CN111654417A - 评估方法及装置、存储介质、处理器、列车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估方法及装置、存储介质、处理器、列车。其中，该方法包括：获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***；在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果。本发明解决了现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种评估方法及装置、存储介质、处理器、列车。
背景技术
随着城轨列车内设备及传输数据的增加，传统的总线式技术已经不能满足大容量的列车通信需求。而实时以太网传输速率快、容量大、兼容性高，可以用于满足列车通信需求；但是，实时以太网在列车控制网络中的应用刚刚起步，列车运行时传输消息还不稳定，使得利用实时以太网作为列车通信的方式不够稳定，可能会存在信息传输的滞后，这就对列车的安全运行带来安全隐患。
针对上述现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种评估方法及装置、存储介质、处理器、列车，以至少解决现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种评估方法，包括：获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，所述分布式网络***为部署在列车上的网络***；在列车行驶过程中，采集所述每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；针对所述每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，所述列车的网络整体评估结果由所述多个子分析结果构成。
该评估方法还包括:所述多个子***对应不同的权重值，其中，所述每个子***的子分析结果和权重值用于计算所述网络整体评估结果。
可选地，基于所述网络整体评估结果所处的取值范围，确定所述分布式网络***的状态，其中，所述状态包括如下至少之一：网络监控状态、网络亚健康状态和网络故障状态。
可选地，在获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标之后，该评估方法还包括：基于所述每个子***的评估指标与所述每个子***在不同时间的测量结果，生成所述评估数据集合，其中，所述评估数据集合以矩阵形式存储。
可选地，所述评估指标至少包括：时延抖动、丢包率和带宽。
可选地，所述评估数据的数据统计量随时间推移而增长。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种评估装置，包括：获取模块，用于获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，所述分布式网络***为部署在列车上的网络***；采集模块，用于在列车行驶过程中，采集所述每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；分析模块，用于针对所述每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，所述列车的网络整体评估结果由所述多个子分析结果构成。
可选地，所述多个子***对应不同的权重值，其中，所述每个子***的子分析结果和权重值用于计算所述网络整体评估结果。
可选地，该评估装置还包括：确认模块，用于基于所述网络整体评估结果所处的取值范围，确定所述分布式网络***的状态，其中，所述状态包括如下至少之一：网络监控状态、网络亚健康状态和网络故障状态。
可选地，该评估装置还包括：生成模块，用于基于所述每个子***的评估指标与所述每个子***在不同时间的测量结果，生成所述评估数据集合，其中，所述评估数据集合以矩阵形式存储。
可选地，所述评估指标至少包括：时延抖动、丢包率和带宽。
可选地，所述评估数据的数据统计量随时间推移而增长。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述中任一项所述的评估方法。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任一项所述的评估方法。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种列车，包括：存储器，与所述存储器耦合的处理器，所述存储器和所述处理器通过总线***相通信；所述存储器用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储器所在设备执行上述中任一项所述的评估方法；所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任一项所述的评估方法。
在本发明实施例中，采用获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***；在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，列车的网络整体评估结果由多个子分析结果构成。通过本发明实施例提供的评估方法，实现了基于不同的策略分析子***与网络之间或者在时间尺度上的性能变化状况，得到分析结果，以在网络发生故障前就能够提前做好防范措施的话会极大的减少故障发生的概率，从而减少损失的目的，达到了提高列车通信网络安全性的技术效果，进而解决了现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的评估方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的评估装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
针对上述问题，传统的网络性能评估模型往往是针对局部***开展，如使用分类算法等，然而，在列车运行中，其所评估的对象是车辆上复杂的分布式网络***，该网络***由多个子***构成，根据车载子***的不同以及分析指标的不同，也需要从不同的时间及空间维度评估其性能。为了解决评估列车实时以太网的运行性能过程中的评估指标选择问题，在本发明实施例中提出来一种评估方法及装置，下面进行详细说明。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种评估方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的评估方法的流程图，如图1所示，该评估方法包括如下步骤：
