[发明专利]一种电力通信网关键节点识别方法

说明书

本发明公开了一种电力通信网关键节点识别方法，包括：依据实际网络架构及业务分布，构建通信网络模型；结合节点和业务路径的关联程度，计算节点‑业务耦合度及节点‑业务耦合度分布，进而建立节点耦合重要度指标；根据节点所在的业务路径和承载的业务等级，计算了节点业务重要度值；综合节点耦合重要度和节点业务重要度值，建立节点综合重要度评估指标。本发明提供的节点重要度计算方法综合考虑了节点的网络拓扑特性及电力业务特性，更具有实际意义。且算法计算形式简洁，复杂度低。

技术领域

本发明涉及电力通信网技术领域，具体涉及一种电力通信网关键节点识别方法。

背景技术

智能电网将电力系统和通信系统融为一体，具有复杂性和异构性，因此其运行控制难度增加。信息通信系统在为电力系统提供信息交互便利的同时，也导致电网面临更大的攻击威胁，因此保证电力通信网的安全可靠性运行的研究被放在重要位置。对通信网的关键节点进行识别，是通信网可靠性研究的方向之一，因为如果网络中的关键节点遭到破坏，则网络可靠性会降低，甚至会导致大面积通信中断。对电力通信网的关键节点进行识别，有助于在网络设计与维护中，实现对关键节点的保护，降低网络攻击风险概率，减少网络损失，提高网络安全性和可靠性。因此有效地评估网络中节点的重要度，挖掘关键节点，对于网络安全可靠通信具有十分重要的意义。

节点重要度是识别关键节点的主要依据，现有节点重要度评估的传统方法包括收缩法、介数法、删除法等：

1)节点介数是指所有节点对的最短路径中通过该节点的最短路径数量。经过该节点的最短路径数量越多，则代表该节点越重要。

2)收缩法是指将节点及邻接节点凝聚成一个节点，通过比较节点收缩后的网络凝聚度得到节点重要度。节点连接度与经过该节点的最短路径数目是影响节点重要度的关键因素。

3)删除法是指通过依次令网络中节点失效，比较节点失效后所得图的生成树数目得到节点重要度。节点删除后，网络生成树数目越少，该节点越重要。

节点的介数是通过计算节点间最短路径经过该节点的数目来评价节点的重要性，但是计算节点介数的算法复杂度较高；收缩法虽然计算复杂度较低，但无法在环网中区分位置相同的节点的重要程度；删除法存在网络中多个节点删除后导致网络不连通的情况下，认为这些节点的重要度是一致的问题。此外，这三种方法均未考虑节点传输的业务特性，从实际出发，拓扑结构可靠的出发点是业务安全有效地传输。因此，以上方法对于通信网中关键节点的识别均具有一定局限性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种电力通信网关键节点识别方法，融合业务层和拓扑层，提出节点-业务耦合度和节点-业务耦合度分布的概念，进而得到节点耦合重要度，并综合考虑各个节点的业务重要度值，得出节点综合重要度，能够更加全面的识别网络中的节点重要度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力通信网关键节点识别方法，包括如下步骤：

步骤S1、建立电力通信网的网络模型：

依据电力通信网的实际架构及业务分布，构建相对应的网络模型，所述网络模型包括网络节点、链路及网络承载业务，用图G表示为：

G＝(V,E,S)；

其中V＝{v₁,v₂,...,v_N}为图G中的网络节点集合，N为网络节点的数量，网络节点表示电力通信网中的通信设备；E＝{e₁,e₂,...,e_M}为图G中边的集合，M为边的数量，所述边表示电力通信设备之间的链路；S＝{s₁,s₂,…,s_P}表示图G中网络承载业务的集合，P为网络承载业务的数量；