基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法及系统与流程

本发明涉及电力通信网路由分配
技术领域：
，特别是涉及基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法及系统。
背景技术：
：随着智能电网的不断发展，电力通信网自身的规模越来越大，大量业务根据实际需要被部署到现网中，进而呈现出了越来越频繁的系统间通信的特性。作为电力系统的实体网络，电力通信网承载着经营管理、稳定安全等诸多业务需求，与此同时也和生产调度密切关联。然而鉴于网络故障本身带有的随机性频繁性特征，使得业务路由带有一定风险性。因此，如何量化分析电力通信业务风险并采取合适的应对措施，成为电力通信网路由分配研究中的重要问题。目前针对电力通信网路由分配可靠性研究主要集中在拓扑优化以及网络本身结构可靠性等方面。鉴于实际情况电网对安全可靠性的需求比较高，因此实际研究经常会把网络整体风险度当作电网的安稳基本要素。实践表明应当考虑选取严密可行的路径，进而寻求较为安全平稳的运行环境。但是选择最可靠的路径又可能会导致在某特定路径有大量集中的业务分布，如果这条路径一旦有故障产生，就会后果严重，变相加剧了运行风险。所以需要针对性设计路由算法，有效进行风险控制，对业务路由分配进行合理调整规划，对电力通信网的长久发展和安稳改进具有重要意义。现有的风险均衡路由分配的方法包括：方案一，根据电力通信网的拓扑结构，为到达业务分配路径，采用Dijsktra算法(迪杰斯特拉算法)，获取到达业务的路径集合；遍历路径集合，计算路径对应的全业务风险度、全网络风险度、全网络负载均衡度和全网络风险均衡度；根据全业务风险度、全网络风险度和全网络负载均衡度，对路径集合进行剔除处理，直到遍历完路径集合中的全部路径，获得目标路径集合；若目标路径集合非空，则根据目标路径集合中的每条路径对应的全网络风险均衡度，对目标路径集合中路径进行升序排列，选择第一条路径作为业务路由；使到达业务按照业务路由转发消息。方案二，获取电力通信网中的节点信息、相邻节点之间的链路信息以及业务信息；根据获得的信息，确定每个业务对应的多个业务路径；分别从多个业务路径中任意选取一个业务路径，构成一个业务单路径集合；根据获得的信息以及至少一个业务单路径集合，确定每个节点的风险度以及每个链路的风险度；根据每个节点的风险度以及每个链路的风险度，确定网络风险度；根据至少一个业务单路径集合以及业务信息，确定网络负载度；根据网络风险度以及网络负载度，采用预设的业务路径优化模型，得到每个业务的优化路径。但现有的电力通信网的风险均衡优化方法中，仅考虑了网络中的风险度因素，实际针对性低，实用性差。技术实现要素：本发明实施例的目的在于提供一种基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法及系统，以实现提高风险均衡方法的实际针对性，增加实用性。具体技术方案如下：一种基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法，包括：获取电力通信网中的请求业务，确定所述请求业务的重要度；根据所述请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定所述请求业务的k条路径，其中，k为正整数；获取所述k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径；根据所述最优路径，完成路由分配。可选的，所述确定所述请求业务的重要度，包括：获取通过层次分析法预先建立的业务重要度衡量模型；根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，分别确定每一个所述请求业务的重要度。可选的，所述获取电力通信网中的请求业务，确定所述请求业务的重要度，包括：根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，确定继电保护业务的实时性权重指标、所述继电保护业务的有效性权重指标、所述继电保护业务的安全性权重指标及所述继电保护业务的全局权重指标；根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，确定运动业务的实时性权重指标、所述运动业务的有效性权重指标、所述运动业务的安全性权重指标及所述运动业务的全局权重指标；根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，确定稳定控制业务的实时性权重指标、所述稳定控制业务的有效性权重指标、所述稳定控制业务的安全性权重指标及所述稳定控制业务的全局权重指标；根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，确定办公业务的实时性权重指标、所述办公业务的有效性权重指标、所述办公业务的安全性权重指标及所述办公业务的全局权重指标；根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，确定调度业务的实时性权重指标、所述调度业务的有效性权重指标、所述调度业务的安全性权重指标及所述调度业务的全局权重指标。