步骤S102，获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***。
步骤S104，在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合。
可选的，评估数据的数据统计量随时间推移而增长。
在一种可选的实施例中，上述评估数据(即，以太网评估指标数据)是在列车运行时采集的，评估数据的部分或全部的数据统计量随时间推移而增长，例如，接收包的数量是随时间增大的，因此需要将这部分数据进行单位化处理。其中，选取的指标是异量纲，不同的数据差异较大，直接进行数据处理没有太大意义。因此，在本发明实施例中，会先将进行性能评估与各子设备在不同时间的测量值形成矩阵，为避免数据区间过大的属性过于支配数值区间较小的属性及避免在计算中数据的复杂度，进行缩放处理，使得数据更加整洁，各特征量在模型构建时的贡献较为平均。
步骤S106，针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，列车的网络整体评估结果由多个子分析结果构成。
由上可知，在本发明实施例中，可以获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***；在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，列车的网络整体评估结果由多个子分析结果构成，从而实现了基于不同的策略分析子***与网络之间或者在时间尺度上的性能变化状况，得到分析结果，以在网络发生故障前就能够提前做好防范措施的话会极大的减少故障发生的概率，从而减少损失的目的，达到了提高列车通信网络安全性的技术效果。
因此，通过本发明实施例提供的评估方法，解决了现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的技术问题。
在一种可选的实施例中，该评估方法还可以包括:多个子***对应不同的权重值，其中，每个子***的子分析结果和权重值用于计算网络整体评估结果。
在一种可选的实施例中，基于网络整体评估结果所处的取值范围，确定分布式网络***的状态，其中，状态包括如下至少之一：网络监控状态、网络亚健康状态和网络故障状态。
在一种可选的实施例中，在获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标之后，该评估方法还包括：基于每个子***的评估指标与每个子***在不同时间的测量结果，生成评估数据集合，其中，评估数据集合以矩阵形式存储。
例如，假设对于某个评估指标给定t个时刻的n个子***上的测量数据，就称为给了nt个样本，相应的数据用矩阵A表示，具体如下公式(1)表示：
其中，A是n×t的矩阵，矩阵每一行代表同一子***在不同时刻的测量值，每一列代表不同的子***在同一时刻的测量值，指标分别有发送时延抖动J、丢包率L和带宽B的样本矩阵。利用上述3个指标的样本数据，计算出无量纲的相对数据，也称为功效值。
其中，针对上述功效值，可以将异量纲的评估指标值转化为功效值。对于某一时刻T，用加权平均方法计算功效值得到该子***的性能评估值，表示子***的性能状况，该值也可用于各个子***之间的比较，具体地的计算公式如下公式(2)、(3)以及(4)：
在该公式中，
表示第j个子***性能评估指标，k表示选取指标总个数，ωi表示各i项指标权值，dij代表第j个子***的第i项正指标的功效值，d′ij代表第j个子***的第i项负指标的功效值；
在本发明实施例中，通过功效函数进行计算后即可得到相应的性能分数矩阵，计算的过程中实现了对3个性能因子的加权融合计算，因此得到的性能分数矩阵可以反映以10s为单位的每个时间窗口内的各子***通信进程性能的健康程度。
依据上述的方法完成对多个指标在不同子***中的表现评估后，需要将这些评估结果拓展融合至整体的网络上层指标评估中，此时采用功效函数中的网络整体性能指标加权融合公式进行融合计算，具体如下公式(5)所示：
式中，QN代表列车以太网整体网络的性能评估指标，n代表子***的个数，ωi代表各个子***的性能指标权值。
在该实施例中，对列车以太网整体网络中不同的子***可根据需要赋予不同的权值，以便更合理的评估整个列车以太网的性能状况。本模型设计各个子***进程的权值可以如表1所示：
表1
需要说明的是，上述表1所示是一种可选的赋权方式，不同的项目可以根据实际子***情况对权值进行灵活调整，以适应不同项目的需求。
通过公式(5)的计算，结合上述的权值分配，则得到了最终的整体网络性能评估分数结果。评估值采用百分制，范围为0-100，分为三个不同状态，包括：网络健康状态：评估值范围80-100，此状态下的子***各项指标健康，可以保证列车的正常运行；网络亚健康状态：评估值范围60-79，此状态下的子***会出现偶发性的数据异常，但影响较小，基本能保证列车的正常运行，但当出现连续2-4个时刻的网络亚健康状态，则表明通信环境不佳，可能会引起更大的通信异常，此时需要对相关子***进行检查；网络故障状态：评估值范围0-59，此状态下的子***已经出现通信故障，需要及时检查相关设备并进行处理，否则将会影响列车的正常运行。
传统的网络性能评估指标包括：链路利用率、时延、抖动、吞吐量、丢包率等，由于列车以太网自身的特殊性和复杂性，在实际应用中并非考虑的指标越多，效果越好。因此，在本发明实施例中，选取时延抖动、丢包率和可用带宽3个重要的指标作为综合性能参数。
即，在一种可选的实施例中，上述评估指标至少包括：时延抖动、丢包率和带宽。
可选的，上述多个子***中，定义性能评估指标值越高，则表明该子***的性能越好，相反表表明该子***的性能越差。
另外，上述评估指标可以分为正指标和逆指标，指标值越大表明性能越好称为正指标，指标值越小表明性能越好称为逆指标。
其中，在选取评估指标时，延时抖动越大，丢包率越高，则该子***的性能越差；相反，可利用带宽越大，子***的性能越好。因此，可利用带宽是正指标，而时延抖动和丢包率是逆指标。
通过本发明实施例提供的评估方法，采用基于时间序列的多指标综合性能评估模型，对列车内各个子***和整体网络进行评估，从而可以维护列车内各个子设备和整体网络稳定可靠运行，实现列车的自助式管理。
实施例2
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种评估装置，图2是根据本发明实施例的评估装置的示意图，如图2所示，该评估装置包括：获取模块21，采集模块23以及分析模块25。下面对该评估装置进行说明。
