基于業(yè)務(wù)特征的電力通信業(yè)務(wù)風(fēng)險均衡路由優(yōu)化機制

禹士朋 陳玲

摘? 要：隨著時代的不斷發(fā)展，我國社會經(jīng)濟呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢，當(dāng)前電力通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模在逐漸擴大，未來電力通信會朝著智能化的方向發(fā)展。在不斷擴大發(fā)展規(guī)模的同時，電力通信業(yè)務(wù)的功能越來越豐富，網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞也日益頻繁。在不斷發(fā)展的過程中很容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險，因此應(yīng)該科學(xué)合理地解決當(dāng)前具體存在的一些問題。

關(guān)鍵詞：業(yè)務(wù)特征;電力通信;風(fēng)險均衡;路由優(yōu)化

中圖分類號：TN915.85? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）19-0069-03

Abstract：With the continuous development of the times，China’s social and economic development shows a high-speed trend，the current scale of power communication network is gradually expanding，and the future power communication will develop in the direction of intelligence. At the same time of expanding the scale of development，there are more and more functions in power communication business，and the information transmission between networks has become increasingly frequent. Therefore，in the process of continuous development，it is easy to appear network risks，so in the process of development，we should solve some specific problems scientifically and reasonably.

Keywords：business characteristics;power communication;risk balance;routing optimization

0? 引? 言

電力通信業(yè)務(wù)的發(fā)展是一項十分繁瑣的任務(wù)，由于種類眾多，因此更加科學(xué)合理地選擇不同的業(yè)務(wù)類型，成為了相關(guān)部門應(yīng)該重點研究的問題。在發(fā)展的過程中應(yīng)該就業(yè)務(wù)的特征進(jìn)行深入分析，并且從科學(xué)的角度對當(dāng)前的業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)果的計算。例如，當(dāng)前線路保護(hù)業(yè)務(wù)和安穩(wěn)控制業(yè)務(wù)就是電力通信業(yè)務(wù)發(fā)展的核心。該業(yè)務(wù)具有高延時要求，并且有低誤碼率的特點，因此更好地發(fā)揮業(yè)務(wù)自身的特點，并且保證在風(fēng)險均衡的前提下對網(wǎng)絡(luò)中有限的鏈路和設(shè)備進(jìn)行合理的路由分配成為了相關(guān)部門應(yīng)該重點研究的問題。

1? 電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)路由優(yōu)化機制研究現(xiàn)狀

1.1? 電力通信業(yè)務(wù)分析

從當(dāng)前的發(fā)展情況來看，可以將電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)分為兩種類型，分別是生產(chǎn)控制區(qū)業(yè)務(wù)以及管理信息區(qū)業(yè)務(wù)。

生產(chǎn)控制區(qū)可以進(jìn)一步劃分為控制生產(chǎn)區(qū)和非控制生產(chǎn)區(qū)，在具體的發(fā)展過程中，為了更好地進(jìn)行區(qū)分，可以簡稱為安全區(qū)1和安全區(qū)2。該業(yè)務(wù)發(fā)揮著十分重要的作用，主要是起到監(jiān)控的作用，并且能夠為整個系統(tǒng)提供安全保障。相對于安全區(qū)2來說，安全區(qū)1的業(yè)務(wù)更加復(fù)雜，其中包括線路保護(hù)業(yè)務(wù)以及安穩(wěn)控制業(yè)務(wù)等等，而安全區(qū)2相對較為簡單，主要任務(wù)是發(fā)電過程中的業(yè)務(wù)，更多地起到補充的作用。

對于第二大類型管理信息區(qū)來說，也可以進(jìn)行相應(yīng)的劃分，具體可以劃分為安全區(qū)3以及安全區(qū)4兩個部分。不同區(qū)的劃分并不是隨意進(jìn)行劃分，而是根據(jù)重要的等級差別進(jìn)行劃分。該類型主要包括辦公信息和視頻會議。其中安全區(qū)3又被稱為生產(chǎn)管理區(qū)，相關(guān)部門對這一區(qū)的管理始終要求十分嚴(yán)格，因為該區(qū)在整個發(fā)展過程中承擔(dān)著十分重要的作用。因此，只有提出更加嚴(yán)格的要求，才能夠得到更好的發(fā)展。

