一種面向雙通道故障的電力通信網(wǎng)規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力通信，具體講涉及一種面向雙通道故障的電力通信網(wǎng)規(guī)劃算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，其承載的電力通信業(yè)務(wù)種類和數(shù)量也急劇增多， 業(yè)務(wù)通道故障造成的影響也變得越加嚴(yán)重。大量的光分插復(fù)用器部署在電力通信網(wǎng)之中， 導(dǎo)致其傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，增大了同時發(fā)生雙通道故障的幾率。因此，研究能夠抵御 雙業(yè)務(wù)通道同時故障的電力通信網(wǎng)規(guī)劃算法，對提升電力通信業(yè)務(wù)可用性，保持電網(wǎng)的安 全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 目前，已有的電力通信網(wǎng)規(guī)劃算法主要針對業(yè)務(wù)通道N-I故障（又稱單一故障安全 準(zhǔn)則）提供保護(hù)方式，此類方法僅在保證1條業(yè)務(wù)通道出現(xiàn)故障后，將其上承載的業(yè)務(wù)倒換 至保護(hù)通道，使業(yè)務(wù)不發(fā)生中斷。在故障通道的數(shù)量大于等于2條的情況下（即發(fā)生N-2故障 時），此法顯然無法保證業(yè)務(wù)不發(fā)生中斷。此外，現(xiàn)有的電力通信網(wǎng)規(guī)劃算法，在2條業(yè)務(wù)通 道(即主備通道)同時發(fā)生故障后，所述提供的保護(hù)方式需要大量的冗余資源，例如：四纖環(huán) 保護(hù)方式，每個節(jié)點(diǎn)需要四條纖芯提供冗余備份。由于該保護(hù)方式需要的冗余網(wǎng)絡(luò)資源較 大，另一方面網(wǎng)絡(luò)資源利用率低，在現(xiàn)網(wǎng)中很少得到應(yīng)用。
[0004] 申請?zhí)? 201410066310.3,公開日：2014.07.30,名稱為一種基于變異系數(shù)的網(wǎng)絡(luò) 抗毀性評估方法的中國專利申請披露了一種電力通信網(wǎng)抗毀性的評估方法，該不僅從均值 考慮而且還考慮了抗毀性度量值整體的波動特性，可以有效消除節(jié)點(diǎn)抗毀性度量值均值不 同時對網(wǎng)絡(luò)抗毀比較的影響，但該方法并沒有給出提升電力通信網(wǎng)抗毀性的具體規(guī)劃方 法。
[0005] 【申請?zhí)枴?01310419298.5,公開日期：2013.12.18,名稱為一種多播虛擬網(wǎng)絡(luò)的抗 毀性映射方法中披露了一種多播虛擬網(wǎng)絡(luò)的抗毀性映射方法，該發(fā)明針對多播虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí) 現(xiàn)了低成本的抗毀性映射，但是該發(fā)明并沒有給出雙業(yè)務(wù)通道同時故障的抗毀性映射。
[0006] 【申請?zhí)枴緾N201510144486.0，公開日期：2015.07.01，名稱為結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道 交通服務(wù)效能的抗毀性測度方法中披露了一種結(jié)合網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)的軌道交通服務(wù)效能的抗毀 性測度方法，將原有的軌道交通抗毀性評價方法改進(jìn)為基于站點(diǎn)服務(wù)能力權(quán)重及"站點(diǎn)-線 路"關(guān)系的綜合測度方法，以克服既有測度方法中對網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)權(quán)考慮不足的局限性，但該方法 也未曾給出提升網(wǎng)絡(luò)抗毀性的具體方法。
[0007] 因此，需要一種能夠?yàn)榛橹鱾涞?條業(yè)務(wù)通道同時故障提供保護(hù)的電力通信網(wǎng) 的技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種面向雙通道故障的電力通信網(wǎng) 規(guī)劃方法，包括步驟:A.傳輸網(wǎng)拓?fù)渲须p業(yè)務(wù)通道同時發(fā)生故障;B.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu) 化目標(biāo);C.求解優(yōu)化通道路徑;D.構(gòu)建優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
[0009] 步驟A中：傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銰 (V，E)中的雙業(yè)務(wù)通道同時發(fā)生故障時，雙業(yè)務(wù)通道同時 故障的路徑集合為
：其中，V是節(jié)點(diǎn)集合，E是路徑集合，eF，F(xiàn)為業(yè)務(wù)通道 故障的路徑集合。
[0010] 步驟C包括:按下式構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：
[0014] R1和心分別表示網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械牡趇個環(huán)和第j個環(huán)，1，拆{〇，1，2，-_，1?-1};1?為傳輸 網(wǎng)拓?fù)渲斜Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)的最大候選環(huán)數(shù)；
