本发明涉及电力通信领域，尤指一种电力通信网业务路由计算方法。
背景技术：
：电力通信是实现电力生产调度自动化和管理现代化的基础，是确保电网安全、稳定、经济运行的重要保证，是电力生产不可缺少的环节。随着坚强智能电网建设发展，电网对通信带宽、时延和可靠性等提出了更高要求，运行控制业务的种类也在不断增加，对通信的依赖程度越来越高。作为电力通信网建设的基础，通信网规划与设计的结果是建立在科学的计算方法和可靠的原始数据的基础上，目前通信规划工作存在很多问题。一方面，由于缺乏科学的数据管理体系和规划原始数据的规模不断扩大，严重限制了规划的准确性和规划效果。另一方面，随着电力通信网的发展，多层面、多厂商、多类型的设备在同一通信网络上运行，网络的规模越来越大，结构越来越复杂，业务种类更加繁多，业务流量分布不均衡，如何准确高效地规划业务路径显得尤为重要。目前，现有的技术方案中提出了从考虑电力通信网可靠性方面来规划业务路由的算法以及考虑线路重要度方面来分配业务路由的方法，但它们只考虑单方面因素来实现对业务路径的规划，不适用实际通信网面向业务规划的要求，并且没有实现工程化；同时大部分路径规划算法都仅仅考虑了路径本身的参数，如长度，节点连通度等，未考虑电力业务的需求，有个别的算法考虑的业务需求，但是算法复杂度高，理论上可实现，但是在实际工作中不易操作，无法大规模推广应用。技术实现要素：本发明目的在于提供一种面向电力业务需求的电力通信网路由计算方法，用以在考虑业务需求进行规划的同时，降低算法复杂度高以及不易操作等问题，在准确有效的前提下使该计算方法可大规模推广应用。为达上述目的，本发明具体提供一种电力通信网路由计算方法，所述方法包含：通过起始节点与各节点之间的距离信息建立所述起始节点的初始权值矩阵；根据至少一个电力业务限制条件分别建立至少一个过滤矩阵；通过所述初始权值矩阵与所述过滤矩阵获得起始节点的带约束条件的权值矩阵；根据所述带约束条件的权值矩阵计算获得初始节点和终止节点之间的业务路由最优路径。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述分别获取起始端的起始节点和终止端的终止节点的节点信息还包含：当电力通信网包含不同节点等级时；获取当前节点Vn的电压等级与目标节点Vk的电压等级，并比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级；根据比较结果确定起始端的起始节点和终止端的终止节点。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述根据所述带约束条件的权值矩阵计算获得初始节点和终止节点之间的业务路由最优路径包含：根据所述起始节点Vn的电压等级和所述终止节点Vk的电压等级，查询介于所述起始节点Vn的电压等级和所述终止节点Vk的电压等级之间的电压等级所对应的通道节点Vn+b(n+b＜k)与所述起始节点Vn是否存在最优路径；如存在则以所述通道节点Vn+b为新的起始节点，根据所述新的起始节点Vn+b与目标节点Vk的获得最优路径。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级还包含：比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级，当所述目标节点Vk的电压等级小于所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级相邻时(n-k＝1)；以所述目标节点Vk为起始端的起始节点，以所述当前节点Vn为终止端的终止节点。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级还包含：当所述目标节点Vk的电压等级小于与所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级不相邻时(n-k＞1)；以所述目标节点Vk为起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为终止节点Vk+1；循环确定新的起始端的起始节点与新的终止节点，并计算之间的最优路径，直到新的起始端的起始节点Vk+a为当前节点Vn时，整合计算获得所有最优路径，获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级还包含：比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级，当所述目标节点Vk的电压等级大于或等于所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级相邻时(k-n＝1)；以所述当前节点Vn为起始端的起始节点，以所述目标节点Vk为终止端的终止节点。