一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法技术

本发明专利技术涉及一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，属于网络技术领域。该方法包括以下步骤：S1：建立耦合网络模型：建立电力网络模型，建立整体网络模型，细化整体网络模型；S2：分析耦合网络模型：分别给出电力系统节点故障和通信网络节点故障的明确定义；在此基础上分析故障形成的必要条件；基于避免或者抑制故障的发生和优化通信子网的考虑，采用破坏必要条件的思想，引入了虚拟骨干网概念；最后提出重要节点组备份优化策略。本发明专利技术基于复杂网络理论，综合考虑了光缆的物理属性对电力通信网的影响，提出了电力通信网的重要节点组备份优化算法，在故障攻击情况下更好地抑制级联故障的产生，有效地提高了电力通信网的鲁棒性。

An anti attack communication network fault cascade risk impact analysis method

The invention relates to an anti attack communication network fault cascade risk impact analysis method, which belongs to the field of network technology. The method comprises the following steps: S1, a coupled network model: to establish the model of electric power network, the establishment of the overall network model, refine the overall network model; S2: analysis of coupled network model: define the power system communication network node failure and node failure; the necessary conditions on the basis of the analysis of fault formation; avoid or suppress the fault and optimization of communication network based on the consideration of the destruction of the necessary condition of the thought, introduced the virtual backbone network concept; finally, an important node group backup optimization strategy. The invention is based on complex network theory, considering the influence of physical properties of fiber optic cable in electric power communication network, the power communication network is an important node in the backup group optimization algorithm, a better suppression of cascading failure fault under the attack, effectively improves the robustness of the electric power communication network.

【技术实现步骤摘要】
一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法
本专利技术属于网络
，涉及一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法。
技术介绍
智能电网是耦合电力系统和通信网络的网络，而且通信网络中的路由器等网络设备需要电力系统供电，而电力系统的调度和智能决策需要通信网传输和控制，因此，电力网络与通信网络形成了异构耦合的互依互利网络。互依耦合的独特性质吸引了众多研究者的关注。部分研究者探讨了互利和异构网络中边的耦合关系，也有研究者对配备了智能电子设备IEDs和柔性交流电输电系统FACTS等高级智能设备的变电子站的耦合系统进行了研究。但是，目前大部分研究忽略了对内部节点相互影响的研究，导致在进行优化决策与故障管理时，过于关注具体的业务分配，忽略了底层拓扑结构的重要性。针对这个问题，由于智能电网的完整工作依赖于电力网络和通信网络互依耦合的整体网络，且在数据传播与信息交流过程中电力网络和通信网络中的节点相互影响，因此，有必要对复杂的电力系统进行抽象建模，理解电网中电力节点与通信节点的相互影响，数据传播以及故障产生的过程。然后，在此基础上，基于电力通信网故障级联问题以及网络架构不合理现象，基于复杂网络理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：建立耦合网络模型：建立电力网络模型，建立整体网络模型，细化整体网络模型；S2：分析耦合网络模型：分别给出电力系统节点故障和通信网络节点故障的明确定义；在此基础上分析故障形成的必要条件；基于避免或者抑制故障的发生和优化通信子网的考虑，采用破坏必要条件的思想，引入了虚拟骨干网概念；最后提出重要节点组备份优化策略。

【技术特征摘要】
1.一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：建立耦合网络模型：建立电力网络模型，建立整体网络模型，细化整体网络模型；S2：分析耦合网络模型：分别给出电力系统节点故障和通信网络节点故障的明确定义；在此基础上分析故障形成的必要条件；基于避免或者抑制故障的发生和优化通信子网的考虑，采用破坏必要条件的思想，引入了虚拟骨干网概念；最后提出重要节点组备份优化策略。2.根据权利要求1所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：所述节点故障的明确定义为：(1)优化后的电力故障传播(PowerFaultPropagation，PFP)模型节点故障示性函数δ(x)表示为：(2)相关函数corr定义为：其中vj、vi为电力节点，Vc、Vp为节点集合，Epc为两个耦合网络之间的链接，Epc＝{(u,v)|u∈Vp,v∈Vc}，其中u为电力节点。3.根据权利要求1所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：所述故障形成的必要条件为：(1)电力故障处理机制不能处理的故障问题发生时，在互依耦合网络中，在同一时间至少存在一个故障对；(2)在互依耦合网络中存在与数据传输有关的关键路径。4.根据权利要求3所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：所述关键路径为：其中Sj为电站，Ri、Ri+1为节点，Ge为发电厂。5.根据权利要求4所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：对所述关键路径求解：S201：通过启发式的方式在通信子网中解决2支配集生成，得出中间结果集G1，此时G1一定满足约束1，即电力故障处理机制不能处理的故障问题发生时，在互依耦合网络中，在同一时间至少存在一个故障对，在G1的基础上求解也一定满足约束1；S202：基于G1，计算(1，2)-CDS，记为G2；即1连通2支配集合，最小连通支配集为(1，1)-CDS；S203：基于G2，综合物理约束，得出最终结果Gx；最终结果给出两个集合：G2与Gx，并在算法评估方面对二者进行对比。6.根据权利要求5所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：所述步骤S201具体为：输入G＝(Vp∪Vc,Ec∪Epc)，求解G1：(1)根据Epc进行排序整理，找到所有连接的路由节点并根据其与电力节点的耦合次数进行排序；(2)考察电力节点集合，根据其中的电力节点与通信节点的相连的度分别进行考虑：a)如果度为1，说明该电力节点只与一个通信节点相连，出于网络连通的考虑，将该电力节点连接的通信节点加入G1，避免该电力节点将会成为孤立点；b)如果度为2，说明电力节点只与两个通信节点相连，将该电力节点连接的两个通信节点都加入G1；c)如果度大于等于3，说明电力节点与多个通信节点相连，将该电力节点集合记录下来并进行考察：i)假设在其中已经存在两个通信节点进入了G1，那么当前结果集满足2支配，不需要再加入G1；ii)假设只有一个或没有已存在节点进入G1，那么对这些未进入节点进行排序，根据其相连的电力节点个数，选择排名前列的加入G1。7.根据权利要求6所述的一种抗攻击的通信网故障级联风险影响分析方法，其特征在于：所述步骤S202具体为：输入G1，求解(1，2)-CDS，记为G2：(1)初始化G2＝G1；考察G2的具体结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，董武，汤玮，唐洁瑶，刘璐，袁汉云，刘康，刘晴，
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