基于业务特征的电力通信业务风险均衡路由优化机制

禹士朋 陈玲

摘  要：随着时代的不断发展，我国社会经济呈现出高速发展的态势，当前电力通信网络规模在逐渐扩大，未来电力通信会朝着智能化的方向发展。在不断扩大发展规模的同时，电力通信业务的功能越来越丰富，网络之间的信息传递也日益频繁。在不断发展的过程中很容易出现网络风险，因此应该科学合理地解决当前具体存在的一些问题。

关键词：业务特征;电力通信;风险均衡;路由优化

中图分类号：TN915.85       文献标识码：A 文章编号：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

电力通信业务的发展是一项十分繁琐的任务，由于种类众多，因此更加科学合理地选择不同的业务类型，成为了相关部门应该重点研究的问题。在发展的过程中应该就业务的特征进行深入分析，并且从科学的角度对当前的业务进行数据结果的计算。例如，当前线路保护业务和安稳控制业务就是电力通信业务发展的核心。该业务具有高延时要求，并且有低误码率的特点，因此更好地发挥业务自身的特点，并且保证在风险均衡的前提下对网络中有限的链路和设备进行合理的路由分配成为了相关部门应该重点研究的问题。

1  电力通信网业务路由优化机制研究现状

1.1  电力通信业务分析

从当前的发展情况来看，可以将电力通信网業务分为两种类型，分别是生产控制区业务以及管理信息区业务。

生产控制区可以进一步划分为控制生产区和非控制生产区，在具体的发展过程中，为了更好地进行区分，可以简称为安全区1和安全区2。该业务发挥着十分重要的作用，主要是起到监控的作用，并且能够为整个系统提供安全保障。相对于安全区2来说，安全区1的业务更加复杂，其中包括线路保护业务以及安稳控制业务等等，而安全区2相对较为简单，主要任务是发电过程中的业务，更多地起到补充的作用。

对于第二大类型管理信息区来说，也可以进行相应的划分，具体可以划分为安全区3以及安全区4两个部分。不同区的划分并不是随意进行划分，而是根据重要的等级差别进行划分。该类型主要包括办公信息和视频会议。其中安全区3又被称为生产管理区，相关部门对这一区的管理始终要求十分严格，因为该区在整个发展过程中承担着十分重要的作用。因此，只有提出更加严格的要求，才能够得到更好的发展。

电力通信网在运行的过程中承载着种类繁多的业务，可以根据业务的特征对其进行分类。具体可以分为信息管理业务和控制生产业务，而这两大业务又可以再进行分类。

控制生产类业务可以分为自动调度业务、线路保护业务自动调度业务简单来说就是一种在电力通信网运行过程中进行监控以及控制信号的业务。在运行过程中可以对电网的数据进行系统采集和处理，从而更好地保证线路运行的稳定性和高效性。该业务在具体发展的过程中对延时要求较低，只需要将延时控制在100毫秒之内就可以。线路保护业务能够有效对线路进行保护，由于该业务是在大电压传输线路的背景下工作，因此线路在具体的运行过程中一旦出现故障，此时线路保护业务就可以及时高效地对控制信号进行传输。对于线路保护业务来说，有较高的要求，延时需要控制在12毫秒以内，并且误码率不能超过10的负8次方。在传输过程中介质必须使用光纤或者是2米电路。

1.2  电力通信路由优化机制分析

当前在发展的过程中，电力通信网路由优化机制面临着全新的挑战。相关部门应该对风险均衡路由优化机制存在的问题进行深入的分析，并且找到不同的特点，根据具体的情况制定出相应的解决策略，这样才能够更好地优化机制。

虽然相关部门对电力通信网中的业务进行了不同程度的分析和研究，但是由于涉及的业务众多，而且每个业务的特点也不同，因此对各个性能指标的要求也不同，这就导致具体评价的过程存在很多主观因素。传统的分析方法存在精度较低的特点，而且对问题不能进行全面的分析和评价。电力通信网在运行过程中与传统的运营商通信网有着非常大的区别，电力通信网的运行风险较高，如果没有充分考虑业务的类型和特点，将会造成不同等级的故障，这会给整个电力通信网的运行带来十分严重的影响。

1.3  传统多目标优化算法

传统多目标优化算法包含的方式众多，加权法是最主要的一种。加权法简单来说就是制定一个科学合理的衡量指标，然后在约束条件的基础上乘以权重数值，通过累加的方式得到一个数学优化运算。通过这样的方式能够达到最优解的目的，虽然该方式有很多好处，但是同样存在一些缺点，最优解与权重数值的标准设定有很大的关系，如果权重数值的设定存在一定的偏差，那么将直接影响最优解。因此在采用加权法的过程中一定要从多方面进行考虑。

除了加权法以外，遗传算法也是十分常见的优化算法。遗传算法是将物种进化论和生物遗传方面的知识融入其中，通过多种知识的融合研究出了遗传算法。遗传算法的最大优势就是简单明了，而且操作也比较容易，在具体发展的过程中能够被广泛地拓展。目前这种方法被广泛地应用到科研过程中。虽然具有一定的优势，但是同样也具有一些缺点，遗传算法最大的缺点是效率低。在当前不管开展什么工作都讲究效率的时代，遗传算法显然已经无法满足当前社会发展的需求。

