專利名稱：電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：
電力通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)路徑規(guī)劃是指在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境與業(yè)務(wù)矩陣確定的條件下，以一定的優(yōu)化目標(biāo)，為業(yè)務(wù)矩陣中的每個(gè)業(yè)務(wù)計(jì)算工作或者保護(hù)路由并合理配置資源，在滿足業(yè)務(wù)需求的前提下最小化網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。此問題本身是一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化問題，解決此問題的傳統(tǒng)方法一般為整數(shù)線性規(guī)劃法以及一些啟發(fā)式方法。其中整數(shù)線性規(guī)劃法具有較高的時(shí)間復(fù)雜度，因此在實(shí)際應(yīng)用中逐漸被啟發(fā)式算法取代。
在對(duì)電力通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)路徑進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，雖然可以借鑒現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)規(guī)劃方法，但這些方法都具有其局限性。比如，整數(shù)線性規(guī)劃法缺乏對(duì)搜索空間的控制，所以時(shí)間復(fù)雜度相對(duì)較高，應(yīng)用困難；而遺傳算法所產(chǎn)生解代與代之間的相似度較高，因此容易陷入局部最優(yōu)解；人工免疫算法的模型簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但性能和可移植性相對(duì)較弱；模擬退火算法的全局搜索能力較強(qiáng)，且能有效地跳出局部最優(yōu)解，但計(jì)算量較大，算法時(shí)間復(fù)雜度較高，收斂速度較慢且存在容易丟失近似最優(yōu)解的問題，因此往往無法滿足網(wǎng)絡(luò)需返回多條路由的要求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法及設(shè)備，以滿足電力通信網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)路由的并行計(jì)算，并保證工作路由的性能最優(yōu)。
為此，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案 一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法，包括以下步驟 A、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)； B、確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； C、利用蟻群算法計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的； D、依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)； E、判斷選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；如果是，則將選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素，然后重復(fù)執(zhí)行步驟C至步驟E；否則，根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置，包括 優(yōu)化函數(shù)生成單元，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)； 節(jié)點(diǎn)選擇單元，用于確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 信息素確定單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素； 轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元，利用蟻群算法計(jì)算與所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的； 所述節(jié)點(diǎn)選擇單元，還用于依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率確定下一跳節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 路由生成單元，用于根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由； 判斷單元，用于判斷所述節(jié)點(diǎn)選擇單元選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)，如果否，則通知所述信息素確定單元根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素；如果是，則通知所述路由生成單元根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
本發(fā)明實(shí)施例提供的電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法及裝置，借鑒蟻群算法的解搜索原理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；利用蟻群算法計(jì)算業(yè)務(wù)路由過程中，根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素，根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素，計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)路由的規(guī)劃，并保證工作路由的性能最優(yōu)。