可选的，所述根据所述请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定所述请求业务的k条路径，包括：根据所述请求业务的重要度，将所述重要度进行降序排列，得到重要度序列；根据所述重要度序列，排序所述重要度对应的请求业务，得到请求业务序列；获取所述请求业务序列中排序第一位的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及所述路由风险决策函数，确定所述排序第一位的请求业务对应的前k条最短路径，其中，k为正整数；相应的，所述获取所述k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径，包括：步骤A，获取所述请求业务序列中当前排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过所述最大最小公平约束原则，确定所述当前排序的请求业务的最优路径，其中，所述当前排序为按照所述请求业务序列的排序，从排序第一位开始选择的排序，直到选择到排序最后一位的排序；步骤B，根据所述当前序列的请求业务的最优路径，更新所述路由风险决策函数；步骤C，获取所述请求业务序列中当前序列的下一位排序的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及更新后的路由风险决策函数，确定所述下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径；步骤D，获取所述下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过最大最小公平约束原则，确定所述下一位排序的请求业务的最优路径；步骤E，根据所述下一位排序的请求业务的最优路径，更新所述路由决策函数；步骤F，重复步骤C～步骤E，直至确定所述请求业务序列中所有请求业务的最优路径。可选的，所述路由风险决策函数，包括：建立节点风险度函数：其中，所述vi为网络中的节点，所述NDi为所述节点vi的风险度，所述S(vi)为所述节点vi上已分配的请求业务的集合，所述为所述节点vi的发生故障的概率，所述A(vi)为所述节点vi的可用性，所述为所述节点vi上已分配的请求业务的集合中第k个业务的权重；建立链路风险度函数：其中，所述eij为从节点i到节点j的链路，所述EDij为所述eij的风险度，所述S(eij)为所述eij上已分配的请求业务的集合，所述为所述eij的发生故障的概率，所述A(eij)为所述eij的可用性，所述为所述eij上已分配的请求业务中第k个业务的权重；建立总体网络风险度函数：其中，所述OD为总体网络风险度，所述v为已选中的路径中所有节点的集合，所述e为已选中的路径中所有链路的合集。可选的，所述通过最大最小公平约束原则，确定最优路径，包括：根据Min(R)＝Min[Max(OD1，OD2，…，ODk-1，ODk)]，确定所述最优路径，其中，所述Min(R)为所述最优路径，所述Min[Max(…)]为最大最小公平约束函数，所述ODk为第k条路径的总体网络风险度。可选的，所述有向图的最短路径的计算方法，包括：步骤G，获取并将网络中所有节点的集合，作为第一节点集合；步骤H，分别获取并将所述第一节点集合中的每个节点到各自邻接点的链路，存储到第一链路集合中；步骤I，按照从源节点到目标节点，从所述第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，将节点Apr加入到第二节点集合中，其中，所述d(uz)为所述源节点到节点uz的最短距离，所述为所述uz到所述Apr的链路的可用性，所述d(Apr)为所述源节点到所述Apr的最短距离，所述Apr为所述uz的邻接点；步骤J，在目标节点加入到所述第二节点集合中的次数小于k时，返回执行步骤I，在所述目标节点加入到所述第二节点集合中的次数等于k时，输出所述第二节点集合中的节点对应的k条路径。可选的，所述步骤I，还包括：按照从源节点到目标节点，从所述第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，不将所述Apr加入到所述第二节点集合中，排除所述uz到所述Apr的链路，在所述第一链路集合中重新选取所述uz到所述uz的邻接点的最短链路。一种基于业务重要度的风险均衡路由分配的系统，包括：重要度获取模块，用于获取电力通信网中的请求业务，确定所述请求业务的重要度；第一路径确定模块，用于根据所述请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定所述请求业务的k条路径，其中，k为正整数；第二路径确定模块，用于获取所述k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径；路由配置模块，用于根据所述最优路径，完成路由分配。可选的，所述重要度获取模块，包括：模型建立子模块，用于获取通过层次分析法预先建立的业务重要度衡量模型；模型运行子模块，根据所述业务重要度衡量模型及所述请求业务，分别确定每一个所述请求业务的重要度。