電力通信網(wǎng)在運行的過程中承載著種類繁多的業(yè)務(wù)，可以根據(jù)業(yè)務(wù)的特征對其進(jìn)行分類。具體可以分為信息管理業(yè)務(wù)和控制生產(chǎn)業(yè)務(wù)，而這兩大業(yè)務(wù)又可以再進(jìn)行分類。

控制生產(chǎn)類業(yè)務(wù)可以分為自動調(diào)度業(yè)務(wù)、線路保護(hù)業(yè)務(wù)自動調(diào)度業(yè)務(wù)簡單來說就是一種在電力通信網(wǎng)運行過程中進(jìn)行監(jiān)控以及控制信號的業(yè)務(wù)。在運行過程中可以對電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)采集和處理，從而更好地保證線路運行的穩(wěn)定性和高效性。該業(yè)務(wù)在具體發(fā)展的過程中對延時要求較低，只需要將延時控制在100毫秒之內(nèi)就可以。線路保護(hù)業(yè)務(wù)能夠有效對線路進(jìn)行保護(hù)，由于該業(yè)務(wù)是在大電壓傳輸線路的背景下工作，因此線路在具體的運行過程中一旦出現(xiàn)故障，此時線路保護(hù)業(yè)務(wù)就可以及時高效地對控制信號進(jìn)行傳輸。對于線路保護(hù)業(yè)務(wù)來說，有較高的要求，延時需要控制在12毫秒以內(nèi)，并且誤碼率不能超過10的負(fù)8次方。在傳輸過程中介質(zhì)必須使用光纖或者是2米電路。

1.2? 電力通信路由優(yōu)化機制分析

當(dāng)前在發(fā)展的過程中，電力通信網(wǎng)路由優(yōu)化機制面臨著全新的挑戰(zhàn)。相關(guān)部門應(yīng)該對風(fēng)險均衡路由優(yōu)化機制存在的問題進(jìn)行深入的分析，并且找到不同的特點，根據(jù)具體的情況制定出相應(yīng)的解決策略，這樣才能夠更好地優(yōu)化機制。

雖然相關(guān)部門對電力通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)進(jìn)行了不同程度的分析和研究，但是由于涉及的業(yè)務(wù)眾多，而且每個業(yè)務(wù)的特點也不同，因此對各個性能指標(biāo)的要求也不同，這就導(dǎo)致具體評價的過程存在很多主觀因素。傳統(tǒng)的分析方法存在精度較低的特點，而且對問題不能進(jìn)行全面的分析和評價。電力通信網(wǎng)在運行過程中與傳統(tǒng)的運營商通信網(wǎng)有著非常大的區(qū)別，電力通信網(wǎng)的運行風(fēng)險較高，如果沒有充分考慮業(yè)務(wù)的類型和特點，將會造成不同等級的故障，這會給整個電力通信網(wǎng)的運行帶來十分嚴(yán)重的影響。

1.3? 傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化算法

傳統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化算法包含的方式眾多，加權(quán)法是最主要的一種。加權(quán)法簡單來說就是制定一個科學(xué)合理的衡量指標(biāo)，然后在約束條件的基礎(chǔ)上乘以權(quán)重數(shù)值，通過累加的方式得到一個數(shù)學(xué)優(yōu)化運算。通過這樣的方式能夠達(dá)到最優(yōu)解的目的，雖然該方式有很多好處，但是同樣存在一些缺點，最優(yōu)解與權(quán)重數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定有很大的關(guān)系，如果權(quán)重數(shù)值的設(shè)定存在一定的偏差，那么將直接影響最優(yōu)解。因此在采用加權(quán)法的過程中一定要從多方面進(jìn)行考慮。