圖1是本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中利用蟻群算法生成業(yè)務(wù)路由的流程圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實(shí)施例的方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
下面首先對(duì)蟻群算法的基本原理作簡(jiǎn)單說明。
蟻群算法是優(yōu)化領(lǐng)域中新出現(xiàn)的一種仿生進(jìn)化算法，該算法采用分布式并行計(jì)算機(jī)制，易與其他方法結(jié)合，具有較強(qiáng)的魯棒性。蟻群算法包含兩個(gè)基本階段適應(yīng)階段和協(xié)作階段，在適應(yīng)階段，各候選根據(jù)積累的信息不斷調(diào)整自身結(jié)構(gòu)；在協(xié)作階段，候選解之間通過信息交流，以期產(chǎn)生性能更好的解，這類似于學(xué)習(xí)自動(dòng)機(jī)的學(xué)習(xí)機(jī)制。
蟻群發(fā)現(xiàn)最短路徑的原理和機(jī)制主要是根據(jù)一些局部信息并利用簡(jiǎn)單規(guī)則進(jìn)行決策首先，要讓螞蟻能夠避開障礙物，其次，要讓螞蟻找到食物，就需要讓他們遍歷空間上的所有點(diǎn)；再次，如果要讓螞蟻找到最短的路徑，那么需要計(jì)算所有可能的路徑并且比較它們的大小。所基于的規(guī)則有 1、范圍螞蟻觀察到的范圍是一個(gè)方格世界，螞蟻有一個(gè)參數(shù)為速度半徑(一般是3)，那么它能觀察到的范圍就是3*3個(gè)方格世界，并且能移動(dòng)的距離也在這個(gè)范圍之內(nèi)。
2、環(huán)境螞蟻所在的環(huán)境是一個(gè)虛擬的世界，其中有障礙物，有別的螞蟻，還有信息素，信息素有兩種，一種是找到食物的螞蟻灑下的食物信息素，一種是找到窩的螞蟻灑下的窩的信息素。每個(gè)螞蟻都僅僅能感知它范圍內(nèi)的環(huán)境信息。環(huán)境以一定的速率讓信息素消失。
3、覓食規(guī)則在每只螞蟻能感知的范圍內(nèi)尋找是否有食物，如果有就直接過去。否則看是否有信息素，并且比較在能感知的范圍內(nèi)哪一點(diǎn)的信息素最多，這樣，它就朝信息素多的地方走，并且每只螞蟻多會(huì)以小概率犯錯(cuò)誤，從而并不是往信息素最多的點(diǎn)移動(dòng)。螞蟻找窩的規(guī)則和上面一樣，只不過它對(duì)窩的信息素做出反應(yīng)，而對(duì)食物信息素沒反應(yīng)。
4、移動(dòng)規(guī)則每只螞蟻都朝向信息素最多的方向移，并且，當(dāng)周圍沒有信息素指引的時(shí)候，螞蟻會(huì)按照自己原來運(yùn)動(dòng)的方向慣性的運(yùn)動(dòng)下去，并且，在運(yùn)動(dòng)的方向有一個(gè)隨機(jī)的小的擾動(dòng)。為了防止螞蟻原地轉(zhuǎn)圈，它會(huì)記住最近剛走過了哪些點(diǎn)，如果發(fā)現(xiàn)要走的下一點(diǎn)已經(jīng)在最近走過了，它就會(huì)盡量避開。
5、避障規(guī)則如果螞蟻要移動(dòng)的方向有障礙物擋住，它會(huì)隨機(jī)的選擇另一個(gè)方向，并且有信息素指引的話，它會(huì)按照覓食的規(guī)則行為。
6、播撒信息素規(guī)則每只螞蟻在剛找到食物或者窩的時(shí)候撒發(fā)的信息素最多，并隨著它走遠(yuǎn)的距離，播撒的信息素越來越少。
本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法，借鑒蟻群算法的解搜索原理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素；根據(jù)所述信息素計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率；并依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)路由的規(guī)劃，并保證工作路由的性能最優(yōu)。
如圖1所示，是本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法的流程圖，包括以下步驟 步驟101，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。
比如，以經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo)，則在建模(即生成優(yōu)化函數(shù))時(shí)需要考慮網(wǎng)絡(luò)鏈路成本和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)成本。由于網(wǎng)絡(luò)在正常情況下的運(yùn)行和損耗費(fèi)用與建設(shè)費(fèi)用相比很小，在規(guī)劃階段一般可忽略，所以模型中主要考慮網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本。其中，鏈路成本與單位長(zhǎng)度光纖的造價(jià)相關(guān)，節(jié)點(diǎn)成本與節(jié)點(diǎn)處交換設(shè)備的結(jié)構(gòu)和設(shè)備單元造價(jià)相關(guān)。
假定已知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇橛邢驁DG(V，F(xiàn))，其中V和F分別表示網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)集合和鏈路集合，|F|表示全網(wǎng)鏈路數(shù)。W表示單纖波長(zhǎng)的集合，|W|表示單纖波長(zhǎng)總數(shù)。C(G)表示全網(wǎng)總建設(shè)成本，CV(G)表示全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總建設(shè)成本，CF(G)表示全網(wǎng)鏈路總建設(shè)成本，則優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為minC(G)，則 C(G)＝CF(G)+CV(G)(1) 設(shè)d(fij)表示光纖fij的長(zhǎng)度，α為鏈路成本的權(quán)重因子，則CF(G)可表示為 全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總建設(shè)成本CV(G)主要包括多路復(fù)用/解復(fù)用器成本、光交叉矩陣成本以及波長(zhǎng)變換器成本，β、γ及η分別表示以上三項(xiàng)成本的權(quán)重因子。CV(G)可表示為 其中，CVMUX(G)表示節(jié)點(diǎn)處多路復(fù)用/解復(fù)用器的總成本，多路復(fù)用/解復(fù)用器分為本地和非本地上下路波長(zhǎng)的多路復(fù)用/解復(fù)用器。前者的個(gè)數(shù)與本地節(jié)點(diǎn)處的上下路業(yè)務(wù)數(shù)以及單纖最大波長(zhǎng)數(shù)有關(guān)，后者的個(gè)數(shù)與節(jié)點(diǎn)處的光纖端口數(shù)有關(guān)；CVOXC(G)表示節(jié)點(diǎn)處光交叉矩陣的成本；CVWC(G)表示節(jié)點(diǎn)處波長(zhǎng)變換器的總成本。
