基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法技术

本发明专利技术提供了一种基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，其特征在于：包括：S1：确定区域的正常峰值话务量，然后确定所需的基站数量；S2：确定应用于该区域的基站；S3：采集在该区域中注册到这些基站的移动终端的号码；S4：针对这些号码中不同号码之间的呼入、呼出的通话数量，采用PageRank算法计算得到各号码的PageRank值；依据PageRank值对所有号码进行分级；S5：依据不同的话务量情况下的基站的承载能力，确定允许通话的号码数量；S6：优先允许一预设白名单中的号码进行通话；针对剩余的允许通话的号码数量：依据预先设定的规则，级别允许其中几个级别的号码通话。

【技术实现步骤摘要】
基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法
本专利技术涉及无线通讯领域，尤其涉及一种基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法。
技术介绍
随着各种恐怖袭击事件、飓风海啸等突发事件的发生，通信系统也往往受到不同程度的破坏，甚至处于基本瘫痪状态，给后续的很多应急事件处理及救援工作带来了许多障碍；此外，在日益频繁的体育赛事、演唱会等大型活动期间，通信系统也往往出现瞬时骤增的话务需求。因此，政府和运营商对应急通信机制的研究的重视度也不断提高。应急通信是指在由于人为或自然原因导致的突发紧急情况发生时，由于通信需求在一定时间段内骤然增加，必须科学合理利用各种通信资源、通信手段和通信策略的一种系统。研究表明，美国针对类似“911”等突发的通信拥塞和破坏事件，对公众无线业务进行优化，主要采取了以WPS(WirelessPriorityService无线优先服务)为代表的应急通信措施，在应急通信情况下优先保障应急通信用户的无线通信处于优先服务，提高其呼叫成功率。例如，在2005年卡特里娜飓风发生时，四千多个应急保障用户接受了WPS服务，呼叫成功率由当时普通用户高峰移动电话呼叫成功率的不足10％提高到＝84％。英国是采取ACCOLC(AccessOverloadControl，接入超载控制)的通信网络管理方案，对持有特殊SIM卡的人员提供“优先”服务。日本则利用限制通话时长的方法来减少话务拥塞，主要策略是缩短用户单次的通话时长，可以让更多的人能够通话，同时在通话时长控制的机制中保障高优先级的通话，限制普通的通话。我国在大型应急通信保障研究方面起步较晚，且关注点往往集中在无线通信的硬件方面，对于策略研究较少涉猎。例如，在汶川地震后，移动通信运营商在全国范围内建设了一定数量的超级基站，应对洪水、地震等自然灾害，保障在应急通信时设备的正常使用。然而，一方面超级基站数量有限，另一方面由于地震等自然灾害及大型运动会、演出活动的出现地点时常迁移，导致紧急情况下出现“潮涌”通话需求时，现有的公众通信网络基本无法正确将应急指挥、救援的呼叫与一般通话需求加以区分，使得重要的呼叫需求被整个网络的通信拥塞所淹没，错过了突发事件的最佳处理时机。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何在保证应急通信系统中重要呼叫的优先通话并对其余呼叫进行选择性排序。为了解决这一技术问题，本专利技术提供了一种基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，包括：准备阶段：S1：确定区域的正常峰值话务量，然后根据该正常峰值话务量确定所需的基站数量；S2：根据所需的基站数量确定应用于该区域的基站；S3：采集在该区域中注册到这些基站的移动终端的号码；S4：调取这些号码一段时间内的通话记录，针对这些号码中不同号码之间的呼入、呼出的通话数量，采用PageRank算法计算得到各号码的PageRank值；从而将号码区分为不同的级别；应急阶段：S5：依据不同的话务量情况下的基站的承载能力，确定允许通话的号码数量；S6：优先允许一预设白名单中的号码进行通话；针对剩余的允许通话的号码数量：依据预先设定的规则，允许其中几个级别的号码通话；对于其他级别的号码，以一定的比例允许其中一个或几个级别的号码通话。可选的，在所述步骤S1中，所述峰值话务量由区域内的正常峰值人数、相应通讯运营商的市场占有率以及依据特定呼损率确定的单用户话务量三者的乘积来确定。可选的，在所述步骤S1中，还包括确定一话务量标准值作为判断是否为突发话务量的情况；在应急阶段，若大于该话务量标准值，则判定为突发话务量的情况，则实施步骤S5和S6；若不大于该话务量标准值，则判定为未发生突发话务量的情况，则允许所有号码通话。可选的，在所述步骤S4中，所述PageRank值通过以下公式获得：式中：p1,p2,...pn是被研究的电话号码，PageRank(pj)是Pj链入呼入通话的数量，L(Pj)是Pj链出呼出通话的数量，而N是所有通话的数量。由于存在一些出链为0，也就是那些不链接任何其他电话，但它却能够被许多电话呼叫(如114只有呼入没有呼出)。因此需要对PageRank公式进行修正，即在简单公式的基础上增加了阻尼系数q，q一般取值q＝0.85。PageRank值是一个特殊矩阵中的特征向量。这个特征向量为：R是如下等式的一个解：如果电话号码i有指向电话号码j的一个通话，则：l(pi，Pj)＝1。否则：l(pi，pj)＝0。本专利技术首次将该算法引入了应急通讯话务优先排序领域中。有效的提高了通信系统的使用效率，使得系统能够在突发事件时满足更多人的通信需求，基本能够保障应急通信的需求。可见，在应急通信出现的常见故障话务拥塞的应对研究中，将大数据分析的方法与社交网络最新研究成果想结合，通过PageRank算法制定科学的黑白名单策略来应对话务拥塞，可以有效的保障通信资源的最大利用。具体实施方式以下将具体介绍本专利技术的构思，其列举了一可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本专利技术精神和内容的范围内能够进行修改和润色。首先，先介绍下PageRank算法在无线通信话务拥塞应对中的原理：PageRank是一种在搜索引擎中根据网页之间相互的链接关系计算网页排名的技术。该技术最早由Google公司提出，主要用来标识网页的等级或重要性。其级别从1到10，PR值越高说明该网页的重要性越高。PageRank算法的基本理念是，将某页面的每一个链接都看作是对该页面的一次投票，一个页面被链接的次数越多，就意味着获得其他网页的投票越多，即就构成了所谓的“链接流行度”——用以显示多少人愿意将他们的网页和你的网页挂钩。换个角度来说，如果将网页看作一个个体的话，那么该个体在社交圈中认识的人越多，他在网络上就显得越发重要。基于这一理念，如果能够根据不同用户的重要程度及呼叫关系将每一个呼叫用户等效为一个个页面，就可以尝试使用PageRank算法对无线通信重要呼叫优先级进行排序，从而有效降低话务拥塞风险。例如，如果将移动电话的每一次不同电话号码间的通话连成一条拓扑线，那么再对海量的话务需求按照此法进行链接，即可发现通话网络间将形成若干个小社区群。而社区之间则通过一些关键用户沟通连结，这些关键用户具有大量的电话联通性。根据斯坦福大学提供的移动电话的社会化用户网络视图来源http://hci.stanford.edu/jheer/projects/vizster/)结合对移动通信服务机构所提供的通信记录统计分析，可以发现：第一，如果将位于通话社区群内的有诸多链接关系的关键用户去除，那么整个通话网络虽然不会解体但是通话效率将大大下降；第二，如果将通话社区外的关键用户去除，那整个通话网络很快将分解。也就是说，当应急通信风险发生时，如果要保障通信设施能够满足最高的话务——该区域所有人同时通话需求，那么根据测算，在现有的无线通信技术条件下，每1万人正态分布的区域共需建立约50个基站，这无论是从物理建设环境角度还是经济角度来看，均是不现实的。此外，由于通信设施的自身的处理能力远远小于大规模的同时通话需求，在出现突发事件时，整个移动通信网络将面临着类似互联网DDOS(DistributedDenialofService，分布式数据攻击)情形的语音攻击。也即是说，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，其特征在于：包括：准备阶段：S1：确定区域的正常峰值话务量，然后根据该正常峰值话务量确定所需的基站数量；S2：根据所需的基站数量确定应用于该区域的基站；S3：采集在该区域中注册到这些基站的移动终端的号码；S4：调取这些号码一段时间内的通话记录，针对这些号码中不同号码之间的呼入、呼出的通话数量，采用PageRank算法计算得到各号码的PageRank值；从而将号码区分为不同的级别；应急阶段：S5：依据不同的话务量情况下的基站的承载能力，确定允许通话的号码数量；S6：优先允许一预设白名单中的号码进行通话；针对剩余的允许通话的号码数量：依据预先设定的规则，允许其中几个级别的号码通话；对于其他级别的号码，以一定的比例允许其中一个或几个级别的号码通话。

