论文部分内容阅读
[摘 要]电力通信网是电力系统的第二张实体网络，承担着电网公司生产调度、经营管理和企业信息化管理等业务需求，其安全可靠性直接影响电网的安全稳定运行。因此，为促使电力通信网可靠运行，必须对业务路由进行优化分配。本文简单分析了电力通信网可靠性的影响因素及业务性能指标，并探讨了考虑电力通信網可靠性的业务路由优化分配方法。
[关键词]电力通信网；可靠性；业务路由；分配方法
中图分类号：TH473 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0353-01
引言
电力通信直接关系着社会生产生活，也是电力企业系统的重要构成部分，确保电力通信網运行安全，可以促使电力系统正常运行，从而为社会生产生活提供充分的保障。电力通信网的构造比较复杂，由多种设备和技术构成，其中路由作为关键部分，会直接影响电力通信网的运行质量。对电力通信网可靠性进行评估时，不仅要考虑网络固有的可靠性，还应该从业务层面对网络所承载的电力系统业务可靠性进行分析。所以，在当前电力企业对于电力系统的维护工作中，必须对电力通信网可靠性的业务路由进行优化，只有这样才能为电力通信网安全、稳定运行提供充分的保障。
1、电力通信网可靠性的影响因素
目前，对电力通信网可靠性运行的业务路由优化的影响主要存在于两方面。一方面，业务风险的均衡性使得电力通信网可靠性运行的业务路由优化造成了极为不利的影响。因为在电力通信网运行管理过程中，如果管理人员制定的指标过高，就会使电力通信网可靠性的业务中出现分布不均的情况，从而对电力通信网安全、稳定运行形成威胁。如果管理人员制定的指标过低，就会对电力通信网可靠性的业务路由优化形成阻碍。另一方面，路由优化指标选择存在问题，出现这个问题的主要原因是在选择优化指标的时候，没有对电力通信网业务平均风险度进行衡量，使得风险衡量结果不全面，从而对电力通信网可靠性的业务路由优化造成了极为不利的影响。通过相关实践经验发现，选取最严密可行的路径实施改善方案对保障电网系统的安全运行具有重要意义。但路径的选择需要考虑其对相关业务的运行影响，若所选取的路径会对相关业务造成不必要风险，因此，电力企业应采用经济合理、技术可行的方式对电力通信网络的可靠性进行改善，其中重要的一点就是选取最合适的业务路由优化分配方式进行操作。
2、电力通信网主要业务及其性能指标要求
按照传统分类方式电力通信网中的业务可分为“数据”、“语音”与“视频”三大类业务。不同种类业务负责不同的工作内容，因此具有不同的传输性能指标要求。按电力二次系统安全防护管理体系进行划分，可将业务分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四大安全区域业务，如表1所示。其中Ⅰ区业务对安全性要求最高，而Ⅳ区业务对安全性要求最低。电力通信业务对性能指标的不同要求，会进一步对不同业务的路由分配算法提出不同的要求。以继电保护数据业务和行政电话业务为例，继电保护业务负责传送远方继电保护数据，是保证电网安全、稳定运行必不可少的电力通信网核心业务；为保障其正常运行，其要求传输通道具有极高的可靠性、极小的误码率和极小的传输时延。相对地，行政电话业务属于管理信息化业务，主要负责电网公司行政管理与日常办公工作；这种业务对时延、误码率、实时性、可靠性、安全性的性能指标要求要远低于继电保护业务。若采用同一路由分配方法，同时为这两类业务分配传输性能较高的业务路由，则行政电话业务可能会在网络中占据过多的优质资源；若同时为这两类业务分配传输性能较低的业务路由，则无法保障继电保护业务安全可靠地运行。显然，采用同一路由分配目标与分配方法为这两类业务分配传输路由是不符合实际要求的。适用于电力通信网的路由算法应注意到不同种类业务对性能指标的不同要求，针对不同的业务传输要求为业务分配不同的传输路由。
3、考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法
3.1 基于遗传算法的业务路由分配
