基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，属于电力通信网领域。该方法包括步骤：S1：按照业务权重对需要分配的路由进行排序，保证重要的业务先分配；S2：基于K路最短路径算法对该业务选取前K条最优路由，然后进行筛选；S3：排序完成后选取前两条路由，分别使用改进的Bhandri最大不相交路由算法为两条路由选取备用路由，然后选择相交度最小的双路由作为该业务的主备用路由；S4：所有业务分配完成，结束；否则，跳转至步骤S2。本发明专利技术主路由能够保证最大化服务质量并尽可能降低通道压力，使得全网的通道压力一定程度保持均衡，备用路由能够作为备份而及时切换，保证相交度最小。

Multi constraint based standby routing configuration for power communication services

The invention relates to a multi constraint based standby routing configuration method for electric power communication services, which belongs to the field of electric power communication network. The method comprises the steps of: S1: according to business needs to allocate weights to the routing sort, ensure important business distribution; S2: K shortest path algorithm to select the first K optimal routing of the business based on, and then screened; S3: select the top two ranking after the completion of the route, then use the improved Bhandri the maximum disjoint routing algorithm selects alternate route two route, then choose the intersection of dual route with the minimum degree as the main alternate route of the business; S4: all business assignment, end; otherwise, jump to step S2. The main route of the invention can ensure the maximum service quality and reduce the channel pressure as much as possible, so that the channel pressure of the whole network is balanced to a certain extent, and the alternate route can be switched as a backup in time to ensure the minimum intersection degree.

【技术实现步骤摘要】
基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法
本专利技术属于电力通信网领域，涉及基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法。
技术介绍
随着智能电网的快速发展，电力系统呈现出多系统间协同通信日益频繁的特点。电力系统生产部门也对电力通信网提出了更高的要求和标准。所以，在智能电网中，如何有效降低电力通信安全风险成为电力系统亟需解决的问题之一。并且，随着电力系统的规模不断扩大，现阶段的路由算法难以满足需求的不断提高，因此，提高电力通信网的业务服务质量并进一步降低网络风险以适应不断扩大的需求是目前的主要的研究方向。按照电力行业的要求，电力通信网中的关键业务如继电保护等需要配置主备用双路由来保证该业务的高可靠性。其次，需要结合设备老化情况、动力环境情况、光缆特性(如是否同类型光缆、是否跨高速/高铁光缆等)等电力通信网中的特殊因素来规划路由。针对以上问题并结合电力通信网的实际状况，提出一种基于多条件约束下的最大不相交主备用路由算法。为了解现有技术的发展状况，对已有的专利进行了检索、比较和分析，筛选出如下与本专利技术相关度比较高的技术信息：技术方案1：专利号为CN201611109932.5的专利《一种多约束电力通信业务最大不相交双路由配置方法》，该专利技术提出一种电力通信网的双路由配置方法及装置，属于电力通信
本专利技术在最大不相交算法的基础上进行改进，以时延和风险度为权值，在电力通信网的网络拓扑中对现有业务进行路由规划，选出业务的主路径和备用路径。本专利技术通过在Bhandari算法中增加时延和风险的约束，能够得到两条不相交的路径，且主路径时延最短，备用路径风险度最小，保障了电力通信网业务的正常传输，使之更适合电力通信网业务路由配置。技术方案2：专利号为CN201510599548.7的专利《一种多约束电力通信业务最大不相交双路由配置方法》，该专利技术提出一种多约束电力通信业务最大不相交双路由配置方法，该方法包括：构建网络拓扑模型；选取r维权值，建立网络Gr；获取网络Gr中请求配置的双路由业务集合，根据实际需求设置业务重要度；按照业务重要度排序，获得当前配置业务信息；通过改进的Bhandari最大不相交算法进行双路由预选取；采用改进的KSP算法获得多组满足多约束条件的最大不相交双路由集合；对所述最大不相交双路由集合进行筛选；输出配置结果。本方法能够在任意电力通信网中为业务分配满足多重约束的最大不相交双路由，最大限度地保障业务正常可靠地运行。技术方案3：专利号为CN201110129535.5的专利《实现多约束QoS路由选择的优化方法及装置》，该专利技术公开了一种实现多约束路由选择的优化方法及装置，所述方法为：根据预测模型信息获取当前网络的拓扑结构及链路参数；根据所确定的拓扑结构及链路参数建立相应的多约束QoS路由模型，并构造惩罚函数将多约束条件转化，建立对路径进行评价的适应度函数；利用深度优先搜索法获得初始可行路径，初始化粒子群；计算各粒子适应度值，并找出各粒子邻居的最优适应度值；利用GA-PSO算法从初始可行路径开始进行迭代求解，并进行自然选择与变异操作；最后找出满足条件的适应值最优的路径，实现多约束条件下的最优路由选择，按找到的路由执行。方案1虽然能够综合考虑电力通信网的时延和风险因素，有效地降低电力通信网的风险，但是，主路由仅考虑时延因素会导致部分链路承载业务过于集中而导致拥塞，使得业务分布不均匀，网络风险大大提高；方案2考虑的是主备用路由的相交度和可靠度，没有清楚的说明多种约束在冲突时如何选择最优方案；方案3同对各类约束指标进行了说明，给出了一套选择最优路由的方法，但并没有降低路由风险同时也造成了最优路由的承载业务过多的情况。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，结合电力通信网的特点，降低通信网络的通道压力，使得电力通信网业务分布均衡度更好，同时关键业务提供主备用路由机制，更好的提高了业务服务质量，有效提高了电力通信网的性能。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，该方法包括以下步骤：S1：按照业务权重对需要分配的路由进行排序，保证重要的业务先分配；S2：基于K路最短路径(Kshortestpaths,KSP)算法对该业务选取前K条最优路由，即压力最小的路由，然后进行筛选；筛选条件为：将前K条业务按照0/A光缆切换次数从小到大排序，在切换次数相等的情况下，按照是否跨越高速高铁排序，如果没有跨越高速高铁的路由的通道压力比跨越高速高铁的路由的通道压力低或者不高于某个合适的常数C，则将高通道压力的路由排序到前面；但是，若没有跨越高速高铁的路由的标准并行接口(StandardParallelPort,SPP)值比跨越高速高铁的路由的SPP值大于等于常数C，则还是将跨越高速高铁的路由排序到前面；S3：排序完成后选取前两条路由，分别使用改进的Bhandri最大不相交路由算法为两条路由选取备用路由，然后选择相交度最小的双路由作为该业务的主备用路由；S4：所有业务分配完成，结束；否则，跳转至步骤S2。进一步，所述改进的Bhandri最大不相交路由算法为：S301：在网络拓扑图中，调用基于多约束和通道压力路由算法得到一条路径，设得到最优路径route1，A-B-D-G-M-N；S302：采用节点分裂法修改网络中相关节点和边的值，具体方法为：规定路径中由起点到终点的方向为正向，相反方向为反向；route1路径上除去起点和终点外的其他点一分为二，设B分裂为B1与B2，B1指向B2为正向，正向边的权值设置为b0，B2指向B1方向为反向，权值为0；route1中所有链路的反向权值改为原来权值的相反数，链路的正向权值改为a0；其余不是route1最短路径的节点，若与route1上的节点有边，则将以有向边的形式更改网络拓扑图，单向边在方向上要形成环路，且一定是B1→B2，而边的权值不变；a0和b0满足条件：设为全网所有边eij的权值之和，设C为一常数，大于主备用路由的公共链路个数，为保证满足条件，使得C＝min{nroute1,nroute2}，即C为主备用路由中链路个数少的一条路由的链路个数，则a0和b0：S303：在更正后的网络拓扑图中，调用dijsktra算法，得到路径route2，A-B1-B2-C-D1-D2-H-M1-G2-K-N，然后将分裂点合并还原，则route2，A-B-C-D-H-M-G-K-N；S304：只保留route1和route2的节点和边，route1和route2的公共链路权值设置为a0，然后调用Dijsktra算法，得到最终的备用路由为A-B-C-D-G-K-N；保证RID是最小的，即最大不相交；S305：找到备选路由以后，将压力值更新到网络拓扑中。本专利技术的有益效果在于：本专利技术结合了电力通信网的特点，从多个电力通信网特有的因素分析并规划了主备用路由的选取，主路由能够保证最大化服务质量并尽可能降低通道压力，使得全网的通道压力一定程度保持均衡，备用路由能够作为备份而及时切换，保证相交度最小。针对某省电网拓扑结构进行了网络建模和仿真分析。从业务通道总压力，业务通道均衡度，关键业务可靠性，主备用路由相交度三个角度来分析了算法的性本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：按照业务权重对需要分配的路由进行排序，保证重要的业务先分配；S2：基于K路最短路径(K shortest paths,KSP)算法对该业务选取前K条最优路由，即压力最小的路由，然后进行筛选；筛选条件为：将前K条业务按照0/A光缆切换次数从小到大排序，在切换次数相等的情况下，按照是否跨越高速高铁排序，如果没有跨越高速高铁的路由的通道压力比跨越高速高铁的路由的通道压力低或者不高于某个合适的常数C，则将高通道压力的路由排序到前面；但是，若没有跨越高速高铁的路由的标准并行接口(Standard Parallel Port,SPP)值比跨越高速高铁的路由的SPP值大于等于常数C，则还是将跨越高速高铁的路由排序到前面；S3：排序完成后选取前两条路由，分别使用改进的Bhandri最大不相交路由算法为两条路由选取备用路由，然后选择相交度最小的双路由作为该业务的主备用路由；S4：所有业务分配完成，结束；否则，跳转至步骤S2。