本发明实施例提供的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法及系统，综合考虑了请求业务的重要度及网络中的风险度因素，对影响路由分配的因素考虑更加全面，实际针对性高，实用性好。另外，对Dijsktra算法进行了改进，降低了Dijsktra算法的时间复杂度；在选取最优路径时，采用最大最小公平约束原则，增加了路由分配的实用性。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法的一种流程示意图；图2为本发明实施例的层次分析法的多层次递阶模型示意图；图3为本发明实施例的业务重要度衡量模型的业务层次结构图；图4为本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法的另一种流程示意图；图5为本发明实施例的电力公司骨干网拓扑图；图6为本发明实施例的链路风险分布图；图7为本发明实施例的电力公司骨干网拓扑图中的拓扑子图；图8为现有技术的应用算法一执行路由配置的拓扑子图；图9为现有技术的应用算法二执行路由配置的拓扑子图；图10为本发明实施例应用SIRBRM算法执行路由配置的拓扑子图；图11为本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的系统的示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1，图1为本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法的一种流程示意图，包括：S101，获取电力通信网中的请求业务，确定请求业务的重要度。获取电力通信网中所有的请求业务，分别确定每个请求业务的重要度。S102，根据请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定请求业务的k条路径，其中，k为正整数。本发明实施例中的有向图的最短路径的计算方法为符合本发明实施例的任意算法，包括：Dijsktra算法及弗洛伊德算法Floyd算法。S103，获取k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径。根据最大最小公平约束原则的函数，对k条路径的总体网络风险度求解，确定最优路径。S104，根据最优路径，完成路由分配。方案一只是考虑了风险均衡，并没有考虑到请求业务自身重要度的优先级。方案二考虑电力通信网的风险和负载，也没有考虑到请求业务重要度的问题。本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法，综合考虑了请求业务的重要度及路由路径的风险度，提高了风险均衡方法的实际针对性，增加实用性。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，确定请求业务的重要度，包括：步骤一，获取通过层次分析法预先建立的业务重要度衡量模型。步骤二，根据业务重要度衡量模型及请求业务，分别确定每一个请求业务的重要度。业务重要度是指某类业务和其它类业务的相对比值权重，是决定节点风险度与链路风险度的重要因素，也能够对业务路由的分配起着重要作用。鉴于性能指标量纲不相同，在确定业务重要度的同时还需要对业务性能指标进行归一化。本发明实施例中，通过业务重要度衡量模型，有效的确定了请求业务的重要度。电力通信网络中请求业务的分类包括：运动业务、稳定控制业务、办公业务、调度业务及继电保护业务。根据各个业务的在实际应用中的需求，对各个业务进行权重分配。一般情况下，相比于运动业务、稳定控制业务、办公业务及调度业务，继电保护业务在实时性及有效性方面的要求最高，因此继电保护业务在实时性及有效性方面所占的权重指标的值，为各个业务中最大的。而办公业务的实时性、有效性及安全性，在所有业务中的要求最低，因此办公业务的实时性、有效性及安全性的权重指标的值，为各个业务中最小的。以此原则，分别设定每个业务的实时性、有效性及安全性的权重指标。当然本发明实施例中的上述权重指标为符合本发明实施例的任意权重指标，可以根据电力通信网的实际要求进行设定，此处不再赘述。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，确定请求业务的重要度，包括：步骤一，根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定继电保护业务的实时性权重指标、继电保护业务的有效性权重指标、继电保护业务的安全性权重指标及继电保护业务的全局权重指标。在实际应用中，可以将权重指标设定为，继电保护业务的实时性权重指标为0.40，继电保护业务的有效性权重指标为0.47，继电保护业务的安全性权重指标为0.13，继电保护业务的全局权重指标为0.34。步骤二，根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定运动业务的实时性权重指标、运动业务的有效性权重指标、运动业务的安全性权重指标及运动业务的全局权重指标。在实际应用中，可以将权重指标设定为，运动业务的实时性权重指标为0.12，运动业务的有效性权重指标为0.13，运动业务的安全性权重指标为0.18，运动业务的全局权重指标为0.15。