一种电力通信网中关键节点识别方法技术

本发明专利技术公开了一种电力通信网中关键节点识别方法，所述方法包括：步骤1：基于电力通信网信息，构建电力通信网节点重要度评价体系；步骤2：基于电力通信网节点重要度评价体系，构建规范化矩阵；步骤3：基于熵权法和层次分析法，综合确定指标权重；步骤4：将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵；步骤5：基于加权规范化矩阵，计算获得节点重要度排序，基于排序结果识别出关键节点，实现了准确对电力通信网中关键节点进行识别的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电力通信网中关键节点识别方法
本专利技术涉及电力通信网络性能分析领域，具体地，涉及一种电力通信网中关键节点识别方法。
技术介绍
对复杂网络的研究，现有方法多是对于节点的度，介数，特征向量等常规指标的研究，具有普适性，然而由于没有考虑到网络节点的行业特点，因此这些研究对于实际网络，如电力通信网等并不能做出全面有效的评价。而对于电力通信网的研究，现有方法多是仅仅在通信层面考虑问题，导致考虑不全面准确性较差。综上所述，本申请专利技术人在实现本申请专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：在现有技术中，现有的电力通信网中关键节点识别方法存在准确性较差的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电力通信网中关键节点识别方法，解决了现有的电力通信网中关键节点识别方法存在准确性较差的技术问题，实现了准确对电力通信网中关键节点进行识别的技术效果。为解决上述技术问题，本申请提供了一种电力通信网中关键节点识别方法，所述方法包括：步骤1：基于电力通信网信息，构建电力通信网节点重要度评价体系；步骤2：基于电力通信网节点重要度评价体系，构建规范化矩阵；步骤3：基于熵权法和层次分析法，综合确定指标权重；步骤4：将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵；步骤5：基于加权规范化矩阵，计算获得节点重要度排序，基于排序结果识别出关键节点。其中，本申请中的电力通信网中关键节点识别方法，首先基于电力通信网信息，构建电力通信网节点重要度评价体系，利用全面的评价体系保障了评价的全面，进而保障评价的准确性；然后基于电力通信网节点重要度评价体系，构建规范化矩阵；然后基于熵权法和层次分析法，综合确定指标权重；然后将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵；然后基于加权规范化矩阵，计算获得节点重要度排序，基于排序结果识别出关键节点，即本申请中的方法通过全面的评价体系，加上规范化的矩阵，然后通过合理的熵权法和层次分析法确定指标权重，构造出了准确的加权规范化矩阵，基于准确的加权规范化矩阵，计算获得准确的节点重要度排序，进而识别出准确的关键节点。进一步的，所述电力通信网节点重要度评价体系包括：目标层、准则层、指标层；其中，目标层为节点重要度水平；目标层下的准则层包括：点类别因素、站点负荷因素、节点拓扑位置；站点类别因素下的指标层包括：站点等级、站点规模两个指标；站点负荷因素下的指标层包括：负荷等级、负荷大小两个指标；节点拓扑位置下的指标层包括：度中心度、紧密中心度、中介中心度三个指标。进一步的：度中心度CDi为CDi＝ki/(N-1)，其中，定义节点i与其他节点直接相关联的边数为k，；紧密中心度CCi为定义节点i到节点j的最短路径中包含边的数量为dij；中介中心度CBi为定义网络中任意两节点j和k之间最短路径总数为gjk，其中，经过节点i的最短路径条数为gjk(i)。进一步的，所述步骤2具体包括：设电力通信网节点重要度水平评价体系中，总共有N个节点，a表示准则层的第a项分类指标，准则层每项指标下有m个分类细化指标，i、j分别表示第i个节点，第j个分类细化指标；构造第a项指标的决策矩阵Xa：对决策矩阵Xa进行标准化处理，构成规范决策矩阵Ra＝(rij)N×m：对于效益型指标：对于成本型指标：其中，xijmax＝max{xij|1≤i≤N}，xijmin＝min{xij|1≤i≤N}。进一步的，所述步骤3具体包括：将准则层第a项指标下的各个指标两两比较，构造出比较判断矩阵A；计算比较判断矩阵A满足等式Aw1＝λmaxw1的最大特征根λmax和对应的特征向量w1，w1即是单排序权值；进行一致性检验，计算一致性指标其中，m为比较判断矩阵的阶数；计算一致性比率其中，RI为平均随机一致性指标；当CR＜0.1时，则判断矩阵具有满意的一致性，将w1归一化，得到主观权重waj'；计算第a项分类指标的第j个分类细化指标的熵值：其中，k＝1/InN，得到熵权向量的计算公式如下：确定综合权重：其中，waj满足0≤waj≤1，进一步的，所述步骤4具体为：将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵Ya：进一步的，所述步骤5具体包括：获得每个节点准则层各指标的相对贴近度，并将相对贴近度作为节点重要度的指标值，组成新的决策矩阵X＝(xij)N×M；进行规范化处理，得到规范化决策矩阵R＝(rij)N×M，计算各指标权重W，得到加权规范化矩阵Y＝(yij)N×M；计算出每个节点对相对贴近度Zi，获得节点重要度排序，进而识别出关键节点。