2  基于业务特征的电力通信业务风险均衡路由优化机制

2.1  业务重要度排序

从当前的发展情况来看，基于业务特征的电力通信业务风险均衡路由优化机制的总体思路为采用业务重要度归一化的计算方式与排序方法，针对通信网中的多种类型业务进行重要度的详细计算，并且采用科学合理的排序方式。

在筛选路由的过程中，首先需要判断采用的路由是否已经完成全面优化，如果没有完成优化则需要采用K-Dijkstra算法进行优化，如果已经完成了优化，则需要结束整个算法。

在对路由进行决策的过程中，需要将最大最小公平约束公式作为前提和依据，选择风险最小且最优的方案，如果在对路由进行决策的过程中不存在最优解，则需要将批次中处于等待状态的业务重要等级进行移除，将所有的步骤都返回到步骤1，并且对整个业务进行重要度的重新排序。

最后一步需要对链路风险度和节点风险度进行不断的刷新。在具体的运行过程中需要对整个队列进行更新，将已经处理的业务转为执行状态，并且在此基础上进行路由的配置。

在对机制进行优化的过程中，首先应该对业务重要度进行排序。业务的重要度是指某一个业务与其他业务之间的一种比值权重。进行科学有效的重要度排序对路由业务有着十分重要的作用。通过对重要度的降序排列能够更好地对通道进行划分，从而更加高效地完成核心任务。运行过程中的总体思路为：在完成降序排列以后，一些重要度比较高的业务有相关的权限，可以进行优先处理。对已经加入到优先处理队列的，则需要采用相关的路由选择方法进行路由的筛选，从而得到最优解。

2.2  基于K-Dijkstra算法的备选路径选择算法

采用K-Dijkstra算法的主要的思路：将源设备节点的路径，包括一些其他的链路信息全部记录下来，记录的过程要始终保证科学合理性，然后进行全局搜索，在众多的数据信息中筛选出K条最短路径，通过这样的方式在最短的时间完成机制的优化，同时还能够有效地保证工作质量。

首先相关人员需要对链路和宽带信息进行深入的分析，并且判断当前的情况能否合理开展业务。对电力通信网中不符合要求的链路进行及时去除;其次需要对s=src进行初始化设计，src表示的是源节点，s表示最短路径的節点聚合。传统的K-Dijkstra算法已经无法满足当前的需求，因此需要对传统的算法进行优化和完善，这样才能够更好地体现算法的优越性。

2.3  路由决策函数

在进行路由决策的过程中可以充分利用最大最小公平约束原则，在已有数据的基础上挑选最符合条件的业务通道路径。在应用函数的过程中，需要利用路由决策风险度直接正相关。根据整个函数目标的含义在众多的备选路由中以决策风险度为依据，选择最优的通道路径，通过这样的方式能够有效避免一些风险。

2.4  队列处理以及配置更新

在进行路由决策得到最优解以后，需要将待处理队列中的业务进行状态的转化，并且对路由进行更加科学合理的配置。但是如果没有得到最优解，则需要提高业务的重要度等级，并且将处理中的业务进行移除。在对算法进行运行的过程中会运用到大量相关数据，数据信息每次都会发生变化，因此执行完算法以后，需要对数据信息进行及时更新，这样才能够有效地避免节点风险。

总而言之，在具体的发展过程中，首先应该确定网络总体风险均衡度作为整个优化机制的目标，并且对电力通信网中的业务进行系统性、科学性的评估，对业务重要度进行数值排序。通过这样的方式构建一个更加科学合理的机制，在进行优化的过程中，最重要的是从业务的特征出发，并且进行等级排序。在选路由的过程中需要从全网的总体风险均衡角度进行考虑。

2.5  实时生产控制业务路由优化

实时生产控制业务属于电力通信网最为核心的业务，该业务在具体运行的过程中能够对线路业务进行有效的保护，从而让整体运行变得更加敏捷和高效。实时生产控制业务对保障电力通信网的安全运行起着至关重要的作用，因此应该对实施生产控制业务路由进行不断的优化。从多方面进行考虑，选择一些具有代表性的模型，通过对模型的建造和研究，有效地对当前路由进行更加科学合理的优化。

3  结  论

综上所述，要在具体的发展过程中对基于业务特征的风险均衡优化机制进行不断的完善和优化，首先应该针对当前存在的问题进行系统性的分析，并且提出一些解决策略，从不同的角度对问题进行研究和分析，不断优化机制。

参考文献：

[1] 陈橙.基于业务特征的电力通信业务风险均衡路由优化机制 [D].北京：北京邮电大学，2018.

[2] 邢宁哲.智能电网中通信网络可靠性保障技术的研究 [D].北京：北京交通大学，2017.

[3] 王法宁.基于网络风险的电力OTN路由算法研究 [D].保定：华北电力大学，2016.

作者简介：禹士朋（1983.04-），男，汉族，河南安阳人，高级工程师，硕士，硕士研究生，研究方向：信号与信息处理。