【技术特征摘要】
1.一种基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，其特征在于：包括：准备阶段：S1：确定区域的正常峰值话务量，然后根据该正常峰值话务量确定所需的基站数量；S2：根据所需的基站数量确定应用于该区域的基站；S3：采集在该区域中注册到这些基站的移动终端的号码；S4：调取这些号码一段时间内的通话记录，针对这些号码中不同号码之间的呼入、呼出的通话数量，采用PageRank算法计算得到各号码的PageRank值；从而将号码区分为不同的级别；应急阶段：S5：依据不同的话务量情况下的基站的承载能力，确定允许通话的号码数量；S6：优先允许一预设白名单中的号码进行通话；针对剩余的允许通话的号码数量：依据预先设定的规则，允许其中几个级别的号码通话；对于其他级别的号码，以一定的比例允许其中一个或几个级别的号码通话。2.如权利要求1所述的基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述峰值话务量由区域内的正常峰值人数、相应通讯运营商的市场占有率以及依据特定呼损率确定的单用户话务量三者的乘积来确定。3.如权利要求1所述的基于PageRank算法的应急通讯话务优先排序方法，其特征在于：在所述步骤S1中，还包括确定一话务量标准值作为判断是否为突发话...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗红艳，林茂，钱涛，汤小兰，
申请(专利权)人：苏州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32