南京市電力光纖傳輸網(wǎng)拓撲分析與研究

夏正云， 陳殿欣， 韋磊， 施建強， 孫娜, 陸忞

(1.南京工程學院 電力仿真與控制工程中心，江蘇 南京 211167；2. 南京供電公司信通分公司，江蘇 南京 210019)

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南京市電力光纖傳輸網(wǎng)拓撲分析與研究

夏正云1， 陳殿欣2， 韋磊2， 施建強1， 孫娜1, 陸忞2

(1.南京工程學院 電力仿真與控制工程中心，江蘇 南京 211167；2. 南京供電公司信通分公司，江蘇 南京 210019)

電力通信網(wǎng)是服務于電力系統(tǒng)的通信專網(wǎng)，它的可靠程度對電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行非常重要。首先介紹了電力通信網(wǎng)的特點及復雜網(wǎng)絡，其次重點從生存性和抗毀性兩個方面來研究電力通信網(wǎng)的可靠性評估方法，采用平均距離法來衡量網(wǎng)絡擁塞時的生存能力，抗毀性方面通過對拓撲圖中節(jié)點和鏈路的重要度的計算來分析拓撲結(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡可靠性的影響。最后通過南京市電力光纖傳輸網(wǎng)北環(huán)拓撲算例，分析驗證改進的節(jié)點重要度評估法和鏈路重要度評估法的可行性。

電力通信；可靠性；拓撲；節(jié)點重要度；鏈路重要度

0 引 言

電力通信是構(gòu)成智能電網(wǎng)的重要組成部分。電網(wǎng)的發(fā)展離不開通信的大力支持。電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)是依賴優(yōu)質(zhì)可靠的通信手段。近年來，對電力系統(tǒng)的要求越來越高，直接造成了電力通信網(wǎng)需要傳輸大量的電力業(yè)務，電力系統(tǒng)越來越依賴通信網(wǎng)，導致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定愈發(fā)受到通信網(wǎng)故障的影響和制約[1]。因此，電力系統(tǒng)的運營部門對電力通信網(wǎng)的業(yè)務質(zhì)量要求越來越高，不但局限于通信網(wǎng)提供足夠的通信能力，而且要求通信網(wǎng)的可靠性達到更高的水平。

電力通信網(wǎng)可靠性研究目的是提高電力通信網(wǎng)的服務質(zhì)量，使其更好地滿足電力系統(tǒng)通信業(yè)務的需求，保證智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行。隨著網(wǎng)絡規(guī)模逐步擴大，無論是網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量、網(wǎng)絡容量還是拓撲結(jié)構(gòu)都發(fā)生根本性的變化，同時，在電網(wǎng)安全生產(chǎn)的要求下，電網(wǎng)的安全運行對通信網(wǎng)絡的可靠性提出了更高的要求[2]1-2。為理清現(xiàn)有網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，規(guī)范業(yè)務配置管理，合理分配網(wǎng)絡資源，探索先進的網(wǎng)絡管理模式，本文針對南京市電力光纖傳輸網(wǎng)的實際情況，從系統(tǒng)網(wǎng)絡的生存性和抗毀性兩個方面對通信系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)性能進行研究分析。

網(wǎng)絡生存性和網(wǎng)絡抗毀性在通信網(wǎng)的可靠性分析和設(shè)計中具有重要意義。用定量分析的方法尋找復雜網(wǎng)絡中哪個節(jié)點或鏈路最重要，或者某個節(jié)點處在整個拓撲網(wǎng)的什么位置是復雜網(wǎng)絡研究中的基本問題。復雜網(wǎng)絡不同節(jié)點和鏈路決定了網(wǎng)絡中每個節(jié)點和鏈路的重要程度是不同的[3-4],對重要性進行評估，發(fā)掘網(wǎng)絡中的重要節(jié)點和鏈路，可以有針對性的備份、保護，既能保證網(wǎng)絡的魯棒性，又能有效地節(jié)省資源，具有重要的實用價值。