除了加權(quán)法以外，遺傳算法也是十分常見的優(yōu)化算法。遺傳算法是將物種進(jìn)化論和生物遺傳方面的知識融入其中，通過多種知識的融合研究出了遺傳算法。遺傳算法的最大優(yōu)勢就是簡單明了，而且操作也比較容易，在具體發(fā)展的過程中能夠被廣泛地拓展。目前這種方法被廣泛地應(yīng)用到科研過程中。雖然具有一定的優(yōu)勢，但是同樣也具有一些缺點，遺傳算法最大的缺點是效率低。在當(dāng)前不管開展什么工作都講究效率的時代，遺傳算法顯然已經(jīng)無法滿足當(dāng)前社會發(fā)展的需求。

2? 基于業(yè)務(wù)特征的電力通信業(yè)務(wù)風(fēng)險均衡路由優(yōu)化機制

2.1? 業(yè)務(wù)重要度排序

從當(dāng)前的發(fā)展情況來看，基于業(yè)務(wù)特征的電力通信業(yè)務(wù)風(fēng)險均衡路由優(yōu)化機制的總體思路為采用業(yè)務(wù)重要度歸一化的計算方式與排序方法，針對通信網(wǎng)中的多種類型業(yè)務(wù)進(jìn)行重要度的詳細(xì)計算，并且采用科學(xué)合理的排序方式。

在篩選路由的過程中，首先需要判斷采用的路由是否已經(jīng)完成全面優(yōu)化，如果沒有完成優(yōu)化則需要采用K-Dijkstra算法進(jìn)行優(yōu)化，如果已經(jīng)完成了優(yōu)化，則需要結(jié)束整個算法。

在對路由進(jìn)行決策的過程中，需要將最大最小公平約束公式作為前提和依據(jù)，選擇風(fēng)險最小且最優(yōu)的方案，如果在對路由進(jìn)行決策的過程中不存在最優(yōu)解，則需要將批次中處于等待狀態(tài)的業(yè)務(wù)重要等級進(jìn)行移除，將所有的步驟都返回到步驟1，并且對整個業(yè)務(wù)進(jìn)行重要度的重新排序。

最后一步需要對鏈路風(fēng)險度和節(jié)點風(fēng)險度進(jìn)行不斷的刷新。在具體的運行過程中需要對整個隊列進(jìn)行更新，將已經(jīng)處理的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)為執(zhí)行狀態(tài)，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行路由的配置。

在對機制進(jìn)行優(yōu)化的過程中，首先應(yīng)該對業(yè)務(wù)重要度進(jìn)行排序。業(yè)務(wù)的重要度是指某一個業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)之間的一種比值權(quán)重。進(jìn)行科學(xué)有效的重要度排序?qū)β酚蓸I(yè)務(wù)有著十分重要的作用。通過對重要度的降序排列能夠更好地對通道進(jìn)行劃分，從而更加高效地完成核心任務(wù)。運行過程中的總體思路為：在完成降序排列以后，一些重要度比較高的業(yè)務(wù)有相關(guān)的權(quán)限，可以進(jìn)行優(yōu)先處理。對已經(jīng)加入到優(yōu)先處理隊列的，則需要采用相關(guān)的路由選擇方法進(jìn)行路由的篩選，從而得到最優(yōu)解。

2.2? 基于K-Dijkstra算法的備選路徑選擇算法

采用K-Dijkstra算法的主要的思路：將源設(shè)備節(jié)點的路徑，包括一些其他的鏈路信息全部記錄下來，記錄的過程要始終保證科學(xué)合理性，然后進(jìn)行全局搜索，在眾多的數(shù)據(jù)信息中篩選出K條最短路徑，通過這樣的方式在最短的時間完成機制的優(yōu)化，同時還能夠有效地保證工作質(zhì)量。

首先相關(guān)人員需要對鏈路和寬帶信息進(jìn)行深入的分析，并且判斷當(dāng)前的情況能否合理開展業(yè)務(wù)。對電力通信網(wǎng)中不符合要求的鏈路進(jìn)行及時去除;其次需要對s=src進(jìn)行初始化設(shè)計，src表示的是源節(jié)點，s表示最短路徑的節(jié)點聚合。傳統(tǒng)的K-Dijkstra算法已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的需求，因此需要對傳統(tǒng)的算法進(jìn)行優(yōu)化和完善，這樣才能夠更好地體現(xiàn)算法的優(yōu)越性。