电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法一般采用的是NSGAL的路由优化分配方法。这种路由优化分配方法属于遗传算法的一种，可以为电力通信网可靠性的业务路由优化分配提供科学的理论依据。在电力通信网可靠性的业务路由优化分配中使用NSGAL遗传算法，需要注意两个细节点的处理，即染色体的编码和染色体的解码，只有这样才能为电力通信网可靠性的业务路由优化提供充分的保障。在实际染色体编码工作中，根据染色体的独立编码对业务进行分类，并促使其形成编码段，将染色体中的基因作为节点，主要体现出了基因节点的优先权，这对确保路由优化指标可靠性具有十分重要的意义。在染色体解码的时候，对于每一个节点只可以允许在路径中存在一次，这也是在进行电力通信网可靠性的业务路由优化分配中必须注意的问题。
3.2 基于多径筛选的业务路由分配
采用多重约束下的风险均衡配置策略为业务分配路由，不仅要使业务路由满足多种传输指标，同时还要尽可能地降低网络风险。为解决采用多重约束下的风险均衡配置策略的业务路由分配问题，本文提出基于多径筛选的路由分配方法，利用KSP算法得到多组业务路由并对路由进行筛选，最终得到最优业务路由。现有KSP算法有多种实现方法，以删除路径算法为例，根据所设定的路径值，按路由权值由小到大逐条得到前K条最短路。RABOMS利用KSP算法的这一特点对算法的路径数量进行控制，并通过多重约束筛选，在满足多重约束条件的路由集合里得到风险最均衡的业务路由。按“满足多重约束条件的路由集合”的完整性，算法分为精确算法与近似算法。当在设定的K条路径内得到所有满足多重约束条件的路由时，算法为精确算法；当在设定的K条路径内算法没有得到部分满足多重约束条件的路由时，算法为近似算法。对于某一业务，源点与目的节点间满足多约束条件的路径数量是固定的，因此当路径数量K不断增加直至到某一足够大的值时，算法一定会达到精确算法。
结束语
总而言之，电力通信网安全、稳定运行对社会生产生活具有十分重要的意义，在对电力通信网可靠性的业务路由优化分配的时候，必须针对影响业务路由可靠性优化的因素选择合适的电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法，为电力系统通信部门安排业务通道和组织运行方式提供科学合理的辅助决策方案。
参考文献
[1] 蔡伟，杨洪，熊飞，李俊娥，刘剑，赵子岩，刘开培.考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法[J].电网技术，2013，12：3541-3545.
[2] 韩军伟.电力无线通信网路由优化研究[D].华北电力大学，2012.
[关键词]电力通信网；可靠性；业务路由；分配方法
中图分类号：TH473 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0353-01
引言
电力通信直接关系着社会生产生活，也是电力企业系统的重要构成部分，确保电力通信網运行安全，可以促使电力系统正常运行，从而为社会生产生活提供充分的保障。电力通信网的构造比较复杂，由多种设备和技术构成，其中路由作为关键部分，会直接影响电力通信网的运行质量。对电力通信网可靠性进行评估时，不仅要考虑网络固有的可靠性，还应该从业务层面对网络所承载的电力系统业务可靠性进行分析。所以，在当前电力企业对于电力系统的维护工作中，必须对电力通信网可靠性的业务路由进行优化，只有这样才能为电力通信网安全、稳定运行提供充分的保障。
1、电力通信网可靠性的影响因素
目前，对电力通信网可靠性运行的业务路由优化的影响主要存在于两方面。一方面，业务风险的均衡性使得电力通信网可靠性运行的业务路由优化造成了极为不利的影响。因为在电力通信网运行管理过程中，如果管理人员制定的指标过高，就会使电力通信网可靠性的业务中出现分布不均的情况，从而对电力通信网安全、稳定运行形成威胁。如果管理人员制定的指标过低，就会对电力通信网可靠性的业务路由优化形成阻碍。另一方面，路由优化指标选择存在问题，出现这个问题的主要原因是在选择优化指标的时候，没有对电力通信网业务平均风险度进行衡量，使得风险衡量结果不全面，从而对电力通信网可靠性的业务路由优化造成了极为不利的影响。通过相关实践经验发现，选取最严密可行的路径实施改善方案对保障电网系统的安全运行具有重要意义。但路径的选择需要考虑其对相关业务的运行影响，若所选取的路径会对相关业务造成不必要风险，因此，电力企业应采用经济合理、技术可行的方式对电力通信网络的可靠性进行改善，其中重要的一点就是选取最合适的业务路由优化分配方式进行操作。
2、电力通信网主要业务及其性能指标要求
