CN102970163A - 电力通信骨干网节点升级方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电力通信骨干网节点升级方法及系统，所述方法包括以下步骤：计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。本发明实施例的电力通信骨干网节点升级方法及系统，通过引入电力通信网络带宽参数，使节点重要度的计算能准确反映节点在网络中的重要程度，克服了传统方法中计算节点重要度的准确性不高的问题；并且通过进一步的引入节点重要度的修正系数，将节点在电网中的具体地位考虑进来对节点重要度进行修正，这样计算出的节点重要度更加适用于实际应用下的电力系统通信。

Description

电力通信骨干网节点升级方法及系统

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，特别是涉及一种电力通信骨干网节点升级方法以及一种电力通信骨干网节点升级系统。

背景技术

电力通信网络是电力系统运营的重要支撑网络之一，是电网运营智能化、电网管理信息化和电力调度自动化的重要基础。随着电网向智能电网的方向迈进，电网的运营与管理出现了多种业务形式。同时，电力通信网络的拓扑结构也越来越复杂。电网的这些发展变化对电力通信网络的可靠性提出了更高的要求，因此，对现有电力通信网络的改造升级、提高网络可靠性的研究就成为当前的研究热点。

随着智能电网建设的开展以及电网信息化工作的深化，电力通信网络未来应满足无缝覆盖的智能电网通信需求和高带宽的电网信息化通信需求。然而现有电力通信网络中通信节点设备尚未满足这些需求。因此，应采用ASON（Automatically Switched Optical Network，自动交换光网络）等下一代通信技术和设备对现有通信节点进行升级改造，从而适应未来智能电网“广域覆盖、高速宽带、技术先进”的发展需求。

传统的电力通信骨干网节点升级方法，一般通过复杂网络中的节点收缩法来计算无权网络中节点重要度，然后对比较重要的节点进行升级。随着电网的不断发展，计算节点重要度所需要考虑的因素不断增多。然而，上述传统方法中在计算节点重要度时却基本上没有考虑到这些相关因素，从而导致在电力通信网络拓扑中采用上述方法计算节点重要度的准确性不高，所计算出的节点重要度并不符合实际应用情况，不能为电力通信网络节点的升级提供准确的数据支撑。

发明内容

基于此，有必要针对上述传统方法中计算节点重要度的准确性不高的问题，提供一种电力通信骨干网节点升级方法及系统。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种电力通信骨干网节点升级方法，包括以下步骤：

计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；

根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；

根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；

根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

一种电力通信骨干网节点升级系统，包括：

节点重要度计算模块，用于计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；

修正系数计算模块，用于根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；

修正节点重要度计算模块，用于根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；

节点选择模块，用于根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

由以上方案可以看出，本发明实施例的电力通信骨干网节点升级方法及系统，在节点重要度计算中引入电力通信网络带宽参数，从网络拓扑和网络参数融合的角度考虑节点重要度，从而使节点重要度的计算能更准确的反映节点在网络中的重要程度，克服了传统方法中计算节点重要度的准确性不高的问题；并且本发明实施例结合电力通信网络特点，通过进一步的引入节点重要度的修正系数，将节点在电网中的具体地位考虑进来对节点重要度进行修正，这样计算出的节点重要度更加适用于实际应用下的电力系统通信。

附图说明

图1为本发明实施例的一种电力通信骨干网节点升级方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种电力通信骨干网节点升级方法拓扑结构图；

图3为本发明实施例的一种电力通信骨干网节点升级系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。

参见图1所示，一种电力通信骨干网节点升级方法，包括以下步骤：

步骤S101，计算基于电力通信网络带宽的节点重要度，完成之后进入步骤S102。

根据现有的电力通信网络拓扑，可以得到带权无向图WG=(V,E,W)，点集V={v₁,v₂,v₃,...,v_N}，边集E={e₁,e₂,e₃,...,e_m}，权重集W={w_e1,w_e2,w_e3,...,w_em}。则作为一个较好的实施例，可以采用如下公式来计算所述基于电力通信网络带宽的节点重要度S_i：

