[发明专利]一种计及网络风险和通信延时的电力通信传输网路由方法

说明书

本发明公开了一种计及网络风险和通信延时的电力通信传输网路由方法,通过建立网络通信延时模型和以节点、链路风险为基础的网络风险模型，在网络风险和业务低时延需求方面有效评估电力通信传输网路由优劣，构建以网络风险均衡和通信延时为目标的多目标电力通信传输网路由优化问题，并基于多目标优化算法，提出一种改进的电力通信传输网路由方法，在满足业务低时延需求的基础上，保障网络可靠稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种电力通信传输网路由方法，特别是一种计及网络风险和通信延时的电力通信传输网路由方法。

背景技术

在电力通信传输网优化领域中，路由算法的设计是一个非常重要的研究方向。传统的路由算法重点关注网络流量是否均衡、端到端是否连通，通过相应的通信资源配置，从而为用户提供尽力而为的服务，不能有效地保证电力业务的低延时和可靠性需求。而电力通信传输网承载着众多生产类业务，如继电保护、负荷调控、调度电话等，对网络的延时和可靠性要求极高。因此，对于电力通信传输网来说，一种高可靠和低延时的路由算法是非常必要的。

目前，在电力通信传输网路由算法的设计主要以负载流量均衡与网络风险均衡为目标进行研究。其中以负载流量均衡为目标的研究主要考虑通过优化电力通信传输网路由来均衡网络各节点、链路之间所承载的流量，进而避免出现个别节点、链路因负载过重引发的网络阻塞。以网络风险均衡为目标的研究主要考虑通过对网络中存在风险或可靠性进行评估建模，进而优化电力通信传输网所承载的业务路由，避免网络风险处发生故障而引发的大面积网络瘫痪，从而提高网络可靠性。以负载流量均衡为目标和以网络风险均衡为目标的研究，两者都以保障网络可靠运行为目的，未能考虑电力通信传输网中业务对于低时延通信的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种综合考虑网络风险与通信延时两个因素，提出一种改进的电力通信传输网路由方法，在满足业务低时延需求的基础上，保障网络可靠稳定运行。

一种计及网络风险和通信延时的电力通信传输网路由方法,本发明方案包含的具体步骤如下。

步骤一：将某区域的电力通信传输网抽象为无向图G＝(V,E)，V表示以电力通信网中变电站、调度中心为代表的节点集合，E表示以传输通道为代表的边集合，定义网络节点间邻接矩阵X＝[x_ij]来表示节点间连接关系，其中x_ij＝1表示节点v_i和v_j之间存在连接关系，定义网络所承载的业务集合为其中，分别表示业务s_k的源节点与目的节点，定义网络中业务路由集合为P＝{p(k)}，初始化种群P1，业务路由p(k)采用固定长度整数编码方法生成染色体，初始化迭代次数t＝1，定义最大迭代次数为t_max；

步骤二：计算是否满足约束条件，如不满足约束条件，需返回步骤一重新修正初始化种群，约束条件如下；

其中，为需求带宽，Z为当前可用带宽，

步骤三：计算节点风险值，计算公式如下，

其中，节点v_i为业务s_k路由上的节点，为节点v_i承载的业务集合，为节点故障概率，表示节点v_i的重要度，其计算公式分别如下，

其中，表示在时间周期T内任意节点v_i的故障次数，ω₁和ω₂为权重系数，为节点v_i的电压等级，为节点v_i的重要度指数，和的计算公式如下，