設(shè)TUv表示在節(jié)點(diǎn)v處上路的業(yè)務(wù)數(shù)，即以節(jié)點(diǎn)v為源節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)；TDv表示在節(jié)點(diǎn)v處下路的業(yè)務(wù)數(shù)，即以節(jié)點(diǎn)v為宿節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)，則CVMUX(G)可表示為
假設(shè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的光交叉矩陣由2*2光開關(guān)級(jí)聯(lián)組成，則節(jié)點(diǎn)v處輸入/出端口數(shù)為Kv的光交叉連接設(shè)備需要由

個(gè)2*2光開關(guān)組成，則CVOXC(G)可表示為 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)具備全波長(zhǎng)變換能力，節(jié)點(diǎn)處波長(zhǎng)變換器的個(gè)數(shù)與本地下路和直通的業(yè)務(wù)數(shù)有關(guān)。用THv表示節(jié)點(diǎn)v處直通的業(yè)務(wù)數(shù)，則Cwc(G)可表示為 綜合上述各項(xiàng)成本，全網(wǎng)總建設(shè)成本函數(shù)為
即以式(7)作為優(yōu)化函數(shù)。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例并不僅限于上述優(yōu)化函數(shù)，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境及目的的不同，還可以根據(jù)實(shí)際需要生成其他優(yōu)化函數(shù)。
步驟102，確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。
步驟103，利用蟻群算法計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的。
步驟104、依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)。
為業(yè)務(wù)計(jì)算路由時(shí)需避免路由環(huán)的產(chǎn)生，因此需要建立有效的禁忌表更新機(jī)制為蟻群的路徑點(diǎn)選擇提供嚴(yán)格的依據(jù)。
假設(shè)蟻群的規(guī)模為m，fij∈F，i，j∈V，螞蟻k(1≤k≤m)在節(jié)點(diǎn)i處選擇下一跳的方向時(shí)，τk(i，j)表示鏈路(i，j)上殘留的信息素濃度。δij表示鏈路(i，j)的能見度，δij＝1/d(fij)。λ1表示選路時(shí)信息素濃度的相對(duì)重要性(λ1≥0)，λ2表示能見度的相對(duì)重要性(λ2≥0)，定義pk(i，j)為螞蟻k由i節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到j(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，則 其中，allowedk＝{0，1，2，…，|V|-1}-tabuk，為螞蟻k當(dāng)前可以選擇作為下一跳節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)集合，即與節(jié)點(diǎn)i有直接相連鏈路并且螞蟻還未經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)集合，tabuk為螞蟻k的禁忌表。初始時(shí)刻，各條路徑上的信息素濃度相等，為常數(shù)C，螞蟻k在運(yùn)動(dòng)過程中依據(jù)各條相鄰鏈路上的轉(zhuǎn)移概率選擇下一步的路線，并更新禁忌表。
步驟105，判斷選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；如果是，則執(zhí)行步驟107；否則執(zhí)行步驟106。
步驟106，將選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素，然后返回步驟103。
步驟107，根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
在本發(fā)明實(shí)施例中，將蟻群算法用于電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路徑的規(guī)劃中，螞蟻不再單一根據(jù)所選路徑的長(zhǎng)度更新相應(yīng)鏈路上的信息素濃度，而是根據(jù)此次算路結(jié)束后網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)來更新鏈路上的信息素濃度。
具體地，可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目標(biāo)(比如全網(wǎng)建設(shè)總成本值)來決定信息素增量，并隨著迭代次數(shù)的變化而變化，從而影響后續(xù)螞蟻進(jìn)程式的路徑點(diǎn)選擇。隨著時(shí)間的推移，網(wǎng)絡(luò)中殘留的信息素會(huì)逐漸揮發(fā)，參數(shù)ρ(0≤ρ＜1)表示網(wǎng)絡(luò)鏈路上信息素的持久性，則1-ρ表示信息素濃度的消逝程度。