$S_i=(1-\frac{\∂\left({\mathrm{WG}}_0\right)}{\∂\left({\mathrm{WG}}_i\right)}).\frac{\underset{j\∈V(j\≠i)}{\mathrm{\Σ}}{w}_{\mathrm{ij}}}{N-1};$

式中，N为电力通信骨干网节点数；

为原始拓扑的网络凝聚度；

为节点i融合后的网络凝聚度；w_ij为电力通信网规划中节点i到节点j之间路由上的瓶颈带宽最小值。

进一步的，在其中一个实施例中，可以采用如下公式来计算所述网络凝聚度

$\∂\left(\mathrm{WG}\right)=\frac{1}{N\·\frac{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}}{N(N-1)}}=\frac{N-1}{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}};$

式中，d_ij为电力通信骨干网中由节点i到节点j的无权最短路径跳数。

下面结合一个具体的实施例来描述上述计算节点重要度的过程。参见图2所示为基于修正节点重要度的电力通信骨干网节点升级方法中一个实施例的拓扑结构图。图中共有六个节点：v₁为骨干网接入节点；v₄为电力通信骨干网的核心节点；v₂、v₃、v₅和v₆为电力通信骨干网的一般节点。节点间连线上的数字为电力通信网规划中各链路带宽的最小值。则根据该实施例所给出的电力通信网拓扑，根据上述基于通信网络带宽的节点重要度S_i计算公式，将图中节点i到节点j之间路由上的瓶颈带宽和无权最短路径跳数代入，即可得各节点的节点重要度Si分别为：

S₁=8.0;S₂=48.0;S₃=46.5;

S₄=63.0;S₅=32.0;S₆=31.0;

需要说明的是：仅考虑拓扑特性计算节点重要度时，得到v₂、v₃、v₄三个节点的重要度相同，此时无法体现核心节点的重要性，与网络实际情况不符。而基于带宽的节点重要度计算结果则可以正确体现节点的重要程度。

步骤S102，根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数，然后进入步骤S103。

作为一个较好的实施例，上述计算节点重要度的修正系数的过程具体可以包括：

步骤S1021，根据各节点在电网中的重要度（包括在电网中的具体地位和重要程度等）对各节点的评分指标依次进行评分。不妨设第_k项指标的评分结果为R_k；

步骤S1022，根据所述评分结果，采用如下公式计算所述节点重要度的修正系数P_i：P_i=∑R_k·T_k；式中，R_k为第_k项评分指标所得分数；T_k为第_k项评分指标权重值，且满足∑T_k＝1。

如附图2所示，图中节点类型包括骨干网核心节点、骨干网一般节点和骨干网接入节点三类，从三个评分指标对各类节点进行专家评分得到R_k,k=1,2,3，并根据节点类型分别确定各指标权重值T_k,k=1,2,3，由修正系数计算公式P_i=∑R_k·T_k可以得到各节点的要度的修正系数。具体数值如下表所示：

表1节点重要度的修正系数计算表

需要说明的是：本发明实施例中提供的评分指标及指标权重仅仅是示意性的，并不构成对确定评分指标及指标权重方法的限制。例如指标权重可以根据节点实际的情况自行分配取值。

步骤S103，根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度，然后进入步骤S104。

作为一个较好的实施例，上述计算修正节点重要度Q_i可以采用如下公式：

Q_i=S_i·P_i；

式中，S_i为节点重要度，P_i为修正系数。

步骤S104，根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

作为一个较好的实施例，上述根据修正节点重要度选取节点进行升级的过程具体可以包括如下步骤：

步骤S1041，按照修正节点重要度对节点进行降序排列。由步骤S103中的修正节点重要度计算公式Q_i=S_i·P_i可以得到图2中各节点的修正节点重要度Q_i分别为：