1 復雜網(wǎng)絡的定義

復雜網(wǎng)絡是具有復雜拓撲結(jié)構(gòu)和動力行為的大規(guī)模網(wǎng)絡。從復雜網(wǎng)絡的定義看，南京市電力光纖傳輸網(wǎng)絡是典型的復雜網(wǎng)絡。因為電力通信網(wǎng)由大量的節(jié)點所組成，且每個節(jié)點具有自身動力學特征，每個節(jié)點不是獨立存在的，它們與其他節(jié)點具有相互連接，相互作用的特點，從而整個南京市電力光纖傳輸網(wǎng)具有非常紛繁復雜的動力學特征[5]。

2 復雜網(wǎng)絡的描述參數(shù)

從復雜網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)統(tǒng)計特征出發(fā)，詳細分析電力通信網(wǎng)的特征，可以更好地設(shè)計和優(yōu)化網(wǎng)絡。一個具體網(wǎng)絡根據(jù)其節(jié)點和邊之間是否存在相互作用，可以抽象表示為點集V(G)和邊集E(G)組成的圖，節(jié)點數(shù)記為N，邊數(shù)記為M。對于具有N個節(jié)點和M條邊的網(wǎng)絡，定義關(guān)聯(lián)矩陣An*n=[aij]n*n。如果節(jié)點i與j之間有邊相連接，則aij=1，否則aij=0。同時復雜網(wǎng)絡的描述參數(shù)有助于我們對網(wǎng)絡的內(nèi)部的特征深入地理解，描述參數(shù)有網(wǎng)絡度分布,網(wǎng)絡的平均距離,網(wǎng)絡節(jié)點和鏈路介數(shù)。

2.1 網(wǎng)絡度分布K(節(jié)點度)

節(jié)點度數(shù)ki就是第i個節(jié)點連接的邊數(shù)數(shù)目，即相當于i點所有相鄰節(jié)點的數(shù)目。在物理學領(lǐng)域中，節(jié)點的度表示本地的網(wǎng)絡連接的連通性。通過鄰接矩陣可以很簡單的推出度ki的值。它是整個網(wǎng)絡的基本統(tǒng)計特征，可以有效地反映全局的連通性和節(jié)點在網(wǎng)絡中的重要性。

2.2 網(wǎng)絡平均距離L

將網(wǎng)絡中某一節(jié)點到達其余節(jié)點所要經(jīng)過的最短距離的和的平均值稱為該節(jié)點到網(wǎng)絡拓撲圖的平均距離，也可以抽象地理解為該節(jié)點在整個網(wǎng)絡拓撲圖的位置，該值越小表示該節(jié)點越處在拓撲圖的中心。而網(wǎng)絡平均距離可以定義為所有節(jié)點的平均距離和的平均值，該值越小，表示網(wǎng)絡傳輸性能與效率越好。

2.3 節(jié)點鏈路介數(shù)

節(jié)點介數(shù)指網(wǎng)絡中通過該節(jié)點的最短路徑的數(shù)目。如果某個節(jié)點或邊被其他許多條最短路徑所經(jīng)過，則表示該節(jié)點或邊在網(wǎng)絡中很重要。任一節(jié)點的介數(shù)指標均會隨著經(jīng)過該節(jié)點和鏈路的信息流的增加而增大，利用介數(shù)指標可以確定信息負載繁重的網(wǎng)絡節(jié)點和鏈路。

3 基于復雜網(wǎng)絡理論的南京市電力光纖傳輸網(wǎng)拓撲評估模型

3.1 南京市電力通信網(wǎng)生存性研究

最早研究的通信網(wǎng)生存性用連通效率來表示，它不但和網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)，也和網(wǎng)絡部件的故障概率、外部故障以及維修策略等有關(guān)。本文主要研究拓撲結(jié)構(gòu)的變化對生存性的影響，分析基于平均距離法的拓撲優(yōu)化如何提高網(wǎng)絡生存性[6]21-22。

