一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法技术

本发明专利技术提出了一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式；基于综合网络性能GNP的表达式构建优化策略数学模型；以网络潜在风险值的最小化作为优化策略数学模型的目标函数，采用限定解空间的遗传算法目标函数求解，得到备用路由采用路径的最优路径组合方案。该备用路由配置方法规划的路径健壮性比较强，安全性高，同时时延也满足要求，而且可以对全网多业务的备用路由进行同时配置。所述基于遗传算法的备用路由配置方法适用于对时延、安全性等综合特征要求很高的关键业务的备用路由配置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法
本专利技术属于通信领域，尤其涉及一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法。
技术介绍
电力通信网是服务于智能电网的通信专网，它的通信业务具有高级别的可靠性需求。尤其是对于线路继电保护、安全稳定控制等业务，单路由已经不能满足其安全生产的需求，往往还需要配置备用路由。当主路由发生故障中断时，迅速启用备用路由避免业务中断，由此能够极大程度地降低故障对业务的影响，保障电网安全、稳定地运行。目前，电力通信网在进行业务的备用路由规划时，主要包括最短双路由法和最大不相交双路由算法两种。然而这些方法均单一地考虑不相交度指标或时延指标，未考虑到通道压力、风险等因素，因此这些备用路由配置方法规划的路径健壮性较差，并不适用于对时延、安全性等综合特征要求很高的关键业务的备用路由配置。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术提出了一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，该备用路由配置方法规划的路径健壮性比较强，安全性高，同时时延也满足要求，而且可以对全网多业务的备用路由进行同时配置。所述基于遗传算法的备用路由配置方法适用于对时延、安全性等综合特征要求很高的关键业务的备用路由配置。所述路由分析方法包括：为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(eij)表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式；基于综合网络性能GNP的表达式构建优化策略数学模型；<br>以网络潜在风险值的最小化作为优化策略数学模型的目标函数，采用限定解空间的遗传算法目标函数求解，得到备用路由采用路径的最优路径组合方案。可选的，所述为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(eij)表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式，包括：定义通道压力Pr(eij)为链路eij的链路业务重要度总和与链路自身重要度的乘积，如公式一所示，Pr(eij)＝EBIij×EIij公式一；其中EBIij表示链路业务重要度，是链路eij上承载的所有业务的重要度总和；通过计算一条链路上所有业务重要度之和，得到一个表示链路上业务负载大小的量化指标，即链路业务重要度EBIij，如公式二所示，其中，S为所有路由路径经过边eij的业务的集合，EIij表示链路自身重要度，对于每一条链路，根据链路自身的特性，如光缆类型、光缆级别的不同，划分为不同的重要度级别，i、j、k、S的取值范围均为正整数；定义全网平均时延NAD如公式三所示，其中tij表示任意链路eij上的传输时延，|E|表示网络中链路的总数；平均时延NAD越低，网络的性能越好，以此作为衡量网络总体性能的其中一个因素；综上所述得到如公式四所示的综合网络性能GNP指标表达式，当通道压力均衡度和平均时延越小，综合网络性能GNP的值就越大，反映网络性能越好。可选的，所述基于综合网络性能GNP的表达式构建优化策略数学模型，包括：以网络潜在风险值的最小化作为优化策略的目标函数，并对相交度I、时延T和带宽B进行一定的限制；则本算法优化策略的数学模型如公式五所示，其中，s.t.In≤Ith,Tn≤Tth,Bn≤Bth。可选的，所述以网络潜在风险值的最小化作为优化策略数学模型的目标函数，采用限定解空间的遗传算法目标函数求解，得到备用路由采用路径的最优路径组合方案，包括：步骤1：初始化电力通信网的网络拓扑及遗传算法相关参数；步骤2：获取业务集合S，及其中各业务的起点与终点，初始化各业务路径集合Pi；步骤3：利用KSP算法为每条业务寻找除主路由外前k条时延最短的可选路径，构成各业务的路径集合Pi；步骤4：初始化种群；步骤5：计算每条染色体的适应度函数值；步骤6：依照适应度函数值，按照轮盘赌方法选择染色体复制到新群体；步骤7：依照概率随机选择多对染色体进行交叉并存入新群体；步骤8：依照概率随机选择多条染色体进行变异并存入新群体；步骤9：若循环代数已达到设定值，则执行步骤10，否则返回步骤5继续算法；步骤10：若循环代数已达到设定值，选择最新一次循环中适应度函数值最高的一条染色体解码输出作为最优解。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：该备用路由配置方法规划的路径健壮性比较强，安全性高，同时时延也满足要求，而且可以对全网多业务的备用路由进行同时配置。所述基于遗传算法的备用路由配置方法适用于对时延、安全性等综合特征要求很高的关键业务的备用路由配置。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提出的一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的结构作进一步地描述。实施例一本申请实施例提出了一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，如图1所示，所述路由分析方法包括：11、为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(eij)表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式；12、基于综合网络性能GNP的表达式构建优化策略数学模型；13、以网络潜在风险值的最小化作为优化策略数学模型的目标函数，采用限定解空间的遗传算法目标函数求解，得到备用路由采用路径的最优路径组合方案。为了抽象电力通信网中业务的备用路由配置问题，本文首先对电力通信网的网络拓扑进行建模，将电力通信网定义成为一个有权无向网络，并做出以下假设：1)一个发电厂、变电站、调度机构和光中继站等被抽象为通信网模型的一个节点，不考虑其光纤熔接点、配线架等无源设备。2)站点之间的通信线路是通信网的边，通信线路采用双向通信，即认为所有边为无向边。3)合并同一方向上的多条通信线路以消除多重边和自环。基于以上假设，电力通信网可以用节点数为N，链路数为M的网络拓扑图G(V，E)表示，其中V＝{v1,v2,……，vn}代表节点的集合，E＝{e1,e2,……，em}代表边的集合，边的权重由该条边上的传输时延决定，时延的计算方法参考文献[3]；两点之间的路径表示为pij，其中起点和终点分别为vi和vj。对业务建模如下：定义电力通信网上业务集合为S＝{s1,s2,……,sk}，其中单个业务类si有五种属性(start,end,path,path*,di)，它们分别代表业务的起点，终点，业务的主路由路径，备用路由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，其特征在于，所述路由分析方法包括：/n为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(e