进一步的，所述步骤5具体包括：基于加权规范化矩阵Ya，计算指标体系中第a项分类指标的正负理想解；正理想解：负理想解：其中，L＝{1,…,N}，；计算节点重要度水平体系中第a项分类指标值与正负理想值之间的欧式距离：到正理想解的距离：到负理想解的距离：得到每个节点第a项指标的相对贴近度：Zai＝D-ai/(D+ai+D-ai),i＝1,2,…N；得到每个节点准则层各指标的相对贴近度，分别计算出准则层站点类别因素，站点负荷因素，节点拓扑位置三个分类指标的相对贴近度，并以此作为节点重要度的指标值，组成新的决策矩阵X＝(xij)N×M，进行规范化处理，得到规范化决策矩阵R＝(rij)N×M，计算各指标权重W，得到加权规范化矩阵Y＝(yij)N×M，最后计算出每个节点对相对贴近度Zi，从而得出节点重要度排序，识别出关键节点。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：现有技术中的方法没有从电力通信网与电网的特殊关系分析节点的重要性，未能考虑网络节点自身地位和作用的区别，因此不能全面有效地反应出通信节点在拓扑层的重要性。而本申请中的方法将电力通信网的拓扑结构和节点行业特点结合起来，更准确的识别电力通信网中的关键节点。进一步的，由于电力通信网属于复杂网络的范畴，因此具备很多复杂网络的拓扑特点，又由于其是电力系统的通信专网，又具备较强的行业特点，因此在评价网络中节点重要度的时候，本申请将网络拓扑结构与通信网实际相结合，能够得到准确的评价结果，并且，权重的确定对于评价结果有很大的影响，本申请好的方法确立一个更为综合性的权重值，保障了评价结果的科学性、合理性。进一步的，本方法将电力通信网的拓扑结构与电网影响因子结合起来，得到一个电力通信网节点重要度的评价方法，该方法既考虑了复杂网络的拓扑结构，又考虑了通信节点所在站点因素，更具有全面性、有效性，能够更为准确的识别电力通信网中重要的节点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中电力通信网节点重要度评价体系示意图；图2是本申请中基于TOPSIS算法的电力通信网节点重要度评价流程示意图；图3是本申请中电力通信网拓扑结构示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种电力通信网中关键节点识别方法，解决了现有的电力通信网中关键节点识别方法存在准确性较差的技术问题，实现了准确对电力通信网中关键节点进行识别的技术效果。为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：基于电力通信网信息，构建电力通信网节点重要度评价体系；步骤2：基于电力通信网节点重要度评价体系，构建规范化矩阵；步骤3：基于熵权法和层次分析法，综合确定指标权重；步骤4：将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵；步骤5：基于加权规范化矩阵，计算获得节点重要度排序，基于排序结果识别出关键节点。

【技术特征摘要】
1.一种电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：基于电力通信网信息，构建电力通信网节点重要度评价体系；步骤2：基于电力通信网节点重要度评价体系，构建规范化矩阵；步骤3：基于熵权法和层次分析法，综合确定指标权重；步骤4：将权重向量与规范化矩阵结合，构造加权规范化矩阵；步骤5：基于加权规范化矩阵，计算获得节点重要度排序，基于排序结果识别出关键节点。2.根据权利要求1所述的电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于，所述电力通信网节点重要度评价体系包括：目标层、准则层、指标层；其中，目标层为节点重要度水平；目标层下的准则层包括：点类别因素、站点负荷因素、节点拓扑位置；站点类别因素下的指标层包括：站点等级、站点规模两个指标；站点负荷因素下的指标层包括：负荷等级、负荷大小两个指标；节点拓扑位置下的指标层包括：度中心度、紧密中心度、中介中心度三个指标。3.根据权利要求2所述的电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于：度中心度CDi为CDi＝ki/(N-1)，其中，定义节点i与其他节点直接相关联的边数为k，CDi为节点i的度中心度；ki为节点i的度，N为网络中节点总数目；紧密中心度CCi为定义节点i到节点j的最短路径中包含边的数量为dij；中介中心度CBi为定义网络中任意两节点j和k之间最短路径总数为gjk，其中，经过节点i的最短路径条数为gjk(i)。4.根据权利要求1所述的电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：设电力通信网节点重要度水平评价体系中，总共有N个节点，a表示准则层的第a项分类指标，准则层每项指标下有m个分类细化指标，i、j分别表示第i个节点，第j个分类细化指标；构造第a项指标的决策矩阵Xa：对决策矩阵Xa进行标准化处理，构成规范决策矩阵Ra＝(rij)N×m：对于效益型指标：对于成本型指标：其中，xijmax＝max{xij|1≤i≤N}，xijmin＝min{xij|1≤i≤N}。5.根据权利要求1所述的电力通信网中关键节点识别方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：将准则层第a项指标下的各个指标两两比较，构造出比较判断矩阵A；计算比较判断矩阵A满足等式Aw1＝λmaxw1的最大特征根λmax和对应的特征向量w1，w1即是单排序权值；进行一致性检验，计算一致性指标其中，m为比较判断矩阵的阶数；计算一致性比率其中，RI为平均随机一致性指标；当CR<...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔力民，李珊君，李路民，张玮，王鑫，张海波，宋广磊，邵海涛，
申请(专利权)人：国网新疆电力公司信息通信公司，四川大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65