本发明涉及电力通信设备技术领域，更具体地，涉及一种电力通信设备备件数量的优化方法。
背景技术：
通信设备备件资源是保障电力通信网络稳定高效的重要支撑。为了提升网络的运行有效性，对于通信设备的部件故障，利用预先储存的完好的备件直接替换网络中的故障件，是目前最为有力的运维手段。
国内外电信运营商在备件管理方面已经开展了深入的研究，取得了大量的成果。但是电力通信网络在网络规模、承载业务、质量要求等方面与公众网络有显著差异，因此较难直接应用公网的现有研究成果。目前关于电力通信网络设备备件管理的研究成果较少，迫切需要一套适用于电力通信网络的备件管理方法：
(1)优化资源管理与成本控制的需要
从优化资源管理、成本控制出发，要求备件的配置应向资金使用最优化方向发展。如何最大限度的减少备件储备的盲目性而又保证网络运行维护的需要，达到提高和优化备件资源的利用率，是当前企业面临的一个急需解决的问题。
(2)备品管理与成本控制决策的需要
当前备件管理与成本控制决策联系不够紧密，没有充分利用已有信息，在决策时主要依靠经验与主观判断，存在一定的随意性。
(3)网络规模的增大导致备件的成本逐年增加
为了保障通信网络的可靠性，必然要求有充足的备件资源。随着网上设备数量的不断增多，用于保障设备正常运行的备件的数量也在不断的增加，势必要求在进行决策时，综合考虑系统运行的经济性与可靠性，追求经济性与可靠性之间的最优决策。
(3)运维工作与成本控制间的矛盾需要协调
若备件配置的数目较少，可能会导致发生故障时故障件不能被及时的替换，影响到提供的业务的质量。所以配置越多的备件，网络的可靠性就越高，运行有效性也就越好。但是备件配置数目的增加，也导致耗费在备件上的费用迅速增加。
技术实现要素：
现有技术中，计算各部件的独立备件保障率与最小独立备件数，由各部件的独立备件保障率与最小独立备件数，结合部件备件成本，对各部件的独立备件保障率加权平均，得到设备备件保障率,由设备备件保障率，计算各部件的最小备件数。但实际的运行过程中，设备中的部件对设备的重要程度是不尽相同的，有的部件是不可或缺的，有的部件是起到次要作用的，还有的部件是冗余的。基于部件的重要程度不同，对于备件的数量也需要有所侧重。因此，兼顾备件成本与网络保障能力，确定科学的备件保障率与备件数量是其中的核心问题。
本申请具体技术方案如下。
一种电力通信设备备件数量的优化方法，包括如下步骤：
1)将系统中的通信设备按部件种类构建为多个子系统，对每一个子系统，定义备件保障率为在特定备件数时子系统全部部件正常运行的概率；
2)以子系统的备件保障率的乘积构建备件目标函数；
3)对每一子系统构造其最小子系统，求出最小子系统满足指定保障率的最小备件数；
4)以最小备件数、备件总价格为约束条件求目标函数的最优解，从而获得设备各种部件的备件数。
进一步，在步骤1)中，设通信网络由某型通信设备c组成，该设备含d种部件，记为ei(i＝1,2,…,d)，ei(i＝1,2,…,d)在系统中运行的数量为mi，设备供应商能同时维修的数量为ni，ei发生故障的时间随机且服从参数为λi的负指数分布，ei的修复时间服从参数为μi的负指数分布，ei的待备件数为ni，且ni＜ni，当出现故障时，由备用件替换并将故障部件送修，修好的部件继续作为备用；
构造子系统si(i＝1,2,…,d)，si由在系统中运行的mi个部件ei组成，采用m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型进行建模，记备件保障率
进一步，在步骤2)中，定义
进一步，在步骤3)中，根据通信网络结构、通信设备c组成方式，部件冗余情况,由网络运行要求确定ei(i＝1,2,…,d)的最小同时在运行数
进一步，在步骤4)中，令部件ei(i＝1,2,…,d)的单件备件成本为ci(i＝1,2,…,d)，则在给定总备件成本c时，备件数量ni(i＝1,2,…,d)为以下问题的最优解：
s.t.ni为正整数，i＝1,2,…,d，
进一步，对子系统si(i＝1,2,…,d)建立m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型，系统中部件ei在运行的数量为mi，设备供应商能同时维修的数量为ni，ei发生故障的时间随机且服从参数为λi的负指数分布，ei的修复时间服从参数为μi的负指数分布，ei的备件数为ni，且ni＜ni；由备用件替换并将故障部件送修，修好的部件继续作为备用，令
令
然后，由下式求出
进一步，对最小子系统
然后，由下式求出
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明将系统在运行的相同部件构造成子系统，对子系统采用m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型进行建模，得到子系统全部部件正常运行的概率，并以之构建备件优化函数。然后，通过构造最小子系统，对最小子系统采用m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型进行建模，求出满足指定保障率的最小备件数。最后，以最小备件数、备件总价格为约束条件求目标函数的最优解，从而获得设备各种部件的备件数。
附图说明
图1为本发明的一种电力通信设备备件数量的优化方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步详细描述。
本发明的发明目的是提供一种电力通信设备备件数量的优化方法，以提高网络保障能力，并以此构造备件优化函数与约束条件，包括如下步骤：
1)对子系统采用m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型进行建模，得到子系统全部部件正常运行的概率。
设通信网络由某型通信设备c组成，该设备含d种部件，记为ei(i＝1,2,…,d)，ei(i＝1,2,…,d)在系统中运行的数量为mi，设备供应商能同时维修的数量为ni，ei发生故障的时间随机且服从参数为λi的负指数分布，ei的修复时间服从参数为μi的负指数分布，ei的待备件数为ni，且ni＜ni，当出现故障时，由备用件替换并将故障部件送修，修好的部件继续作为备用。
构造子系统si(i＝1,2,…,d)，si由在系统中运行的mi个部件ei组成，记备件保障率
2)定义
3)通过构造最小子系统，对最小子系统采用m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型进行建模，求出满足指定保障率的最小备件数。
根据通信网络结构、通信设备c组成方式，部件冗余情况,由网络运行要求确定ei(i＝1,2,…,d)的最小同时在运行数
4)以最小备件数、备件总价格为约束条件求目标函数的最优解，从而获得设备各种部件的备件数。
令部件ei(i＝1,2,…,d)的单件备件成本为ci(i＝1,2,…,d)，则在给定总备件成本c时，备件数量ni(i＝1,2,…,d)为以下问题的最优解：
s.t.ni为正整数，i＝1,2,…,d，
进一步，对子系统si(i＝1,2,…,d)建立m/m/n/m+n/n多服务窗有备用件的排队模型，系统中部件ei在运行的数量为mi，设备供应商能同时维修的数量为ni，ei发生故障的时间随机且服从参数为λi的负指数分布，ei的修复时间服从参数为μi的负指数分布，ei的备件数为ni，且ni＜ni；由备用件替换并将故障部件送修，修好的部件继续作为备用，令
令
然后，由下式求出
进一步，对最小子系统
然后，由下式求出
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。