2.3? 路由決策函數(shù)

在進(jìn)行路由決策的過程中可以充分利用最大最小公平約束原則，在已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上挑選最符合條件的業(yè)務(wù)通道路徑。在應(yīng)用函數(shù)的過程中，需要利用路由決策風(fēng)險度直接正相關(guān)。根據(jù)整個函數(shù)目標(biāo)的含義在眾多的備選路由中以決策風(fēng)險度為依據(jù)，選擇最優(yōu)的通道路徑，通過這樣的方式能夠有效避免一些風(fēng)險。

2.4? 隊列處理以及配置更新

在進(jìn)行路由決策得到最優(yōu)解以后，需要將待處理隊列中的業(yè)務(wù)進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，并且對路由進(jìn)行更加科學(xué)合理的配置。但是如果沒有得到最優(yōu)解，則需要提高業(yè)務(wù)的重要度等級，并且將處理中的業(yè)務(wù)進(jìn)行移除。在對算法進(jìn)行運行的過程中會運用到大量相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)信息每次都會發(fā)生變化，因此執(zhí)行完算法以后，需要對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時更新，這樣才能夠有效地避免節(jié)點風(fēng)險。

總而言之，在具體的發(fā)展過程中，首先應(yīng)該確定網(wǎng)絡(luò)總體風(fēng)險均衡度作為整個優(yōu)化機制的目標(biāo)，并且對電力通信網(wǎng)中的業(yè)務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)性、科學(xué)性的評估，對業(yè)務(wù)重要度進(jìn)行數(shù)值排序。通過這樣的方式構(gòu)建一個更加科學(xué)合理的機制，在進(jìn)行優(yōu)化的過程中，最重要的是從業(yè)務(wù)的特征出發(fā)，并且進(jìn)行等級排序。在選路由的過程中需要從全網(wǎng)的總體風(fēng)險均衡角度進(jìn)行考慮。

2.5? 實時生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)路由優(yōu)化

實時生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)屬于電力通信網(wǎng)最為核心的業(yè)務(wù)，該業(yè)務(wù)在具體運行的過程中能夠?qū)€路業(yè)務(wù)進(jìn)行有效的保護(hù)，從而讓整體運行變得更加敏捷和高效。實時生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)對保障電力通信網(wǎng)的安全運行起著至關(guān)重要的作用，因此應(yīng)該對實施生產(chǎn)控制業(yè)務(wù)路由進(jìn)行不斷的優(yōu)化。從多方面進(jìn)行考慮，選擇一些具有代表性的模型，通過對模型的建造和研究，有效地對當(dāng)前路由進(jìn)行更加科學(xué)合理的優(yōu)化。

3? 結(jié)? 論

綜上所述，要在具體的發(fā)展過程中對基于業(yè)務(wù)特征的風(fēng)險均衡優(yōu)化機制進(jìn)行不斷的完善和優(yōu)化，首先應(yīng)該針對當(dāng)前存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，并且提出一些解決策略，從不同的角度對問題進(jìn)行研究和分析，不斷優(yōu)化機制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳橙.基于業(yè)務(wù)特征的電力通信業(yè)務(wù)風(fēng)險均衡路由優(yōu)化機制 [D].北京：北京郵電大學(xué)，2018.

[2] 邢寧哲.智能電網(wǎng)中通信網(wǎng)絡(luò)可靠性保障技術(shù)的研究 [D].北京：北京交通大學(xué)，2017.

[3] 王法寧.基于網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險的電力OTN路由算法研究 [D].保定：華北電力大學(xué)，2016.

作者簡介：禹士朋（1983.04-），男，漢族，河南安陽人，高級工程師，碩士，碩士研究生，研究方向：信號與信息處理。