電力通信基于業務重要度的路由分配算法

【摘要】電力通信網較于公網，所負載的業務具有較大的區別，電力通信的諸多業務有助于保障電力系統的正常生產、運作。同時，業務安排形式的差異，對電力系統的平穩運營構成不小的風險。從這個角度看，嚴格防控與避免電力網所負載的業務風險，科學配送業務的路徑是電力通信網所要面臨的重大課題。本文著重描述以業務重要度為基礎的路由分配計算方法，該算法立足于業務給電力系統所產生的影響分別賦予顯著差異的權值，在開展業務路由分配的過程中，經由完整考慮業務路由配送可行性的前提下，根據重要度各異的業務在電力通信網絡的分布狀況選擇最優質的路由，進而確保全網各項業務的勻稱分配，削減由于重要的業務數量過多并分布于少部分路徑而增加運行的安全風險。

【關鍵詞】電力通信業務重要度路由分配算法網絡

一、基于重要度的路由分配算法實施的必要性

通信網絡技術日臻完善，但有關電力通信專門化網絡的技術則少之又少，電網對安全性與可靠性的需求十分大。實踐表明，要尋求最平穩、最安全的電網運行環境，便應選取最嚴密、最可行的路徑。不過，在選擇可靠路徑后，過多的業務又可能會在該路徑上面密集分布，極大地加劇運行風險，假若該路徑中途出現故障，所帶來的影響是極為嚴重的。不難發現，路由算法的科學設置對風險防控的重要意義。可見，基于業務重要度的電力通信網絡路由算法的施行，對深化電力通信網絡的發展與改進，有著不可或缺的戰略意義。

二、業務重要度的衡量模型

1、業務重要度的度量辦法

首先來看，需對5種業務重要度加以科學評估，最上面的一層便是目標層，其與業務的重要度相協調；中間層級為規則層，包括安全性、實效性和有序性三個指標；最底層便是決策層，主要由5項通信業務：辦公業務、調度業務、繼電保護業務、穩定管理業務和遠動業務。假若對某一個指標有特定的針對性，則可適當地提高權重。

需明確三大指標的權重，經由通信業務的質量要求，這3種指標的重要度從高到低排序為“實效性、有序性和安全性。經由同步驗證，通過“矩陣法”計算出特征向量的最大值，這便是指標的權重。接著在不同指標下對上述5種業務進行判別，通過構建評價矩陣，依據AHP的評估過程，計算局部權重。最后把每一類業務的指標權重和局部權重進行加權平均運算，得到的結果便是業務全局權重，業務的全局權重是業務重要度的直接評估依據。

2、層次探析法

借助于層次探析法對權值加以系統計算，逐步確立遞階層次的模型，把問題包含的各項要素依照屬性進行分層，可依次分為：最高層、中間層與最底層，需指出的是，同一層次上面的元素充當準則，對下一層次的各種元素發揮支配效能，當然，其也會受制于上一層的各種元素，進而自上而下構成了一種相互支配的遞階模型。通常，最高層的僅有唯一的元素，這也預示著解決問題的根本目的，所以便被稱作目標層；中間這一層為達到全局目標而選用恰當的方案與對策，并由數個層次組合而成，包括所要考慮的若干準則和子準則，所以叫做規則層；最低一層主要為完成既定的目標任務而制定相應解決問題的方案與決策，它被稱為決策層。當某一個層次所具有的元素數量可觀時，便把這一層次分成若干層。

3、“矩陣法”計算出特征向量最大值的計算過程

設要比較n個因素Xi={X1，X2，X3…Xm}對目標Z影響，得出它們在Z中的比重。每次取出2個因素Xi、Xj，以aij表示Xi、Xj對目標Z的影響比值，得出兩兩判斷矩陣A=（aij），aij用1到9及其倒數當成標度。當介于上述判斷中間時，aij取2、4、6、8。對于層次單排序，需要算出判斷矩陣A最大特征值λmax，再利用：AW=λmax解出λmax對應的特征向量W，W經過標準化后，即為同一層次中相應元素對上一層某因素相對重要性排序權值。

三、電力通信業務可靠性的評估辦法

三，初始化S= {src}，S為已求出最短路徑頂點集合，src為源節點；

四，定義V-S=Q為尚未確定的最短路徑頂點集合；

五，D（src）=Rx、D（j）=∞，D（j）為源點src到節點j之間的距離；

六，當j為src鄰接點時，D（j）=Rx，j；

七，Candi（c）={0}，c∈{1，…k}，Candi（c）存儲為第c條的備選路徑；

八，在Q中選最短路徑節點i，然后把i加入S，即S←Su U {i}；

九，對i的每個鄰接點進行如下操作：當D（j）+Rij

十一，重復步驟三到步驟十，直到c=k，即求得可靠性最大k條備選路徑。

經典路由分配算法中，其量度呈現單一化態勢，可能是相距最短的路徑、也可能是所需開支最小的路徑。若產生開支一樣或者相距能符合要求的若干備選路徑時，則不會有另外的量度進行評判，僅隨機地選用其中一條充當最短的路徑。本文所涉及到的路由分配算法中，需用多量度加以衡量。此外，讓兩類或者兩類以上互相獨立的制約條件實現最優化的路由方案是不具備NP完全問題的，從這個意義上講，不會同時讓若干量度達到最優化的狀態，所以便通過利用主次目標進行量度的辦法。選出適合于主目標量度的備選方案是首要的任務，接著要進行路徑的科學選擇，通常從備選路徑當中，以第2目標或者第3目標進行度量，借此選擇最佳路徑。由于算法的一大目的便是為避免較多而又密集的業務分布于極少數鏈路中致使業務的分配不均衡，所以在路徑選擇時把每一條路徑的重要程度的平均值當作限制條件，則能有效地規避這個難題。

五、結語

本文重點論述了基于重要度的業務路由分配的算法，并設置完成了以AHP為基礎的業務重要度衡量辦法以及路由決策分配算法，經由嘗試，逐步驗證出基于業務重要度的路由分配均衡算法的諸多優勢，能盡力規避由于重要業務度密集分布在少部分路徑而加劇風險的缺陷問題。

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