3.1.1 生存性與網(wǎng)絡容量

網(wǎng)絡的生存性是指網(wǎng)絡發(fā)生故障時，仍可為客戶繼續(xù)提供服務的能力。網(wǎng)絡擁塞是指在分組交換網(wǎng)絡中傳送分組的數(shù)目太多時，由于存儲節(jié)點的資源有限而造成網(wǎng)絡傳輸性能下降的情況。網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時，一般會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，時延增加，吞吐量下降，嚴重時甚至會導致?lián)砣罎?。攻擊、故障或意外事故都可能會導致?lián)砣?，擁塞概率的減少意味著生存能力的增加?？刂坪捅苊鈸砣霓k法有資源分配、路由優(yōu)化或設(shè)備更新等，本文主要研究影響擁塞的另一個重要影響因素即網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，最佳的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)可以減少擁塞發(fā)生概率。更短的平均距離可以增加網(wǎng)絡容量，并減少網(wǎng)絡擁塞，因為較短的平均距離可能會引起更短的傳輸延遲并且可以減少擁塞發(fā)生的概率。所以本文關(guān)于網(wǎng)絡生存性的研究是基于平均距離法的拓撲優(yōu)化[6]22-23。平均距離是指網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點之間的最小距離總和的平均值。這里距離是通過鏈路的權(quán)值來體現(xiàn)的。平均距離定義式是：

(1)

式中LG是指網(wǎng)絡的平均距離，N是指網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)量，Lij是指節(jié)點i和節(jié)點j之間的最小距離，其中，計算最小距離的方法為狄更斯(Dijkstra)算法。

3.1.2 平均距離法的拓撲優(yōu)化

由于要計算網(wǎng)絡的最小平均距離，這就需要把任意不重復的兩節(jié)點間的最小距離算出來。在計算最短距離時，本文采用的狄更斯算法是一種最短路徑算法，用于計算任意一個節(jié)點到其它所有節(jié)點之間的最短路徑[7-8]。

狄更斯算法的核心是邊的拓展：如果存在一條從u到v的邊，那么從s到u的最短路徑可以通過將邊(u,v)添加到尾部來拓展一條從s到v的路徑。這條路徑的長度是d[u]+w(u,v)。如果這個值比目前已知的d[v]的值要小，我們可以用新值來替代當前d[v]中的值，當d[u]達到它的最終值的時候每條邊(u,v)都僅被拓展一次。

3.1.3 南京市電力通信網(wǎng)北環(huán)算例結(jié)果及分析

本文以南京市北環(huán)拓撲圖為例(如圖1所示)，得出每個節(jié)點到其他節(jié)點的最小距離以及整個北環(huán)的平均距離以此來分析北環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)的生存性狀態(tài)。其中標號v1到v22為節(jié)點編號，e1到e25為鏈路編號，0.4及1.647為節(jié)點之間的路徑權(quán)值，文中路徑權(quán)值為拓撲圖中每兩個變電站之間通信寬帶光纖容量的倒數(shù)，距離權(quán)值為0.4的鏈路即鏈路的寬帶容量為2.5 G，權(quán)值1.647為鏈路寬帶容量為0.607 G即622 M。因為研究基于平均距離的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)分析，拓撲圖中實際物理距離對變電站之間通信的影響可以忽略不計，而鏈路的寬帶容量對信息的傳輸影響很大，寬帶容量值越大，傳輸效率越高，我們可以抽象理解為兩個變電站的距離越小，這里的距離指的就是寬帶容量的倒數(shù)大小，即文中的鏈路權(quán)值(單位S=1/G)。

通過MATLAB運行結(jié)果如表1所示。

表1 節(jié)點平均距離評估結(jié)果

表1中Li表示第i個節(jié)點到拓撲結(jié)構(gòu)中其他節(jié)點和的平均距離，其中i=1、2、…、N，LG表示整個北環(huán)網(wǎng)絡拓撲的平均距離。