在本發(fā)明實(shí)施例中，可以利用改進(jìn)的信息素增量調(diào)整方法和/或信息素更新方法來更新鏈路信息素。具體有以下三種方式 1.首先，按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，C(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；hk為第k只螞蟻所選路由的跳數(shù)，f(hk)為信息素增量的加權(quán)函數(shù)，定義如下 其中，hD為采用Dijkstra算法為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出的最短路由的跳數(shù)，hmax為預(yù)定閾值。
通過加權(quán)處理，由蟻群算法計(jì)算出的跳數(shù)較小的路由所包含的各條鏈路將得到相對(duì)較多的信息素增益；而跳數(shù)較大的路由所包含的各條鏈路增加的信息素則相對(duì)較少。當(dāng)某條路由的跳數(shù)超過閾值hmax時(shí)，該路由所包含的各條鏈路的信息素增量為零，這樣有效地控制了單個(gè)螞蟻進(jìn)程計(jì)算出的路由的長(zhǎng)度。路由跳數(shù)閾值hmax的取值可以參考網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，比如，可以定義hmax為當(dāng)前業(yè)務(wù)源宿節(jié)點(diǎn)間最短路徑跳數(shù)的3倍，即hmax＝3hD。
然后，按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度 τ′k(i，j)＝ρτk(i，j)+Δτk(i，j)，0≤ρ＜1，(11) 其中，τk(i，j)和τ′k(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性。
2.首先，按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌珻(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)； 然后，按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度 其中，τk(i，j)和τ′k(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性，ω1和ω2為加權(quán)因子。
3.按照上述公式(9)計(jì)算信息素的增量，并按照上述公式(13)調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度。
其中，ω1的作用是約束算法初期搜索較為盲目的階段找到的較好解，使這些較好路徑上的信息素增加較慢，防止算法過早陷入局部最優(yōu)解，擴(kuò)大了搜索范圍；而在算法后期，由于冪函數(shù)的變化速度大于線性函數(shù)的變化速度，較好路徑上的信息素變化速度也隨之加快，從而加快了算法后期的收斂速度。ω2的作用是控制單次信息素的增加幅度。當(dāng)目標(biāo)函數(shù)值C(Gk)明顯變化時(shí)，τk′(i，j)的變化將會(huì)更加明顯，從而提高較好解包含鏈路上的信息素增量，動(dòng)態(tài)的修正解搜索方向。如果使ω1＞ω2，則算法更關(guān)注全局搜索能力，避免過早收斂到局部最優(yōu)解上；而如果使ω1＜ω2，則算法更關(guān)注收斂速度，出現(xiàn)較優(yōu)解時(shí)能夠更快的修正搜索方向并及時(shí)收斂。
本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法，借鑒蟻群算法的解搜索原理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素；根據(jù)所述信息素計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率；依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率利用蟻群算法確定業(yè)務(wù)路由，實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)路由的規(guī)劃。
進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)信息素增量的計(jì)算方法和信息素的更新機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，在信息素增量的計(jì)算中考慮路由跳數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響，采用了基于跳數(shù)的信息素增量調(diào)整策略，并通過對(duì)每只螞蟻所帶來的信息素增量進(jìn)行跳數(shù)加權(quán)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)路由解空間搜索方向的動(dòng)態(tài)調(diào)整；同時(shí)在更新鏈路信息素時(shí)，引入了兩個(gè)大于1的加權(quán)指數(shù)，使得在運(yùn)行初期搜索較為盲目的階段約束較好解，防止過早收斂到局部最優(yōu)解上，并擴(kuò)大搜索空間，而在運(yùn)行后期加大信息素增量的變化幅度，加快收斂，提高了解的搜索效率。
如圖2所示，是本發(fā)明實(shí)施例中利用蟻群算法生成業(yè)務(wù)路由的具體流程圖。
下面以一個(gè)業(yè)務(wù)為例進(jìn)行說明，包括以下步驟 步驟201，輸入新業(yè)務(wù)； 步驟202，進(jìn)行初始化，包括整理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，初始化蟻群參數(shù)，設(shè)置螞蟻組數(shù)為Am，每組螞蟻的個(gè)數(shù)為An，(m＝Am*An)，初始化業(yè)務(wù)鏈表Tc，節(jié)點(diǎn)鏈表Vc和鏈路鏈表Fc，各鏈表末尾位以空為結(jié)束；將鏈路鏈表Fc中所有鏈路的初始信息素濃度置為常數(shù)C(C＞0)，初始化信息素增量為0，初始化各螞蟻的禁忌表tabuk為空(1≤k≤m)，設(shè)置蟻群組循環(huán)變量jant＝1，組內(nèi)螞蟻循環(huán)變量iant＝1。
步驟203，將第k只螞蟻置于當(dāng)前業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)s處，其中k＝An*(jant-1)+iant。
