電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃算法的研究與應用

金翠 李琦 特古斯 徐士元

摘要：電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃中容易出現(xiàn)風險集中問題，為解決這一問題提出電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃算法的研究。通過所描述電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃問題，評價并排序業(yè)務重要程度，并完成路由規(guī)劃。利用仿真平臺，對比在相同條件下蟻群規(guī)劃算法、遺產(chǎn)規(guī)劃算法以及本文規(guī)劃算法的規(guī)劃效果，證明的實際應用性。

關鍵詞：電力;通信網(wǎng);路由;規(guī)劃算法

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼： A

文章編號：1009-3044（2021）15-0206-02

電力通信網(wǎng)以光傳輸網(wǎng)為基礎，也是電力系統(tǒng)的重要組成部分。電力通信網(wǎng)的通信業(yè)務對電力系統(tǒng)的生產(chǎn)控制有著密切影響，因此電力通信業(yè)務對網(wǎng)絡安全性與可靠性都有著較高的要求[1]。電力通信通常是電力系統(tǒng)中的重要物理網(wǎng)絡，也是電網(wǎng)業(yè)務運營的物理載體網(wǎng)絡。它的目的是服務于電網(wǎng)的安全生產(chǎn)和公司的業(yè)務管理。它也是電力系統(tǒng)的重要組成部分，可確保電網(wǎng)的經(jīng)濟性、效率和安全性。而近些年來電網(wǎng)智能化發(fā)展，使電網(wǎng)通信承擔著更加繁重的任務，電力系統(tǒng)想要更加高效化的運行，需要對電力通信業(yè)務自身的重要及網(wǎng)絡安全性與可靠性進行風險量化[2]。電力通信網(wǎng)作為一個非常復雜的網(wǎng)絡，根據(jù)骨干網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，通信傳輸任務需要經(jīng)過多個節(jié)點和路徑到達終端。因此，在不同的網(wǎng)絡中，電力通信網(wǎng)絡的路由規(guī)劃需要在考慮信道帶寬約束的同時，根據(jù)通信業(yè)務的重要性做出風險評估，避免風險過度集中所帶來的安全隱患。

1電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃問題描述

在考慮電力通信環(huán)境各種可靠性約束的前提下，進行電力通信業(yè)務路由規(guī)劃。規(guī)劃路由線路時，有必要向網(wǎng)絡分發(fā)具有不同風險的服務，并嘗試保持平衡的風險[3]。一旦在路由規(guī)劃中出現(xiàn)故障或異常問題，將嚴重影響網(wǎng)絡的通信服務。問題是當有許多通信服務時，如何避免風險過度集中并減少對通信網(wǎng)絡的嚴重影響。因此，想要解決在這一問題，需要在將線路規(guī)劃時，將風險平均分散至多個鏈路，防止因風險集中而帶來的危害。

2業(yè)務重要度路線最優(yōu)規(guī)劃

通過計算結(jié)果，可以有效地描述電力通信網(wǎng)絡業(yè)務路由規(guī)劃問題[4]。業(yè)務重要性表示與其他業(yè)務相比，該業(yè)務在電力通信網(wǎng)絡中的重要性程度，即權(quán)重。它的重要性對網(wǎng)絡的整體風險功能具有重要的決定性影響，并且還直接影響業(yè)務路由分配的結(jié)果[5]。通過使用多個重要性指標來創(chuàng)建評估和排名模型。通過對不同通信服務的重要性進行分析和排名，在規(guī)劃和分配路線時，除了考慮最短路徑約束之外，還必須確保更重要的服務可以選擇更好的路線。根據(jù)重要性的層次分析結(jié)構(gòu)，在充分掌握項目之后，根據(jù)屬性的不同，將業(yè)務重要性分為三個不同級別：目標級別，標準級別和因素級別[6-8]。根據(jù)規(guī)劃問題描述，假設某層次因素B相關與下一層因素c1，c2，...，cn，則業(yè)務重要度模糊矩陣R為：

3電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃算法應用

3.1應用環(huán)境設計

使用模擬平臺在單一服務環(huán)境中對電力通信網(wǎng)絡服務路由規(guī)劃進行模擬實驗，首先在模擬平臺上設置拓撲資源，以使整個實驗環(huán)境更接近實際的電力通信網(wǎng)絡。并設置業(yè)務列表為區(qū)域1與區(qū)域2的電力通信網(wǎng)業(yè)務，業(yè)務以區(qū)域1為起點，終點為區(qū)域2，通過路由規(guī)劃來分析實際應用效果。在選定業(yè)務后，查看各項應用信息。其實驗數(shù)據(jù)如表2所示：

在復雜業(yè)務下，利用蟻群規(guī)劃算法、遺產(chǎn)規(guī)劃算法以及本文規(guī)劃算法，分別做出規(guī)劃，從而更加明顯分析出規(guī)劃效果。在仿真平臺資源中設置拓撲資源，選取業(yè)務列表中三個待配置業(yè)務，將路由時延作為約束指標之一，當鏈路通道壓力上升時代表該鏈路負載水平大幅度上升，從而有效對路由線路做出有效規(guī)劃。

3.2應用效果分析

各業(yè)務起點為區(qū)域1，其業(yè)務終點為區(qū)域2，兩者之間鏈路時延為0.539毫秒。其規(guī)劃算法結(jié)果。如表3所示：

在仿真平臺中，當三種算法業(yè)務數(shù)據(jù)量為3時，給出的規(guī)劃方案全局通道壓力相近。當業(yè)務數(shù)據(jù)量增加至5時，遺傳算法規(guī)劃新效果弱于其他兩種規(guī)劃算法，全局通道壓力增加量為366.45，當業(yè)務量增加至10時，蟻群規(guī)劃方案遠弱于其他兩者。蟻群規(guī)劃算法對業(yè)務部署進行順序部署，將多余業(yè)務配置集中于鏈路時延小的鏈路上。當網(wǎng)絡規(guī)模較小且服務數(shù)量較少時，遺傳算法的性能優(yōu)化接近于本文中的算法。但是當網(wǎng)絡服務數(shù)量增加時，其規(guī)劃性能比該算法要弱。在小型網(wǎng)絡中，遺傳規(guī)劃算法可以以較低的運行時間來規(guī)劃近似的最佳規(guī)劃方案。與大規(guī)模網(wǎng)絡中的其他算法相比，本文中的規(guī)劃算法可以規(guī)劃更好的規(guī)劃方案。

4結(jié)束語

在電力通信網(wǎng)業(yè)務路由規(guī)劃算法的研究與應用中，通過有效規(guī)劃路由路徑來降低電力通信網(wǎng)的運行風險，從而有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。在后續(xù)的實際應用中，有必要充分考慮電力通信網(wǎng)絡實際運行中鏈路和設備的具體差異，例如各種設備的故障率。為了持續(xù)改善系統(tǒng)功能，有必要根據(jù)企業(yè)網(wǎng)絡中設備的具體情況選擇路由。

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【通聯(lián)編輯：光文玲】