【技术特征摘要】
1.基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：按照业务权重对需要分配的路由进行排序，保证重要的业务先分配；S2：基于K路最短路径(Kshortestpaths,KSP)算法对该业务选取前K条最优路由，即压力最小的路由，然后进行筛选；筛选条件为：将前K条业务按照0/A光缆切换次数从小到大排序，在切换次数相等的情况下，按照是否跨越高速高铁排序，如果没有跨越高速高铁的路由的通道压力比跨越高速高铁的路由的通道压力低或者不高于某个合适的常数C，则将高通道压力的路由排序到前面；但是，若没有跨越高速高铁的路由的标准并行接口(StandardParallelPort,SPP)值比跨越高速高铁的路由的SPP值大于等于常数C，则还是将跨越高速高铁的路由排序到前面；S3：排序完成后选取前两条路由，分别使用改进的Bhandri最大不相交路由算法为两条路由选取备用路由，然后选择相交度最小的双路由作为该业务的主备用路由；S4：所有业务分配完成，结束；否则，跳转至步骤S2。2.根据权利要求1所述的基于多约束的电力通信业务备用路由配置方法，其特征在于：所述改进的Bhandri最大不相交路由算法为：S301：在网络拓扑图中，调用基于多约束和通道压力路由算法得到一条路径，设得到最优路径route1，A-B-D-G-M-N；S302：采用节点分裂法修改网络中相关节点和边的值，具体方法为：规定路径中由起点到终点的方向为正向，相反方向为反向；route1路径上除去起...

【专利技术属性】
技术研发人员：董武，刘旭，刘晴，彭迪栎，蔡诚，陈登墀，唐琪，许强，何翔聆，李赟，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52