步驟204，對(duì)于第k只螞蟻按上述公式(8)計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相鄰鏈路的轉(zhuǎn)移概率，并選擇下一跳節(jié)點(diǎn)。
步驟205，判斷當(dāng)前可轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)集合是否為空，即是否allowedk＝Null；如果是，則執(zhí)行步驟213；否則執(zhí)行步驟206。
步驟206，判斷該節(jié)點(diǎn)是否為業(yè)務(wù)宿節(jié)點(diǎn)；如果是，則執(zhí)行步驟207；否則執(zhí)行步驟214。
步驟207，當(dāng)前螞蟻k為當(dāng)前業(yè)務(wù)選出一條路由，對(duì)該路由進(jìn)行波長(zhǎng)資源預(yù)分配后計(jì)算此時(shí)的目標(biāo)函數(shù)值，并計(jì)算本條路由所經(jīng)過鏈路的信息素增量。
在分配波長(zhǎng)資源時(shí)，可以采用首次命中策略(First Fit)，即按照光纖和波長(zhǎng)編號(hào)的順序，選擇第一個(gè)存在空閑波長(zhǎng)的光纖內(nèi)的第一個(gè)空閑波長(zhǎng)，分配給業(yè)務(wù)。
步驟208，將組內(nèi)螞蟻循環(huán)變量加1，即iant＝iant+1。
步驟209，判斷組內(nèi)螞蟻循環(huán)變量是否大于本組螞蟻個(gè)數(shù)，即判斷是否iant＞An；如果是，則執(zhí)行步驟210；否則執(zhí)行步驟215。
步驟210，本組螞蟻循環(huán)結(jié)束，找出本組內(nèi)為網(wǎng)絡(luò)帶來的信息素增量最大的那只螞蟻所選定的路由，并根據(jù)公式(11)或公式(13)更新該路由所包含鏈路上的信息素濃度；并將蟻群組循環(huán)變量加1，即令jant＝j(luò)ant+1，iant＝1。
步驟211，判斷蟻群組循環(huán)變量是否大于蟻群組數(shù)，即是否jant＞Am；如果是，則執(zhí)行步驟212；否則執(zhí)行步驟216。
步驟212，螞蟻循環(huán)結(jié)束，確定收斂到的路由即是當(dāng)前業(yè)務(wù)最終路由，并利用首次命中策略為當(dāng)前業(yè)務(wù)路由分配波長(zhǎng)。
在確定收斂到的路由時(shí)，可以通過比較所有成功計(jì)算出業(yè)務(wù)路由的螞蟻各自留下信息素增量值來確定，具體地，可以選擇留下信息素增量最大的那只螞蟻所計(jì)算出的路由為當(dāng)前業(yè)務(wù)的路由。
步驟213，判斷這只螞蟻死亡，清空禁忌表tabuk，然后轉(zhuǎn)至步驟208。
步驟214，將當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與所選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)加入螞蟻k攜帶的禁忌表tabuk中，螞蟻k前進(jìn)，然后返回步驟204。
步驟215，清空禁忌表tabuk，釋放網(wǎng)絡(luò)中該業(yè)務(wù)預(yù)分配所占用的波長(zhǎng)資源；然后返回步驟203，開始下一只螞蟻的選路過程。
步驟216，清空禁忌表tabuk，釋放網(wǎng)絡(luò)中該業(yè)務(wù)預(yù)分配所占用的波長(zhǎng)資源，然后返回步驟203，開始下一組螞蟻的循環(huán)。
當(dāng)然，如果有多個(gè)業(yè)務(wù)并發(fā)的情況，可以重復(fù)上述流程，實(shí)現(xiàn)為多個(gè)業(yè)務(wù)生成業(yè)務(wù)路由。
可見，本發(fā)明實(shí)施例借鑒蟻群算法的解搜索原理，并提出改進(jìn)的信息素更新機(jī)制，收斂速度快并可控，解空間搜索方向性強(qiáng)，適用于解決電力通信網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性規(guī)劃問題。同時(shí)該方法具有相對(duì)較強(qiáng)的魯棒性、正反饋性以及優(yōu)良的分布式并行計(jì)算能力，能滿足多條業(yè)務(wù)路由的并行計(jì)算，且其本身也具有與網(wǎng)絡(luò)路由過程的高度相似性，因此易于移植實(shí)現(xiàn)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，如ROM/RAM、磁碟、光盤等。
相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置。如圖3所示，是該裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
在該實(shí)施例中，所述裝置包括優(yōu)化函數(shù)生成單元301，節(jié)點(diǎn)選擇單元302，信息素確定單元303，轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元304，路由生成單元305，判斷單元306。其中 優(yōu)化函數(shù)生成單元301，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)； 節(jié)點(diǎn)選擇單元302，用于確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 信息素確定單元303，用于根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素； 轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元304，利用蟻群算法計(jì)算與所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的； 所述節(jié)點(diǎn)選擇單元302，還用于依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率確定下一跳節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 路由生成單元305，用于根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由； 判斷單元306，用于判斷所述節(jié)點(diǎn)選擇單元302選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)，如果否，則通知所述信息素確定單元303根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素；如果是，則通知所述路由生成單元305根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