圖1 南京電力通信網(wǎng)北環(huán)拓撲圖

在表1中每一列表示不同節(jié)點到拓撲結(jié)構(gòu)中其他節(jié)點和的平均距離。通過觀察表1數(shù)據(jù)可以看出，不同節(jié)點的節(jié)點平均距離不同，更小的平均距離會使的傳輸延遲變小并且可以降低擁塞發(fā)生的概率，如表中可以看出經(jīng)過節(jié)點v3莫愁變的路徑會比經(jīng)過節(jié)點v16豐富變的路徑發(fā)生網(wǎng)絡擁塞的概率更小，而且表1中每個節(jié)點按照最短路徑傳輸數(shù)據(jù)可以提高網(wǎng)絡的平均容量，從而提高整個網(wǎng)絡的生存性。

由表1中數(shù)據(jù)可以得出網(wǎng)絡平均距離為4.475 S，那么現(xiàn)實中為了減小南京北環(huán)傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡擁塞出現(xiàn)的幾率，提高網(wǎng)絡的生存性。本文給出了一種簡單的拓撲優(yōu)化方案，從節(jié)點平均距離來看，v3節(jié)點莫愁變處在靠近拓撲中心的位置，而v16節(jié)點豐富變處在拓撲比較邊緣的位置，所以將v3節(jié)點莫愁變和v16節(jié)點豐富變用一條權(quán)值為0.4 S的鏈路連接，這樣可以最大程度上將全網(wǎng)絡的平均距離減小到3.239 S，最終可以得到具有較小平均距離和更好生存能力的網(wǎng)絡拓撲。

3.2 南京市電力通信網(wǎng)抗毀性研究

不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡對不同的打擊具有不同的抗毀性。如果選擇攻擊一些重要的節(jié)點則對整個網(wǎng)絡傷害較大，所以對復雜網(wǎng)絡中的節(jié)點重要度進行評價非常有意義。通過節(jié)點重要度評價找出網(wǎng)絡拓撲中重要的核心節(jié)點，一方面可以重點保護這些核心節(jié)點來提高網(wǎng)絡的可靠性，另一方面也可以攻擊這些薄弱環(huán)節(jié)來嚴重地打擊到整個網(wǎng)絡系統(tǒng)。為了在突發(fā)情況下或蓄意破壞下給用戶的損失減到最小，必須采取一定的措施使網(wǎng)絡在發(fā)生故障后能夠繼續(xù)提供一定的服務，衡量網(wǎng)絡這種能力的性質(zhì)就是網(wǎng)絡的抗毀性[2]8-9。

3.2.1 節(jié)點重要度評估模型

復雜網(wǎng)絡可以用圖G=(V,E)來表示，其中G是一個無向的連通圖，有n個節(jié)點,m條邊，其中V={v1,v2,v3,…,vn}代表節(jié)點集合，E={e1,e2,e3,…,em}代表邊的集合。

節(jié)點收縮法方法：

本文以南京市電力網(wǎng)絡拓撲北環(huán)網(wǎng)為例。節(jié)點收縮即將節(jié)點vi與它相連接的ki個節(jié)點融合，用一個新節(jié)點代替原先的ki+1個節(jié)點，原來與它們連接的邊現(xiàn)在與新節(jié)點相連接。如果節(jié)點vi是一個很重要的節(jié)點，那么將它收縮后整個網(wǎng)絡將更好的凝聚在一起[9]。所以我們可以認為收縮后使得網(wǎng)絡凝聚程度越高的節(jié)點就越重要。下面我們來定義網(wǎng)絡的凝聚程度。網(wǎng)絡的凝聚程度首先取決于網(wǎng)絡中各個節(jié)點之間的連通能力，我們用節(jié)點之間的平均路徑長度來衡量，即所有節(jié)點對之間最短距離的算術(shù)平均值。其次，網(wǎng)絡的凝聚程度還取決于網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)目。將網(wǎng)絡的凝聚度定義為節(jié)點數(shù)與網(wǎng)絡平均距離長度乘積的倒數(shù)。