按照传统分类方式电力通信网中的业务可分为“数据”、“语音”与“视频”三大类业务。不同种类业务负责不同的工作内容，因此具有不同的传输性能指标要求。按电力二次系统安全防护管理体系进行划分，可将业务分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四大安全区域业务，如表1所示。其中Ⅰ区业务对安全性要求最高，而Ⅳ区业务对安全性要求最低。电力通信业务对性能指标的不同要求，会进一步对不同业务的路由分配算法提出不同的要求。以继电保护数据业务和行政电话业务为例，继电保护业务负责传送远方继电保护数据，是保证电网安全、稳定运行必不可少的电力通信网核心业务；为保障其正常运行，其要求传输通道具有极高的可靠性、极小的误码率和极小的传输时延。相对地，行政电话业务属于管理信息化业务，主要负责电网公司行政管理与日常办公工作；这种业务对时延、误码率、实时性、可靠性、安全性的性能指标要求要远低于继电保护业务。若采用同一路由分配方法，同时为这两类业务分配传输性能较高的业务路由，则行政电话业务可能会在网络中占据过多的优质资源；若同时为这两类业务分配传输性能较低的业务路由，则无法保障继电保护业务安全可靠地运行。显然，采用同一路由分配目标与分配方法为这两类业务分配传输路由是不符合实际要求的。适用于电力通信网的路由算法应注意到不同种类业务对性能指标的不同要求，针对不同的业务传输要求为业务分配不同的传输路由。
3、考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法
3.1 基于遗传算法的业务路由分配
电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法一般采用的是NSGAL的路由优化分配方法。这种路由优化分配方法属于遗传算法的一种，可以为电力通信网可靠性的业务路由优化分配提供科学的理论依据。在电力通信网可靠性的业务路由优化分配中使用NSGAL遗传算法，需要注意两个细节点的处理，即染色体的编码和染色体的解码，只有这样才能为电力通信网可靠性的业务路由优化提供充分的保障。在实际染色体编码工作中，根据染色体的独立编码对业务进行分类，并促使其形成编码段，将染色体中的基因作为节点，主要体现出了基因节点的优先权，这对确保路由优化指标可靠性具有十分重要的意义。在染色体解码的时候，对于每一个节点只可以允许在路径中存在一次，这也是在进行电力通信网可靠性的业务路由优化分配中必须注意的问题。
3.2 基于多径筛选的业务路由分配
采用多重约束下的风险均衡配置策略为业务分配路由，不仅要使业务路由满足多种传输指标，同时还要尽可能地降低网络风险。为解决采用多重约束下的风险均衡配置策略的业务路由分配问题，本文提出基于多径筛选的路由分配方法，利用KSP算法得到多组业务路由并对路由进行筛选，最终得到最优业务路由。现有KSP算法有多种实现方法，以删除路径算法为例，根据所设定的路径值，按路由权值由小到大逐条得到前K条最短路。RABOMS利用KSP算法的这一特点对算法的路径数量进行控制，并通过多重约束筛选，在满足多重约束条件的路由集合里得到风险最均衡的业务路由。按“满足多重约束条件的路由集合”的完整性，算法分为精确算法与近似算法。当在设定的K条路径内得到所有满足多重约束条件的路由时，算法为精确算法；当在设定的K条路径内算法没有得到部分满足多重约束条件的路由时，算法为近似算法。对于某一业务，源点与目的节点间满足多约束条件的路径数量是固定的，因此当路径数量K不断增加直至到某一足够大的值时，算法一定会达到精确算法。
结束语
总而言之，电力通信网安全、稳定运行对社会生产生活具有十分重要的意义，在对电力通信网可靠性的业务路由优化分配的时候，必须针对影响业务路由可靠性优化的因素选择合适的电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法，为电力系统通信部门安排业务通道和组织运行方式提供科学合理的辅助决策方案。
参考文献
[1] 蔡伟，杨洪，熊飞，李俊娥，刘剑，赵子岩，刘开培.考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法[J].电网技术，2013，12：3541-3545.
[2] 韩军伟.电力无线通信网路由优化研究[D].华北电力大学，2012.