多維融合的電力通信網(wǎng)節(jié)點風(fēng)險評估

凌霄

摘要：隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的提高，電力業(yè)務(wù)的多樣化，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)荷的激增，電網(wǎng)的安全運行對電力通信網(wǎng)絡(luò)的抗破壞性和穩(wěn)定性明確提出了更高的規(guī)定要求。從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和電力業(yè)務(wù)流程兩個層面研究電力通信節(jié)點的風(fēng)險性，搭建指標(biāo)值定量分析節(jié)點問題的影響，運用信息多維融合計算機(jī)融合兩個層面得到的定量分析值，進(jìn)行電力通信節(jié)點的風(fēng)險評估。仿真模擬結(jié)果顯示，該評估方法可以精確定量分析電力通信節(jié)點的風(fēng)險性。

關(guān)鍵詞：電力通信系統(tǒng);風(fēng)險評估;電力工程業(yè)務(wù)流程;信息融合

1電力通信網(wǎng)節(jié)點風(fēng)險評估方法

為了更好地準(zhǔn)確評定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的風(fēng)險性經(jīng)營規(guī)模，必須一個全方位、精確地量化分析故障影響的指標(biāo)值。本文從光纖通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和電力工程業(yè)務(wù)流程傳輸兩個層面研究了節(jié)點風(fēng)險性，最終取得了一個綜合性指標(biāo)來量化分析節(jié)點風(fēng)險性。

1.1節(jié)點風(fēng)險性

對網(wǎng)絡(luò)的研究表明，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的集聚特點也會影響節(jié)點的危害。在中國的電力網(wǎng)絡(luò)傳輸層中，節(jié)點產(chǎn)生了相對性較多的三角形構(gòu)造。當(dāng)不考慮到鏈路的權(quán)重值時，網(wǎng)絡(luò)中最短的相對路徑不容易根據(jù)三角形構(gòu)造的節(jié)點，進(jìn)而減少節(jié)點的影響。同時，歸屬于網(wǎng)絡(luò)接入層的邊緣節(jié)點不容易產(chǎn)生三角形構(gòu)造，其聚類系數(shù)的影響將實現(xiàn)最高值。可以看得出，盡管聚類系數(shù)不可以體現(xiàn)鄰居的經(jīng)營規(guī)模，但它可以量化分析節(jié)點與鄰居間銜接的緊密性。

1.2業(yè)務(wù)流程層節(jié)點風(fēng)險性

將電力工程業(yè)務(wù)流程分成四個區(qū)域。I和II區(qū)各自為生產(chǎn)控制大區(qū)實時控制區(qū)和生產(chǎn)控制大區(qū)非控制生產(chǎn)區(qū)。I區(qū)包括的業(yè)務(wù)流程是電力系統(tǒng)安全防護(hù)的重點，II區(qū)包括的業(yè)務(wù)流程是電力系統(tǒng)穩(wěn)定監(jiān)控的必需要素。I和II區(qū)的大部分業(yè)務(wù)流程都滿足電力通信數(shù)據(jù)傳輸性能參數(shù)的嚴(yán)格管理。III和IV區(qū)為生產(chǎn)管理區(qū)和管理信息區(qū)主要包含生產(chǎn)制造、企業(yè)經(jīng)營管理業(yè)務(wù)流程，對傳送性能參數(shù)要求較低。所以，電力通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳遞的電力工程業(yè)務(wù)流程具備明顯的差別。

2模擬仿真研究

本文選取了三種類別的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開展模擬研究，即城市電力通信網(wǎng)絡(luò)、傳統(tǒng)式WS網(wǎng)絡(luò)和電力通信主干網(wǎng)。城市電力通信網(wǎng)絡(luò)骨干節(jié)點少，業(yè)務(wù)流程遍布清楚，便于判定和定性分析優(yōu)化算法的合理化;WS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是一種非常典型的繁雜網(wǎng)絡(luò)模型，通常用以認(rèn)證優(yōu)化算法的客觀性;電力通信主干網(wǎng)便于認(rèn)證優(yōu)化算法的應(yīng)用性。電力通信網(wǎng)絡(luò)中運作的業(yè)務(wù)流程分成5類，選用特點指標(biāo)值評價方法得到相近業(yè)務(wù)流程的必要性，得到5類業(yè)務(wù)流程必要性空間向量F=[0.98、0.83、0.55、0.33、0.15]。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳遞的業(yè)務(wù)流程不一定同樣。根據(jù)WS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的仿真模擬，業(yè)務(wù)流程引流矩陣將隨機(jī)生成，只限定業(yè)務(wù)流程數(shù)量。在電力通信主干網(wǎng)中，架構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，滿足電力通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特性。為了更好地認(rèn)證所指出的電力通信節(jié)點風(fēng)險評估方式的精確性，挑選SC優(yōu)化算法實現(xiàn)較為，該優(yōu)化算法綜合考慮了節(jié)點常見故障對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和業(yè)務(wù)流程傳送的危害。