获取模块21，用于获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***。
采集模块23，用于在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合。
分析模块25，用于针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，列车的网络整体评估结果由多个子分析结果构成。
此处需要说明的是，上述获取模块21，采集模块23以及分析模块25对应于实施例中的步骤S102至S106，上述单元与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。需要说明的是，上述单元作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行。
由上可知，在本申请上述实施例中，可以利用获取模块获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，分布式网络***为部署在列车上的网络***；然后利用采集模块在列车行驶过程中，采集每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；以及利用分析模块针对每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，列车的网络整体评估结果由多个子分析结果构成。通过本发明实施例提供的评估装置，实现了基于不同的策略分析子***与网络之间或者在时间尺度上的性能变化状况，得到分析结果，以在网络发生故障前就能够提前做好防范措施的话会极大的减少故障发生的概率，从而减少损失的目的，达到了提高列车通信网络安全性的技术效果，进而解决了现有技术中传统的总线式技术无法满足大容量的列车通信需求，而实时以太网在列车控制网络中的应用又不够稳定，使得列车通信网络存在安全隐患的技术问题。
在一种可选的实施例中，多个子***对应不同的权重值，其中，每个子***的子分析结果和权重值用于计算网络整体评估结果。
在一种可选的实施例中，该评估装置还包括：确认模块，用于基于网络整体评估结果所处的取值范围，确定分布式网络***的状态，其中，状态包括如下至少之一：网络监控状态、网络亚健康状态和网络故障状态。
在一种可选的实施例中，该评估装置还包括：生成模块，用于基于每个子***的评估指标与每个子***在不同时间的测量结果，生成评估数据集合，其中，评估数据集合以矩阵形式存储。
在一种可选的实施例中，评估指标至少包括：时延抖动、丢包率和带宽。
在一种可选的实施例中，评估数据的数据统计量随时间推移而增长。
实施例3
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任一项的评估方法。
实施例4
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任一项的评估方法。
实施例5
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种列车，包括：存储器，与存储器耦合的处理器，存储器和处理器通过总线***相通信；存储器用于存储程序，其中，程序在被处理器执行时控制存储器所在设备执行上述中任一项的评估方法；处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任一项的评估方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种评估方法，其特征在于，包括：
获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，所述分布式网络***为部署在列车上的网络***；
在列车行驶过程中，采集所述每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；
针对所述每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，所述列车的网络整体评估结果由所述多个子分析结果构成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:所述多个子***对应不同的权重值，其中，所述每个子***的子分析结果和权重值用于计算所述网络整体评估结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述网络整体评估结果所处的取值范围，确定所述分布式网络***的状态，其中，所述状态包括如下至少之一：网络监控状态、网络亚健康状态和网络故障状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标之后，所述方法还包括：
基于所述每个子***的评估指标与所述每个子***在不同时间的测量结果，生成所述评估数据集合，其中，所述评估数据集合以矩阵形式存储。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述评估指标至少包括：时延抖动、丢包率和带宽。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述评估数据的数据统计量随时间推移而增长。
7.一种评估装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取分布式网络***的多个子***，以及每个子***的评估指标，其中，所述分布式网络***为部署在列车上的网络***；
采集模块，用于在列车行驶过程中，采集所述每个子***的评估指标对应的评估数据，生成评估数据集合；
分析模块，用于针对所述每个子***的评估数据，采用对应的评估模型进行分析，得到多个子分析结果，其中，所述列车的网络整体评估结果由所述多个子分析结果构成。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至6中任一项所述的评估方法。
9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任一项所述的评估方法。
10.一种列车，其特征在于，包括：
存储器，与所述存储器耦合的处理器，所述存储器和所述处理器通过总线***相通信；
所述存储器用于存储程序，其中，所述程序在被处理器执行时控制所述存储器所在设备执行权利要求1至6中任一项所述的评估方法；
所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任一项所述的评估方法。
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