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级还包含：当所述目标节点Vk的电压等级大于与所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级不相邻时(k-n＞1)；以所述当前节点Vn为起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为终止节点Vn+1；循环确定新的起始端的起始节点与新的终止节点，并计算之间的最优路径，直到新的起始端的起始节点Vn+a为目标节点Vk时，整合计算获得所有最优路径，获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述通过所述初始权值矩阵与所述过滤矩阵获得起始节点的带约束条件的权值矩阵包含：通过所述初始权值矩阵与所述过滤矩阵建立如下所示的所述带约束条件的权值矩阵的数学模型：aij=bijΠk=ncij(1)cij(2)...cij(k)---(1)]]>A＝B.*C(1).*C(2).*…C(k)(2)上式(1)-(2)中，aij表示最终带约束条件的权值矩阵A在(i,j)处的权值；bij表示初始权值矩阵B在(i,j)处的权值，表示第k个限制条件形成下的过滤矩阵C(k)在(i,j)处的数值，其数值为1或∞，1表示当前连接满足第k个限制条件，∞表示当前连接不满足第k个限制条件。在上述电力通信网路由计算方法中，优选的，所述根据所述带约束条件的权值矩阵计算获得初始节点和终止节点之间的业务路由最优路径包含：通过迪杰斯特拉算法求解所述带约束条件的权值矩阵，获得起始节点和终止节点之间的业务路由最优路径。本发明的有益技术效果在于：在面向电力业务需求的通信网路由计算方法，综合考虑了线路长度和业务承载能力等多约束条件，能够满足业务需求和网络通信能力协调发展的要求，同时将实际需要考虑的目标因素化为对其网络站点之间连接关系的限制条件，通过1-∞化处理，形成多个1-∞型过滤矩阵，将初始权值矩阵与各过滤矩阵点乘，得到最终带约束条件的权值矩阵，该方法较为简便且容易实现和验证，且通用性强，不局限于电力通信网的路由算法，而且适用于分层、分级，业务QoS要求较高的通信网络。附图说明此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：图1为本发明所提供的电力通信网路由计算方法的流程示意图；图2为本发明所提供的电力通信网路由计算方法一优选实施例拓扑图；图3为本发明所提供的电力通信网路由计算方法一优选实施例流程图；具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。请参考图1所示，本发明所提供一种电力通信网路由计算方法主要根据电力通信网分级的特点，采用分级寻优整个电力通信网业务路径，在同级通信站点中采用多目标优化路径计算方法，将实际需要考虑的目标因素化为对其网络站点之间连接关系的限制条件，通过1-∞化处理，形成多个1-∞型过滤矩阵，将初始权值矩阵与各过滤矩阵点乘，得到最终带约束条件的权值矩阵，最后利用迪杰斯特拉算法，实现不同级路径寻优过程；具体计算方法包含：S101通过起始节点与各节点之间的距离信息建立所述起始节点的初始权值矩阵；S102根据至少一个电力业务限制条件分别建立至少一个过滤矩阵；S103通过所述初始权值矩阵与所述过滤矩阵获得起始节点的带约束条件的权值矩阵；S104根据所述带约束条件的权值矩阵计算获得初始节点和终止节点之间的业务路由最优路径，以此，对原有的电力通信网最短路径路由计算方法进行了改进,实现了业务需求与路径规划的协调发展。在上述实施例中，S102主要通过将多种限制条件转化成多个过滤矩阵C(k)：1代表该线路满足该限制条件，∞代表该线路不满足该限制条件(对角线上各处所代表线路的约束值视为1，不连接线路的约束值视为∞)，以此获得所需要的过滤矩阵；在S103中主要通过所述初始权值矩阵与所述过滤矩阵建立如下所示的所述带约束条件的权值矩阵的数学模型，以此获得对应的带约束条件的权值矩阵；aij=bijΠk=ncij(1)cij(2)...cij(k)---(1)]]>A＝B.*C(1).*C(2).