表示通道(α，β)在第i個環(huán)上；表示通道(α，β)不在 第i個環(huán)上；
表示通道(u，v)在第i個環(huán)上；<,,==〇表示通道(u，v)不在第i 個環(huán)上；
[0016] 約束條件中的整數(shù)線性的規(guī)劃包括:a)線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃均無可行解，不滿足 所述約束條件;b)線性規(guī)劃有最優(yōu)解，且符合整數(shù)規(guī)劃的整數(shù)可行解，滿足所述約束條件； c)線性規(guī)劃有最優(yōu)解，但不符合整數(shù)規(guī)劃的整數(shù)可行解的目標(biāo)函數(shù)值。
[0017] 用觀察法求得整數(shù)可行解
其中，11，￥為所述網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)。
[0018] 步驟c)包括:利用分枝定界法求解符合整數(shù)可行解的目標(biāo)函數(shù)值;分枝定界法包 括:分枝和剪枝。
[0019] 利用迭代算法求解整數(shù)可行解的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值;基于最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值建立優(yōu)化 結(jié)構(gòu)G(Vp，Ep);其中，Vp為優(yōu)化結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)集合，Ep為優(yōu)化結(jié)構(gòu)中的路徑集合。
[0020] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0021] 1、本發(fā)明的算法有效的控制了雙業(yè)務(wù)通道同時故障對業(yè)務(wù)持續(xù)可用的影響，提高 了電力通信網(wǎng)的抗毀性，同時提高了資源利用率。
[0022] 2、本發(fā)明建立了能夠抵御業(yè)務(wù)發(fā)生雙業(yè)務(wù)通道同時故障的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模型，并結(jié)合 分枝定界法給出了該問題的求解方法。
[0023] 3、本發(fā)明有效控制了業(yè)務(wù)通道所需的路徑數(shù)，提升了網(wǎng)絡(luò)利用率，還設(shè)計(jì)了保護(hù) 路徑搜索算法，有效控制了算法的時間復(fù)雜度。
[0024] 4、本發(fā)明在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度為3的情況下，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)在雙業(yè)務(wù)通道同時故障 下不發(fā)生中斷，有效的解決了電力通信網(wǎng)抵御N-2故障的問題。
【附圖說明】
[0025]圖1為傳統(tǒng)保護(hù)方法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0026]圖2為本發(fā)明所提算法規(guī)劃的拓?fù)鋱D。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的試驗(yàn)電源作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0028]設(shè)傳輸網(wǎng)拓?fù)鋱D為G(V，E)，V是節(jié)點(diǎn)集合(代表傳輸設(shè)備集合），E是路徑集合(代表 業(yè)務(wù)通道途徑的路徑集合）
為雙業(yè)務(wù)通道同時故障的路徑對集合，其中，
'為業(yè)務(wù)通道故障的路徑集合。
[0029]本發(fā)明意在傳輸網(wǎng)拓?fù)銰中建立一個保護(hù)結(jié)構(gòu)6(￥[>3[0,6(￥ [53[0中的業(yè)務(wù)在發(fā)生 雙業(yè)務(wù)通道同時故障后，仍不發(fā)生中斷，并且減少業(yè)務(wù)通道所需的路徑數(shù)，即減少冗余網(wǎng)絡(luò) 資源數(shù)量，其中Vp是保護(hù)結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)集合(代表傳輸設(shè)備集合），E P是保護(hù)結(jié)構(gòu)中的路徑集 合(代表業(yè)務(wù)通道途徑的路徑集合）。
[0030] 構(gòu)建保護(hù)結(jié)構(gòu)的方法如下：
[0031] 設(shè)R為G(Vp，Ep)的最大候選環(huán)數(shù)，i，j為環(huán)的序號i，je{〇，l，2，**，R-}l，
表示通道(u，v)在環(huán)i上，即（u，v) ER1,R1是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械牡趇個環(huán)。
[0035] 優(yōu)化目標(biāo)的含義為:求一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)G(Vp，Ep)，其中的通道數(shù)最少。約束條件的含 義為：
[0036] 第一個約束:表示Vp中任意節(jié)點(diǎn)u至少在3個環(huán)上，該節(jié)點(diǎn)的度d(u) 2 3;
[0037] 第二個約束:表示每條通道路徑