步骤三，根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定稳定控制业务的实时性权重指标、稳定控制业务的有效性权重指标、稳定控制业务的安全性权重指标及稳定控制业务的全局权重指标。在实际应用中，可以将权重指标设定为，稳定控制业务的实时性权重指标为0.34，稳定控制业务的有效性权重指标为0.23，稳定控制业务的安全性权重指标为0.18，稳定控制业务的全局权重指标为0.24。步骤四，根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定办公业务的实时性权重指标、办公业务的有效性权重指标、办公业务的安全性权重指标及办公业务的全局权重指标。在实际应用中，可以将权重指标设定为，办公业务的实时性权重指标为0.04，办公业务的有效性权重指标为0.04，办公业务的安全性权重指标为0.07，办公业务的全局权重指标为0.05。步骤五，根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定调度业务的实时性权重指标、调度业务的有效性权重指标、调度业务的安全性权重指标及调度业务的全局权重指标。在实际应用中，可以将权重指标设定为，调度业务的实时性权重指标为0.09，调度业务的有效性权重指标为0.09，调度业务的安全性权重指标为0.49，调度业务的全局权重指标为0.23。在本发明实施例中，给出了业务重要度衡量模型具体确定的参数，为量化业务重要度，确定业务重要度的数值，提供了依据。根据请求业务的重要度，将请求业务进行排序，得到请求业务序列。在本发明实施例中，请求业务序列为符合本发明实施例的任意序列。可以为根据请求业务重要度的大小，对请求业务进行降序排列的序列；也可以为根据请求业务重要度的大小，对请求业务进行生序排列的序列，此处不再赘述。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，根据请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定请求业务的k条路径，包括：步骤一，根据请求业务的重要度，将重要度进行降序排列，得到重要度序列。步骤二，根据重要度序列，排序重要度对应的请求业务，得到请求业务序列。步骤三，获取请求业务序列中排序第一位的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及路由风险决策函数，确定排序第一位的请求业务对应的前k条最短路径，其中，k为正整数。相应的，获取k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径，包括：步骤A，获取请求业务序列中当前排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过最大最小公平约束原则，确定当前排序的请求业务的最优路径，其中，当前排序为按照请求业务序列的排序，从排序第一位开始选择的排序，直到选择到排序最后一位的排序；步骤B，根据当前序列的请求业务的最优路径，更新路由风险决策函数；步骤C，获取请求业务序列中当前序列的下一位排序的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及更新后的路由风险决策函数，确定下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径；步骤D，获取下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过最大最小公平约束原则，确定下一位排序的请求业务的最优路径。步骤E，根据下一位排序的请求业务的最优路径，更新路由决策函数。步骤F，重复步骤C～步骤E，直至确定请求业务序列中所有请求业务的最优路径。当把请求业务分配到一条路径上时，该路径中的节点风险度和链路风险度均会发送变化，因此在本发明实施例中，每分配一个请求业务，便更新一次路由决策函数，风险度的计算更加准确，防止将多个业务请求全部分配到一条路径上，能够更加有效合理地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，路由风险决策函数，包括：建立节点风险度函数：其中，vi为网络中的节点，NDi为节点vi的风险度，S(vi)为节点vi上已分配的请求业务的集合，为节点vi的发生故障的概率，A(vi)为节点vi的可用性，为节点vi上已分配的请求业务的集合中第k个业务的权重。建立链路风险度函数：其中，eij为从节点i到节点j的链路，EDij为eij的风险度，S(eij)为eij上已分配的请求业务的集合，为eij的发生故障的概率，A(eij)为eij的可用性，为eij上已分配的请求业务中第k个业务的权重。建立总体网络风险度函数：其中，OD为总体网络风险度，v为已选中的路径中所有节点的集合，e为已选中的路径中所有链路的合集。