Q₁=35.2；Q₂=326.4；Q₃=288.3；

Q₄=529.2；Q₅=195.2；Q₆=179.8；

则按照修正节点重要度对节点进行降序排列后的结果如下：v₄>v₂>v₃>v₅>v₆>v₁。

步骤S1042，获取电力通信骨干网节点数N、升级比例系数K。所述节点数N是现有电力通信骨干网节点数，升级比例系数K是从电力通信骨干网规划中获取的数据，根据具体应用的不同会有不同的数值。

步骤S1043，选取所述降序排列后的前N×K个节点进行升级。在本发明实施例中，假设获取到的N为6、K为0.5，则可得到需要进行网络升级的节点数量M=3，最终确定选取升级的节点为v₄、v₂和v₃。

与上述一种电力通信骨干网节点升级方法相对应的，本发明实施例还提供一种电力通信骨干网节点升级系统，参见图3所示，包括：

节点重要度计算模块101，用于计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；

修正系数计算模块102，用于根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；

修正节点重要度计算模块103，用于根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；

节点选择模块104，用于根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

作为一个较好的实施例，所述节点重要度计算模块101可以包括第一公式计算模块，用于采用如下公式计算所述节点重要度S_i：

$S_i=(1-\frac{\∂\left({\mathrm{WG}}_0\right)}{\∂\left({\mathrm{WG}}_i\right)}).\frac{\underset{j\∈V(j\≠i)}{\mathrm{\Σ}}{w}_{\mathrm{ij}}}{N-1}$

式中，N为电力通信骨干网节点数；

为原始拓扑的网络凝聚度；

为节点i融合后的网络凝聚度；w_ij为电力通信网规划中节点i到节点j之间路由上的瓶颈带宽最小值。

作为一个较好的实施例，所述第一公式计算模块还可以包括网络凝聚度计算模块，用于采用如下公式计算所述网络凝聚度

$\∂\left(\mathrm{WG}\right)=\frac{N-1}{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}}$

式中，d_ij为电力通信骨干网中由节点i到节点j的无权最短路径跳数。

作为一个较好的实施例，所述修正系数计算模块102可以包括：

评分模块，用于根据各节点在电网中的重要度对各节点的评分指标依次进行评分；

第二公式计算模块，用于根据所述评分结果，采用如下公式计算所述节点重要度的修正系数P_i：P_i＝∑R_k·T_k；式中，R_k为第k项评分指标所得分数；T_k为第k项评分指标权重值，且满足∑T_k＝1。

作为一个较好的实施例，所述节点选择模块104可以包括：

排列模块，用于根据所述修正节点重要度对各节点进行降序排列；

参数获取模块，用于获取电力通信骨干网节点数N、升级比例系数K；

升级模块，用于选取所述降序排列后的前N×K个节点进行升级。

本发明实施例的一种电力通信骨干网节点升级系统的其它技术特征与上述一种电力通信骨干网节点升级方法相同，此处不予赘述。

通过以上方案可以看出，本发明实施例的电力通信骨干网节点升级方法及系统，在节点重要度计算中引入电力通信网络带宽参数，从网络拓扑和网络参数融合的角度考虑节点重要度，从而使节点重要度的计算能更准确的反映节点在网络中的重要程度，克服了传统方法中计算节点重要度的准确性不高的问题；并且本发明实施例结合电力通信网络特点，通过进一步的引入节点重要度的修正系数，将节点在电网中的具体地位考虑进来对节点重要度进行修正，这样计算出的节点重要度更加适用于实际应用下的电力系统通信。

上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力通信骨干网节点升级方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；

根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；

根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；

根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

2.根据权利要求1所述的电力通信骨干网节点升级方法，其特征在于，采用如下公式计算所述基于电力通信网络带宽的节点重要度S_i：

$S_i=(1-\frac{\∂\left({\mathrm{WG}}_0\right)}{\∂\left({\mathrm{WG}}_i\right)}).\frac{\underset{j\∈V(j\≠i)}{\mathrm{\Σ}}{w}_{\mathrm{ij}}}{N-1}$