其中，優(yōu)化函數(shù)生成單元301可以根據(jù)路徑規(guī)劃需要，可以以不同的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成相應(yīng)的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，比如，以經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo)時(shí)，需要在建模(即生成優(yōu)化函數(shù))時(shí)需要考慮網(wǎng)絡(luò)鏈路成本和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)成本，在這種應(yīng)用中，優(yōu)化函數(shù)生成單元301具體可以按以下公式生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)minC(G)＝CF(G)+CV(G)，其中，CF(G)為全網(wǎng)鏈路總建設(shè)成本，CV(G)為全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總建設(shè)成本。具體過程如前面本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法中的描述，在此不再贅述。
在本發(fā)明實(shí)施例中，所述信息素確定單元303可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，比如 所述信息素確定單元303的一種實(shí)施例包括第一增量計(jì)算子單元和第一信息素濃度調(diào)整子單元。其中 所述第一增量計(jì)算子單元，用于按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌珻(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；hk為第k只螞蟻所選路由的跳數(shù)，f(hk)為信息素增量的加權(quán)函數(shù)，定義如下 其中，hD為采用Dijkstra算法為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出的最短路由的跳數(shù)，hmax為預(yù)定閾值； 所述第一信息素濃度調(diào)整子單元，用于按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度 τ′k(i，j)＝ρτk(i，j)+Δτk(i，j)，0≤ρ＜1， 其中，τk(i，j)和τ′k(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性。
所述信息素確定單元303的一種實(shí)施例包括第二增量計(jì)算子單元和第二信息素濃度調(diào)整子單元。其中 所述第二增量確定子單元，用于按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，C(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)； 所述第二信息素濃度調(diào)整子單元，用于按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度 其中，τk(i，j)和τ′k(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性，ω1和ω2為加權(quán)因子。
當(dāng)然，所述信息素確定單元303的另一種實(shí)施例還可以包括所述第一增量計(jì)算子單元和所述第二信息素濃度調(diào)整子單元。
在本發(fā)明實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元304，具體用于利用以下公式計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率 λ1≥0，λ2≥0, 其中，pk(i，j)為螞蟻k由i節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到j(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，δij表示鏈路(i，j)的能見度，δij＝1/d(fij)，λ1表示選路時(shí)信息素濃度的相對(duì)重要性，λ3表示能見度的相對(duì)重要性，allowedk＝{0，1，2，…，|V|-1}-tabuk，為與節(jié)點(diǎn)i有直接相連鏈路并且螞蟻還未經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)集合，tabuk為螞蟻k的禁忌表。
利用本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置生成業(yè)務(wù)路由的詳細(xì)過程可參照前面本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法中的描述，在此不再贅述。
本發(fā)明實(shí)施例電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置，借鑒蟻群算法的解搜索原理，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素；根據(jù)所述信息素計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率；并依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力通信網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)路由的規(guī)劃，并保證工作路由的性能最優(yōu)。
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及設(shè)備；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法，其特征在于，包括以下步驟