【技术特征摘要】
1.一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，其特征在于，所述路由分析方法包括：
为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(eij)表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式；
基于综合网络性能GNP的表达式构建优化策略数学模型；
以网络潜在风险值的最小化作为优化策略数学模型的目标函数，采用限定解空间的遗传算法目标函数求解，得到备用路由采用路径的最优路径组合方案。


2.根据权利要求1所述的一种基于备用路由潜在风险评估模型的路由分析方法，其特征在于，所述为了对网络中承载业务的通道进行风险分析，得到对应每项业务的通道压力函数Pr(eij)表达式，结合全网平均时延NAD的定义，确定表征综合网络性能GNP的表达式，包括：
定义通道压力Pr(eij)为链路eij的链路业务重要度总和与链路自身重要度的乘积，如公式一所示，
Pr(eij)＝EBIij×EIij公式一；
其中EBIij表示链路业务重要度，是链路eij上承载的所有业务的重要度总和；
通过计算一条链路上所有业务重要度之和，得到一个表示链路上业务负载大小的量化指标，即链路业务重要度EBIij，如公式二所示，



其中，S为所有路由路径经过边eij的业务的集合，EIij表示链路自身重要度，对于每一条链路，根据链路自身的特性，如光缆类型、光缆级别的不同，划分为不同的重要度级别，i、j、k、S的取值范围均为正整数；
定义全网平均时延NAD如公式三所示，



其中tij表示任意链路eij上的传输时延，|E|表示网络中链路的总数；平均时延NAD越低，网络的性能越好，以此作为衡量网络总体性能的其...

【专利技术属性】
技术研发人员：章毅，秦枫，刘俊毅，娄佳，王甜甜，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33