2.1城市電力通信網(wǎng)絡(luò)

盡管提及的優(yōu)化算法與SC算法對排行較高的節(jié)點的鑒別實際效果類似，但8號節(jié)點的鑒別結(jié)果卻大不一樣。因為SC優(yōu)化算法主觀性地增強(qiáng)了節(jié)點常見故障對電力工程業(yè)務(wù)流程的直接影響的權(quán)重值，8號節(jié)點對項目的必要性較小，但從圖1可以看出，8號節(jié)點在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的位置比9號節(jié)點和10號節(jié)點更關(guān)鍵。作為邊沿節(jié)點，14號節(jié)點的常見故障對全部電力通信網(wǎng)絡(luò)的利弊較低，14號節(jié)點無法進(jìn)到前7名，14號節(jié)點排第7。依據(jù)不一樣優(yōu)化算法下節(jié)點的必要性，觀察節(jié)點常見故障對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)高效率E和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)剩下業(yè)務(wù)流程的必要性ST的危害。伴隨著關(guān)鍵節(jié)點的清除，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)高效率快速降低，說明該優(yōu)化算法比SC算法更能確切地發(fā)覺鏈路層的風(fēng)險性。ST值在兩種優(yōu)化算法降低的效率差別較小，表明在業(yè)務(wù)流程遍布下，兩種優(yōu)化算法對業(yè)務(wù)流程層高危節(jié)點的鑒別結(jié)果基本一致。

2.2WS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

WS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是一個傳統(tǒng)式的任意數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)從一個環(huán)狀數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)逐漸，根據(jù)概率p任意網(wǎng)絡(luò)連接的每一個側(cè)邊，即固定不動每一個側(cè)邊的一個節(jié)點，并任意明確另一個節(jié)點，但較多只有達(dá)到2個節(jié)點間的一個側(cè)邊，每一個節(jié)點不可以產(chǎn)生一個自環(huán)。文中設(shè)定幾率p=0.15，轉(zhuǎn)化成并固定不動網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)更改數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中傳遞的業(yè)務(wù)流程遍布，仿真模擬業(yè)務(wù)流程傳送隨時長變動的全過程。WS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)定包含100個節(jié)點，每一個業(yè)務(wù)流程引流矩陣包含400個業(yè)務(wù)流程，業(yè)務(wù)類型是任意給出的，100個業(yè)務(wù)流程引流矩陣是隨機(jī)生成的。刪掉節(jié)點必要性排名前50%的節(jié)點，記錄好幾個仿真模擬結(jié)果的均值，得到不一樣業(yè)務(wù)流程遍布下數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)值的下降趨勢。

2.3電力通信主干網(wǎng)

本文選用電力通信主干網(wǎng)進(jìn)行節(jié)點風(fēng)險評估模擬。

設(shè)置每個業(yè)務(wù)矩陣包包括800個業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)類型是隨機(jī)給定的，100個業(yè)務(wù)矩陣是隨機(jī)生成的。每個模擬中刪除30%的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，記錄多個模擬結(jié)果以獲得平均值。SC算法是一種基于層次分析的關(guān)鍵節(jié)點識別方法，主觀地提高了承載業(yè)務(wù)對節(jié)點重要性的影響，這是合理的。然而，該算法對高風(fēng)險節(jié)點的識別更多地取決于業(yè)務(wù)分布。當(dāng)業(yè)務(wù)分布不斷變化時，該算法表現(xiàn)出一定的局限性。

結(jié)束語

為了更好地精確、客觀性的量化分析電力通信節(jié)點故障的影響，明確提出了根據(jù)多維集成化的電力通信節(jié)點風(fēng)險評估方式，該方法從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜碗娏I(yè)務(wù)傳輸兩個層面量化分析節(jié)點故障對電力通信網(wǎng)絡(luò)的影響，根據(jù)信息集成化測算對網(wǎng)絡(luò)的綜合性影響，隨后評定節(jié)點的風(fēng)險性大小。根據(jù)非常不同類別的網(wǎng)絡(luò)和比較優(yōu)化算法，明確提出的優(yōu)化算法可以更確切地量化分析電力通信網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的風(fēng)險值，表明本優(yōu)化算法具備較好的客觀性。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧博仁.電力通信網(wǎng)風(fēng)險分析[D].北京：華北電力大學(xué)，2016.