A、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；
B、確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；
C、利用蟻群算法計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的；
D、依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)；
E、判斷選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；如果是，則將選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素，然后重復(fù)執(zhí)行步驟C至步驟E；否則，根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)包括
按以下公式生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)minC(G)＝CF(G)+CV(G)，其中，CF(G)為全網(wǎng)鏈路總建設(shè)成本，CV(G)為全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總建設(shè)成本。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素包括
按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，C(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；hk為第k只螞蟻所選路由的跳數(shù)，f(hk)為信息素增量的加權(quán)函數(shù)，定義如下
其中，hD為采用Dijkstra算法為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出的最短路由的跳數(shù)，hmax為預(yù)定閾值；
按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度
τk′(i，j)＝ρτk(i，j)+Δτk(i，j)，0≤ρ＜1，
其中，τk(i，j)和τk′(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述hmax為當(dāng)前業(yè)務(wù)源宿節(jié)點(diǎn)間最短路徑跳數(shù)的3倍。
5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素包括
按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，C(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；
按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度
0≤ρ＜1，
其中，τk(i，j)和τk′(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性，ω1和ω2為加權(quán)因子。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括
當(dāng)需要考慮全局搜索能力時(shí)，設(shè)定ω1＞ω2；
當(dāng)需要考慮收斂速度時(shí)，設(shè)定ω1＜ω2。
7、根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信息素計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率包括
利用以下公式計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率
λ1≥0，λ2≥0，
其中，pk(i，j)為螞蟻k由i節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到j(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，δij表示鏈路(i，j)的能見度，δij＝1/d(fij)，λ1表示選路時(shí)信息素濃度的相對(duì)重要性，λ2表示能見度的相對(duì)重要性，allowedk＝{0，1，2，…，|V|-1}-tabuk，為與節(jié)點(diǎn)i有直接相連鏈路并且螞蟻還未經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)集合，tabuk為螞蟻k的禁忌表。
8、一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由裝置，其特征在于，包括
優(yōu)化函數(shù)生成單元，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；
節(jié)點(diǎn)選擇單元，用于確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；
信息素確定單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定各條鏈路上的信息素；
轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元，利用蟻群算法計(jì)算與所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的；
所述節(jié)點(diǎn)選擇單元，還用于依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率確定下一跳節(jié)點(diǎn)，并將其作為蟻群所在的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；
路由生成單元，用于根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由；
判斷單元，用于判斷所述節(jié)點(diǎn)選擇單元選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)，如果否，則通知所述信息素確定單元根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素；如果是，則通知所述路由生成單元根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，