*…C(k)(2)上式(1)-(2)中，aij表示最终带约束条件的权值矩阵A在(i,j)处的权值；bij表示初始权值矩阵B在(i,j)处的权值，表示第k个限制条件形成下的过滤矩阵C(k)在(i,j)处的数值，其数值为1或∞，1表示当前连接满足第k个限制条件，∞表示当前连接不满足第k个限制条件。其后通过以上数学模型，将S101和S102分别获得的初始权值矩阵与过滤矩阵进行点乘，获得最终的满足业务需求的带约束条件的权值矩阵A，并以最终满足业务需求即带约束条件的权值矩阵A作为多目标约束的邻接矩阵，使用迪杰斯特拉算法求解最优路径。为更清楚的解释上述实施例，以下以同级节点多约束条件下路径寻优的环境为基础对上述实施例做进一步说明：请参考图2所示，图2为同一级下某个小型的通信网络拓扑，其各线路承载的业务量统计情况如表1所示，现需要寻找满足以下条件的路径：(1)避开拥塞线路与规避节点V3条件下的V0到V6的最优路径。(若线路已使用的带宽占总带宽的50％以上，视为该条线路处于拥塞状态)。表1通过上述实施例，在该环境下首先获取网络拓扑初始的权值矩阵B；B=063∞∞∞∞60258∞∞3203∞4∞∞530∞23∞8∞∞0∞4∞∞42∞05∞∞∞3450---(1)]]>其后，将两种限制条件转化成两个过滤矩阵：1代表该线路满足该限制条件，∞代表该线路不满足该限制条件(对角线上各处所代表线路的约束值视为1，不连接线路的约束值视为∞)；其中，规避拥塞线路条件下的限制矩阵为C(1)。C(1)=11∞∞∞∞∞1111∞∞∞∞11∞∞1∞∞1∞1∞11∞∞∞∞1∞1∞∞11∞11∞∞∞1111---(2)]]>规避节点V3条件下的限制矩阵为C(2)。C(2)=11∞∞∞∞∞111∞1∞∞∞11∞∞1∞∞∞∞1∞∞∞∞1∞∞1∞1∞∞1∞∞11∞∞∞∞111---(3)]]>然后将过滤矩阵与初始权值矩阵点乘，得到最终带约束条件的权值矩阵；A=B*C(1)*C(2)=06∞∞∞∞∞602∞∞∞∞∞20∞∞4∞∞∞∞0∞∞∞∞∞∞∞0∞4∞∞4∞∞05∞∞∞∞450---(4)]]>最后以最终带约束条件的权值矩阵A作为邻接矩阵，利用迪杰斯特拉算法求解最优路径，可得规划路径为：V0→V1→V2→V5→V6。实际情况中组成电力通信网节点的变电站具有不同的电压等级，如35kV、110kV、220kV、500kV甚至更高。在对两个站点之间业务路径规划时，需要遵守从低电压等级网到高电压等级网的规定。为此，根据电力通信网的这样特点，在本发明一优选的实施例中，还提供不同节点等级的情况下电力通信网业务路径的计算方法，以此解决面向电力通信网的业务路径规划问题，该实施例主要根据网络的级数，采用分布式处理的思想，从起始节点和终止节点分别逐级向更高等级节点寻找路径，最后在某一级或最高级实现连通。请参考图3所示，图3为本发明在不同节点等级的情况下电力通信网业务路径的计算方法的流程示意图，该流程中具体包含：获取当前节点Vn的电压等级与目标节点Vk的电压等级，并比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级；根据比较结果确定起始端的起始节点和终止端的终止节点；根据所述起始节点和所述终止节点，通过S101至S104获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径。其中在确定最优路径时，为了更为快捷简便的确定最优路径，还可以根据所述起始节点Vn的电压等级和所述终止节点Vk的电压等级，查询介于所述起始节点Vn的电压等级和所述终止节点Vk的电压等级之间的电压等级所对应的通道节点Vn+b(n+b＜k)与所述起始节点Vn是否存在最优路径；如存在则以所述通道节点Vn+b为新的起始节点，通过S101至S104获得所述新的起始节点Vn+b与目标节点Vk的最优路径。在上述实施例中，比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级时存在两种可能，即当前节点Vn大于或等于目标节点Vk，以及当前节点Vn小于目标节点Vk，其中当当前节点Vn小于目标节点Vk具体处理流程处理如下：比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级，当所述目标节点Vk的电压等级小于所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级相邻时(n-k＝1)；以所述目标节点Vk为起始端的起始节点，以所述当前节点Vn为终止端的终止节点，通过S101至S104获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径；如当所述目标节点Vk的电压等级小于与所