圖G凝聚度P(G)公式表示為：

(2)

其中L表示整個網(wǎng)絡拓撲的平均距離。N表示網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)量。dij表示節(jié)點i到節(jié)點j的距離。節(jié)點重要度表示：節(jié)點重要度公式可以定義為：

(3)

由公式(2)(3)可推出公式：

(4)

I(vi)表示為節(jié)點重要度。G·vi表示將vi收縮后得到的圖。P(G·vi)表示vi節(jié)點收縮后的凝聚度。L(G)和L(G·vi)表示網(wǎng)絡拓撲圖G的平均距離。改進的節(jié)點重要度評估方法：

通過上面的節(jié)點收縮法可以初步地評估出北環(huán)拓撲圖各節(jié)點重要度。但是對于拓撲圖中v11到v20節(jié)點評估的重要度結(jié)果相同，如果從節(jié)點介數(shù)參數(shù)角度和邊的權(quán)值考慮的話，評估結(jié)果并不非常準確。本文從實際出發(fā)，給出一種新的評估方法，主要包括三方面的評估參數(shù)節(jié)點的連接邊的權(quán)值，節(jié)點的介數(shù)，節(jié)點收縮后拓撲圖的平均距離，節(jié)點連接邊的權(quán)值反映的是一個節(jié)點對于網(wǎng)絡中其他節(jié)點的直接影響力，這樣可以區(qū)別出節(jié)點度相同但連接邊的權(quán)值不相等的節(jié)點的重要度，比如北環(huán)拓撲圖中的v2和v9節(jié)點。節(jié)點的介數(shù)表示網(wǎng)絡中有多少條最短路徑會通過本節(jié)點，間接地突出本節(jié)點的重要性，比如連接兩個小網(wǎng)絡的中間一個節(jié)點，因為兩個網(wǎng)絡之間的信息傳輸必須經(jīng)過它，盡管它的節(jié)點度不大，卻非常重要。同時本方法也突出了節(jié)點連接度不同對節(jié)點重要度的影響，這和我們理解的一個節(jié)點的連接度越大，經(jīng)過它的最短路徑就越多的想法是一致的[10]。 最后一個節(jié)點收縮后拓撲圖的平均距離，在這里我們可以理解為拓撲圖中節(jié)點的連接能力，節(jié)點收縮后圖中節(jié)點的連接能力由平均距離表達，平均距離變小表示聯(lián)通能力變強，節(jié)點也相對越重要，此為節(jié)點的間接影響力[11]。

節(jié)點重要度計算：

綜合考慮節(jié)點直接影響力和間接影響力的評估結(jié)果，節(jié)點vi的重要度定義如下：

(5)

上式中P(G)為網(wǎng)絡凝聚度，在此處要重新定義：

(6)

S(G)表示整個拓撲圖中全部邊的權(quán)值之和。

由(5)、(6)式可以推出：

(7)

Si表示一個節(jié)點連接邊的權(quán)值之和,Bi表示最短路徑通過一個節(jié)點的概率，α和β為比例系數(shù)，由計算設(shè)為0.5。上式可以從一個星型網(wǎng)絡的中間節(jié)點的重要度為1得到驗證，因為S(G)-Si=0且Bi為1所以得出中間節(jié)點重要度I=1。

3.2.2 南京市電力通信網(wǎng)北環(huán)節(jié)點重要度算例結(jié)果及分析

南京市通信網(wǎng)北環(huán)拓撲網(wǎng)絡(如圖1)，節(jié)點重要度評估結(jié)果如表2。

表2 北環(huán)節(jié)點重要度評估結(jié)果

由表2中的三種方法評估結(jié)果可以得出節(jié)點v3莫愁變電站的重要度最高，節(jié)點v3莫愁變電站可以被認為是北環(huán)拓撲網(wǎng)的核心節(jié)點，可以通過重點保護核心節(jié)點來提高整個網(wǎng)絡的可靠性。另外通過比較后兩種評估方法的評估結(jié)果，可以看出改進后的方法可以評估出節(jié)點v12江東門變電站到節(jié)點v20豐富變電站的不同重要度，節(jié)點變電站序號按重要度從大到小排列依次為v12>v20>v13>v19>v14>v18>v15>v17>v16，這與現(xiàn)實我們的理解是一致的。而節(jié)點收縮法對這幾個點的評估結(jié)果是一樣的，從而得出改進后的方法是可行的。