式中，N为电力通信骨干网节点数；

为原始拓扑的网络凝聚度；

为节点i融合后的网络凝聚度；w_ij为电力通信网规划中节点i到节点j之间路由上的瓶颈带宽最小值。

3.根据权利要求2所述的电力通信骨干网节点升级方法，其特征在于，采用如下公式计算所述网络凝聚度

$\∂\left(\mathrm{WG}\right)=\frac{1}{N\·\frac{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}}{N(N-1)}}=\frac{N-1}{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}}$

式中，d_ij为电力通信骨干网中由节点i到节点j的无权最短路径跳数。

4.根据权利要求1所述的电力通信骨干网节点升级方法，其特征在于，计算所述节点重要度的修正系数的过程包括：

根据各节点在电网中的重要度对各节点的评分指标依次进行评分；

根据所述评分结果，采用如下公式计算所述节点重要度的修正系数P_i：P_i=∑R_k·T_k；式中，R_k为第k项评分指标所得分数；T_k为第k项评分指标权重值，且满足∑T_k＝1。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的电力通信骨干网节点升级方法，其特征在于，根据所述修正节点重要度选取节点进行升级的过程包括：

根据所述修正节点重要度对各节点进行降序排列；

获取电力通信骨干网节点数N、升级比例系数K；

选取所述降序排列后的前N×K个节点进行升级。

6.一种电力通信骨干网节点升级系统，其特征在于，包括：

节点重要度计算模块，用于计算基于电力通信网络带宽的节点重要度；

修正系数计算模块，用于根据各节点在电网中的重要度计算所述节点重要度的修正系数；

修正节点重要度计算模块，用于根据所述节点重要度和所述修正系数计算各节点的修正节点重要度；

节点选择模块，用于根据所述修正节点重要度选取节点进行升级。

7.根据权利要求6所述的电力通信骨干网节点升级系统，其特征在于，所述节点重要度计算模块包括第一公式计算模块，用于采用如下公式计算所述节点重要度S_i：

$S_i=(1-\frac{\∂\left({\mathrm{WG}}_0\right)}{\∂\left({\mathrm{WG}}_i\right)}).\frac{\underset{j\∈V(j\≠i)}{\mathrm{\Σ}}{w}_{\mathrm{ij}}}{N-1}$

式中，N为电力通信骨干网节点数；

为原始拓扑的网络凝聚度；

为节点i融合后的网络凝聚度；w_ij为电力通信网规划中节点i到节点j之间路由上的瓶颈带宽最小值。

8.根据权利要求7所述的电力通信骨干网节点升级系统，其特征在于，所述第一公式计算模块包括网络凝聚度计算模块，用于采用如下公式计算所述网络凝聚度

$\∂\left(\mathrm{WG}\right)=\frac{N-1}{\underset{i,j\∈V(i\≠j)}{\mathrm{\Σ}}{d}_{\mathrm{ij}}}$

式中，d_ij为电力通信骨干网中由节点i到节点j的无权最短路径跳数。

9.根据权利要求6所述的电力通信骨干网节点升级系统，其特征在于，所述修正系数计算模块包括：

评分模块，用于根据各节点在电网中的重要度对各节点的评分指标依次进行评分；

第二公式计算模块，用于根据所述评分结果，采用如下公式计算所述节点重要度的修正系数P_i：P_i=∑R_k·T_k；式中，R_k为第k项评分指标所得分数；T_k为第k项评分指标权重值，且满足∑T_k＝1。

10.根据权利要求6-9任意一项所述的电力通信骨干网节点升级系统，其特征在于，所述节点选择模块包括：

排列模块，用于根据所述修正节点重要度对各节点进行降序排列；

参数获取模块，用于获取电力通信骨干网节点数N、升级比例系数K；

升级模块，用于选取所述降序排列后的前N×K个节点进行升级。

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