一般来 说，根据网络故障的性质可以把网络 故障分为物理故障和逻辑故障，还可 以根据网络故障的 象把网络故障分 为线路故障、路由故障和主机故障…。 １．根据性质的不同所划分的物理 故障和逻辑故障 物理故障指的是设备或线路损坏、 插头松动、线路受到严重电磁干扰等 情况，或者是人为疏忽导致网络连接 错误等现象。认为的物理故障通常是 在没有搞清楚网络插头规范或者没有 弄清网络拓扑结构的情况下产生的。 对于物理故障，可以从客户机或网络 中心利用相关命令或软件检查线路连 通情况，确认故障点后进行故障排除。 逻辑故障通常指的是配置错误， 就是指因为网络设备的配置原因而导 致的网络异常或故障。配置错误可能 是交换机以及路由器的端口网络参数 设置有误，路由器路由配置错误以至 于路由循环或找不到远端地址，或者 是路由掩码设置错误等。比如，同样是 网络中的线路故障，该线路没有流量， 但又可以ｐｉｎｇ通线路的两端端口，这 时就有可能是路由配置错误了。遇到 这种情况，可以用ｔｒａｃｅｒｔ命令测试， 检测到哪个路由器不响应了就说明那 个路由器的端口配置有问题，这时只 需要更改相关配置，就能恢复线路正 常了。 ２．根据故障对象的不同所划分的 线路故障、路由故障和主机故障 线路故障通常就是指线路不通， 对于这种情况首先检查该线路的物理 连接是否正常，然后检查线路上是否 有数据在传输，可以用命令检查一下 线路远端的交换机或路由器端口是否 能有响应，检查各项配置是否正确，最 后找出问题逐一解决。 网络连接设备故障主要是由网络 中的集线器、交换机或路由器的故障 引起的。一般集线器和普通交换机的 故障多为硬件设备损坏或设备性能不 足，此类故障比较容易判断，解决方法 多为更换设备。对于三层交换机及路 由器等具有路由功能的设备，排除其 故障相对复杂一些，一般把这类故障 归纳为路由故障。检查这类设备故障， 需要检查设备的路由表、端口流量数 据、计费数据、处理器利用率、内存等 信息。解决这种故障，只有对相应设备 进行升级、扩大内存等，或者重新规划 网络拓扑图。 主机故障通常指的是主机的网络 配置不当。如主机的ＩＰ地址配置错误， 网关配置错误，ＤＮＧ域名配置错误，计 算机名和１Ｐ地址与网络中的其他主机 冲突等，都会导致主机无法连通。主机 还有可能遭到攻击，也就是主机安全 方面的故障。一些恶意攻击者，利用服 务器的漏洞攻击主机，一般可以通过 监视主机的流量、或扫描主机端口和 服务等方法来防止可能出现的漏洞， 也可安装一些防火墙软件来解决此类 故障。 二 网络故障的诊断 网络故障诊断应该实现三方面的 目的：确定网络的故障点，恢复网络的 正常运行；发现网络规划和配置中欠 佳之处，改善和优化网络的性能观察 网络的运行状况，及时预测网络通信 质量。网络故障诊断以网络原理、网络 配置和网络运行的知识为基础，从故 障现象出发，以网络诊断工具为手段 获取诊断信息，确定网络故障点，查找 问题的根源，排除故障，恢复网络正常 运行。 网络故障通常有以下几种可能： 物理层中物理设备相互连接失败或者 硬件及线路本身的问题；数据链路层 的网络设备的接口配置问题；网络层 网络协议配置或操作错误；传输层的 设备性能或通信拥塞问题；上三层的 网络应用程序错误。诊断网络故障的 过程应该沿着Ｏ８１七层模型从物理层 开始向上进行。首先检查物理层，然后 检查数据链路层，以此类推，设法确定 通信失败的故障点，直到系统通信正 常为止。 物理层是ＯＧｔ分层结构体系中最 囤 ０Ｃ刃Ｚ≯ｒ ０ ｒ一≯０Ｚ—Ｚ０≯Ｉ］ 一