3.2.3 鏈路重要度評估模型

在電力通信網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的研究中，鏈路重要度評估也是一個主要研究方向，所以上面分析了節(jié)點重要度之后，對通信網(wǎng)鏈路的重要度評估也變得非常重要。設(shè)e是圖G(V,E)的一條邊，從鏈路正常工作的角度出發(fā)，使用最小路徑通過某一邊的概率的方法來評估鏈路重要度[12]。

具體的分析方法可以描述為網(wǎng)絡圖中每個節(jié)點依次到其余某個節(jié)點通過狄更斯算法得出最短路徑所要經(jīng)過的哪幾條鏈路，最后得出每一條鏈路被最短路徑經(jīng)過的次數(shù)，次數(shù)越高，重要度越高，這樣就可以通過保護這些重要的鏈路來提高整個網(wǎng)絡的可靠性[13]。

3.2.4 南京市電力通信網(wǎng)北環(huán)鏈路重要度算例分析及研究

南京市通信網(wǎng)北環(huán)拓撲網(wǎng)絡(如圖1)，鏈路重要度評估結(jié)果如表3。

表3 北環(huán)鏈路重要度評估結(jié)果

通信網(wǎng)的抗毀性分析方法有很多種，考慮的因素也很多。僅從通信鏈路的角度本文提出了最短路徑通過某一鏈路概率的算法，通過比較經(jīng)過每條鏈路的最短路徑數(shù)目來判斷鏈路的重要性。如表3的評估結(jié)果鏈路e13的重要度最高，應該重點保護莫愁變電站和江東門變電站之間的光纖鏈路。整個網(wǎng)絡圖鏈路序號按鏈路重要度從大到小排列依次為：e13>e22>e14>e25>e21>e15>e23>e2>e20>e6>e3>e5>e8>e4>e7>e12>e16>e1>e24>e19>e9>e17>e18>e11>e10，根據(jù)不同鏈路的重要度給予不同程度的保護來提高全網(wǎng)絡可靠性。

4 結(jié)束語

本文以南京市電力光纖通信網(wǎng)可靠性作為研究方向，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面，首先從電網(wǎng)與電力通信的依賴關(guān)系提出了電力通信網(wǎng)絡的安全可靠性問題，對電力通信網(wǎng)復雜網(wǎng)絡可靠性評估指標進行了研究。其次針對電力通信網(wǎng)可靠性問題，把網(wǎng)絡生存性與網(wǎng)絡容量的關(guān)系作為切入點，采用最小平均距離法來測量網(wǎng)絡生存性，根據(jù)最小平均距離的大小來判斷網(wǎng)絡的生存能力，并且提出減小網(wǎng)絡平均距離來改變拓撲結(jié)構(gòu)以達到提高網(wǎng)絡生存性的目的。最后在網(wǎng)絡抗毀性的研究中，采用改進的節(jié)點重要度評估法和最小路徑通過鏈路概率法分別對通信網(wǎng)節(jié)點和鏈路重要度進行評估，保護重要的節(jié)點和鏈路以提高全網(wǎng)可靠性。

[ 1 ] 于錫古.電力通信網(wǎng)30年發(fā)展回顧[J].電力系統(tǒng)通信,2009.30(195):5-7.

[ 2 ] 張曉光.蕪湖電力光纖傳輸網(wǎng)優(yōu)化研究[D].北京：華北電力大學，2014.

[ 3 ] 曾瑛.電力通信可靠性分析評估方法研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011,32(226)：13-16.