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级不相邻时(n-k＞1)；以所述目标节点Vk为起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为终止节点Vk+1，通过S101至S104获得终止节点Vk+1与目标节点Vk的最优路径；以所述终止节点Vk+1为新的起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为新的终止节点Vk+2，通过S101至S104获得新的起始节点Vk+1与新的终止节点Vk+2的最优路径；循环确定新的起始端的起始节点与新的终止节点，并计算之间的最优路径，直到循环次数超过预定阈值M时，整合计算获得所有最优路径，获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径。其中当前节点Vn大于或等于目标节点Vk时具体处理流程处理如下：比较当前节点Vn的电压等级与所述目标节点Vk的节点等级，当所述目标节点Vk的电压等级大于或等于所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级相邻时(k-n＝1)；以所述当前节点Vn为起始端的起始节点，以所述目标节点Vk为终止端的终止节点，通过S101至S104获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径；如当所述目标节点Vk的电压等级大于与所述当前节点Vn的电压等级，且所述目标节点Vk的电压等级与所述当前节点Vn的电压等级不相邻时(k-n＞1)；以所述当前节点Vn为起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为终止节点Vn+1，通过S101至S104获得终止节点Vn+1与当前节点Vn的最优路径；以所述终止节点Vn+1为新的起始端的起始节点，以相邻且大于所述起始端的电压等级的节点作为新的终止节点Vn+2，通过S101至S104获得新的起始节点Vn+1与新的终止节点Vn+2的最优路径；循环确定新的起始端的起始节点与新的终止节点，并计算之间的最优路径，直到循环次数超过预定阈值M时，整合计算获得所有最优路径，获得当前节点Vn与目标节点Vk的最优路径。在上述实施例中，所述预定阈值M与所述电力通信网络级数K关系如下：M＞3K。为更清楚的说明上述实施例的具体处理流程，以下请参考图3所示，对上述实施例做整体说明：步骤1、以起始点作为起始端路径的起点，以终止点作为终止端路径的起点，分别判断起始端路径起点与终止端路径起点的节点等级；步骤2、若当前起始端路径的起点与终止端路径的起点级数相等，则采用同级多约束条件下的路径规划算法寻找路径；若路径存在，执行步骤5；若不存在且当前起始节点级数小于网络最高节点等级，则跳过步骤3执行的条件，执行步骤4；否则路径不存在，结束所有操作。步骤3、若当前起始端的起点的级数大于终止端路径的级数，则以当前终止端路径的起点为起点，寻找该起点至其上一级的路径，即相邻电压等级的节点；若该路径存在，则保存该路径至终止端路径中(不覆盖之前存在的路径)，同时将该路径终点作为当前终止端路径的起点。步骤4、若当前起始端的起点的级数小于终止端路径的级数，则以当前起始端路径的起点为起点，寻找该起点至其上一级的路径，即相邻电压等级的节点；若该路径存在，则保存该路径至起始端路径中(不覆盖之前存在的路径)，同时将该路径终点作为当前起始端路径的起点。步骤5、重复执行步骤2至步骤4，直到当前循环次数超过给定的循环阈值。步骤6、整合起始端路径和终止端路径，得到起始点至终止点的最佳路径。其实现的总体流程图如图2所示。其中，循环阈值M的大小与该网络的级数K有关，它们之间存在如下的关系：M>3K本发明所提供的电力通信网业务路径的计算方法在面向电力业务需求的通信网路由计算方法,综合考虑了线路长度和业务承载能力等多约束条件，能够满足业务需求和网络通信能力协调发展的要求，同时将实际需要考虑的目标因素化为对其网络站点之间连接关系的限制条件，通过1-∞化处理，形成多个1-∞型过滤矩阵，将原始权值矩阵与各过滤矩阵点乘，得到最终带约束条件的权值矩阵，该方法较为简便且容易实现和验证，且通用性强，不局限于电力通信网的路由算法，而且适用于分层、分级，业务QoS要求较高的通信网络。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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