所述優(yōu)化函數(shù)生成單元，具體用于按以下公式生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)minC(G)＝CF(G)+CV(G)，其中，CF(G)為全網(wǎng)鏈路總建設(shè)成本，CV(G)為全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總建設(shè)成本。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信息素確定單元包括
第一增量計(jì)算子單元，用于按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌珻(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；hk為第k只螞蟻所選路由的跳數(shù)，f(hk)為信息素增量的加權(quán)函數(shù)，定義如下
其中，hD為采用Dijkstra算法為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出的最短路由的跳數(shù)，hmax為預(yù)定閾值；
第一信息素濃度調(diào)整子單元，用于按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度
τk′(i，j)＝ρτk(i，j)+Δτk(i，j)，0≤ρ＜1，
其中，τk(i，j)和τk′(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性。
11、根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述信息素確定單元包括
第二增量確定子單元，用于按以下公式計(jì)算信息素的增量
其中，Δτk(i，j)表示第k只螞蟻在本次循環(huán)中留在鏈路fij上的信息素的增量；Q是一個(gè)體現(xiàn)單位螞蟻所留軌跡數(shù)量的常數(shù)；Gk表示第k只螞蟻為當(dāng)前業(yè)務(wù)計(jì)算出一條路由并分配資源后的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌珻(Gk)為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰k的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；
第二信息素濃度調(diào)整子單元，用于按以下公式調(diào)整途經(jīng)各條鏈路上的信息素濃度
0≤ρ＜1，
其中，τk(i，j)和τk′(i，j)分別表示此次信息素更新前和更新后鏈路fij上的信息素濃度，ρ表示鏈路上信息素的持久性，ω1和ω2為加權(quán)因子。
12、根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其特征在于，
所述轉(zhuǎn)移概率計(jì)算單元，具體用于利用以下公式計(jì)算與業(yè)務(wù)起始點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率
λ1≥0，λ2≥0，
其中，pk(i，j)為螞蟻k由i節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到j(luò)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，δij表示鏈路(i，j)的能見度，δij＝1/d(fij)，λ1表示選路時(shí)信息素濃度的相對(duì)重要性，λ2表示能見度的相對(duì)重要性，allowedk＝{0，1，2，…，|V|-1}-tabuk，為與節(jié)點(diǎn)i有直接相連鏈路并且螞蟻還未經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)集合，tabuk為螞蟻k的禁忌表。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)路由方法及裝置，所述方法包括A.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化目標(biāo)生成目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；B.確定業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)，并將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；C.利用蟻群算法計(jì)算與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相連的各條鏈路的轉(zhuǎn)移概率，所述轉(zhuǎn)移概率是根據(jù)當(dāng)前各條鏈路上的信息素計(jì)算得到的；D.依據(jù)所述轉(zhuǎn)移概率選擇下一跳節(jié)點(diǎn)；E.判斷選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)是否為所述業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；如果是，則將選擇的下一跳節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)確定當(dāng)前各條鏈路上的信息素，然后重復(fù)執(zhí)行步驟C至步驟E；否則，根據(jù)業(yè)務(wù)的起始節(jié)點(diǎn)、以及選擇的所有下一跳節(jié)點(diǎn)生成對(duì)應(yīng)所述業(yè)務(wù)的路由。本發(fā)明可以保證電力通信網(wǎng)絡(luò)中多業(yè)務(wù)路由的性能最優(yōu)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101667972SQ20091018052
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者劉建明, 杰 張, 黃善國(guó), 軍 李, 希 陳, 趙子巖, 顧畹儀, 茂 李, 沛 羅, 洋 汪 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)信息通信有限公司, 北京郵電大學(xué), 中國(guó)電力科學(xué)研究院