[ 4 ] YIN MENG-LAI,ARELLANO R R.A case study on network reliability analysis for systems with non-indepe-ndent paths[C]. Annual reliability and maintain-ability symposium,2008:108-113.

[ 5 ] 韓定定.復雜網(wǎng)絡的拓撲、動力學行為及其實證研究[D]. 上海：華東師范大學，2007.

[ 6 ] 孫少華.電力通信網(wǎng)可靠性分析系統(tǒng)設(shè)計[D].華北:華北電力大學,2014.

[ 7 ] 劉志宇,楊柳.一種改進的 Dijkstra 算法在嵌入式 GIS中的應用[J]. 計算機應用與軟件,2009，26(12)：262-263.

[ 8 ] 康曉軍.王茂才.最短路徑問題的一種高效實現(xiàn)[J].微計算機信息,2009，26(9)：218-219.

[ 9 ] 譚躍進，吳俊,鄧宏鐘.復雜網(wǎng)絡中節(jié)點重要度評估的節(jié)點收縮方法[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2006,26(11):79-84.

[10] 李玉華,賀人貴,鐘開.動態(tài)加權(quán)網(wǎng)絡中節(jié)點重要度評估[J].計算機科學與探索,2012,6(2):134-144.

[11] 陳靜,孫林夫.復雜網(wǎng)絡中節(jié)點重要度評估[J].西南交通大學學報,2009,44(3):426-429.

[12] 董志遠.基于通信網(wǎng)節(jié)點及鏈路的可靠性研究[D].杭州：杭州電子科技大學，2012.

[13] SHRESTHA A, XING LIU-DONG, LIU HONG.Modeling and evaluating the reliability of wireless sensor net-works[C]. Annual reliability and maintainability symposium,2007:186-191.

Topology Analysis and Research on the Power Fiber Transmission Network in Nanjing

Xia Zhengyun1, Chen Dianxin2, Wei Lei2, Shi Jianqiang1, Sun Na1, Lu Min2

(1.Power Simulation and Control Engineering Center, Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu 211167, China; 2. Nanjing Power Supply Co., Information & Telecommunication Branch, Nanjing Jiangsu 210019, China)

The degree of reliability of the electric power communication network, dedicated for the electric power system, is of great importance for safe and stable operation of the power system. First, this paper introduces the characteristics of the power communication network and its complex networking. Second, it discusses the methods for evaluating the reliability of the power communication network in terms of survivability and invulnerability. The survivability during network congestion is judged in the average distance method, while in the respect of invulnerability, the affection of the topological structure on the network reliability is analyzed through calculation of the degree of importance of nodes and that of links in topological graphs. Finally, taking the north loop of Nanjing Power Fiber Transmission Network as an example for topology calculation, this paper analyzes and verifies the feasibility of the improved methods for evaluating degree of importance of nodes and degree of importance of links.

power communication； reliability；topology；node importance； link importance

國家自然科學基金青年項目資助(61401195)，群創(chuàng)項目：江蘇省電力公司南京供電公司科技項目資助(N1201527)

10.3969/j.issn.1000-3886.2016.03.020

TN91

A

1000-3886(2016)03-0060-04

夏正云(1991-)，男，江蘇鹽城人，碩士生，研究方向為智能電網(wǎng)信息工程。 陳殿欣(1971-)，男，江蘇南京人，南京供電公司工程師，研究方向為通信工程。 韋磊(1982-)，男，江蘇南京人，南京供電公司高級工程師，研究方向為計算機及應用。 施建強(1971-)，男，江蘇南京人，教授級高工,碩士生導師，研究方向為信息處理與信息系統(tǒng)集成、智能電網(wǎng)、計算機技術(shù)等。 孫娜(1993-)，女，江蘇徐州人，碩士生，研究方向為智能電網(wǎng)信息工程。 陸忞(1983-)，女，江蘇南京人，南京供電公司工程師，研究方向為計算機及應用。

定稿日期: 2015-11-16