方案二考虑电力通信网的风险和负载，提出的解决方法考虑节点和边的风险，但忽略了总体网络风险度，在本发明实施例中，综合考虑了节点风险度、链路风险度及总体网络风险度，降低了多个请求业务过度集中在一条路径链路上而造成的运行风险，能够更加有效合理地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径，包括：根据Min(R)＝Min[Max(OD1，OD2，…，ODk-1，ODk)]，确定最优路径，其中，Min(R)为最优路径，Min[Max(…)]为最大最小公平约束函数，ODk为第k条路径的总体网络风险度。在本发明实施例中，不是直接选取总体网络风险度最小的路径作为最优路径，而是通过最大最小公平约束原则，选取最优路径，能够防止过多的业务请求全部分配到一条路径上，实现了合理有效地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，有向图的最短路径的计算方法，包括：步骤G，获取并将网络中所有节点的集合，作为第一节点集合。获取第一节点集合之前，还可以根据电力通信网络的实际情况，删除网络中的不符合要求的链路。步骤H，分别获取并将第一节点集合中的每个节点到各自邻接点的链路，存储到第一链路集合中。第一链路集合中还可以存储各条链路的距离。将起点相同的链路相邻排列，且起点相同的链路根据各自的距离进行升序排列。需要说明的是本发明实施例中链路的距离是指该链路的链路风险度。步骤I，按照从源节点到目标节点，从第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，将节点Apr加入到第二节点集合中，其中，d(uz)为源节点到节点uz的最短距离，为uz到Apr的链路的可用性，d(Apr)为源节点到Apr的最短距离，Apr为uz的邻接点。第二节点集合为已确定最短链路的节点的集合，初始状态时，第二节点集合中仅含有源节点。步骤J，在目标节点加入到第二节点集合中的次数小于k时，返回执行步骤I，在目标节点加入到第二节点集合中的次数等于k时，输出第二节点集合中的节点对应的k条路径。在本发明实施例中，按照从源节点到目标节点的顺序，确定路径。因此每次目标节点加入到第二节点集合中时，就确定了一条路径。为了防止重复选取一条路径，当确定一条路径时，就删除该路径。可选的，在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，步骤I，还包括：按照从源节点到目标节点，从第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，不将Apr加入到第二节点集合中，排除uz到Apr的链路，在第一链路集合中重新选取uz到uz的邻接点的最短链路。通过本发明实施例，能够有效的确定请求业务对应的前k条最短路径，降低了计算过程中的时间复杂度。在本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法中，通过层次分析法，建立了业务重要度衡量模型，得到请求业务所对应的重要度计算方法。提出请求业务路径选择和风险决策函数。首先基于Dijkstra算法选取可用性最大的前k条路径作为备选，再利用最大最小公平约束原则，进行二次筛选以确定最优路径。均衡了风险分布，避免了因请求业务过度集中导致的局部链路风险较大的问题，同时降低了网络的整体风险，可以实现提高风险均衡方法的实际针对性，增加实用性。在本发明实施例中，为了降低电力网承载业务的安全风险，合理对业务路径进行分配，提出了SIRBRM(ServiceImportanceRiskBalancingRoutingMechanism，基于业务重要度的风险均衡路由分配机制)。首先，针对风险均衡问题进行建模，建立风险决策函数，提出链路风险度、节点风险度及总体网络风险度。建立节点风险度函数：建立链路风险度函数：建立总体网络风险度函数：其次，引入了层次分析法，建立业务重要度衡量模型，从而确定业务重要度的计算方法。业务重要度是电力通信网中对电网影响的重要评估指标，指的是如果业务有中断或故障产生的情况，对电力通信网整体的运行安全稳定影响程度的大小。业务重要度越高，影响程度就会越大。针对业务重要度的计算结果是否足够全面科学，会对业务路由的分配结果产生直接的影响，而且会使得分析结果不断累积，所以如何结合各项指标来综合量化业务重要度就显得非常重要。在本发明实施例中，基于AHP(AnalyticHierarchyProcess，层次分析法)提出电力通信业务重要度衡量方法。AHP的基本思路是对问题进行层次化，结合问题不同的性质和目标，将整体拆解成多种组成因素，并且根据关联关系重新进行聚合，生成一个多层次递阶模型，再具体比较问题和解决方法的优劣性。参见图2，利用AHP建立业务重要度衡量模型来进行权值计算，模型中根据不同要素属性可分为三层：最底层、中间层及最高层。同一层要素受制于上一层要素，同时也起着制约下一层要素的功能，从而形成了由上到下的多层次递阶模型。通常情况下，问题的核心目的位于最高层，并且有且仅有唯一要素，鉴于如此，最高层也会被称为目标层；中间这一层级由多个层次组合形成，包括为达到目标要考虑的多种规则，所以称为规则层；最低层称为决策对象层，是因为这一层主要是为了实现目标而采用的多个决策对象。在对n(n为大于1的整数)个不同的元素X＝{X1,X2,…,Xn}进行比较时，衡量它们对目标Z的影响程度，进而判断它们的占比数值大小。每次从中选择两个元素Xi和Xj，Xi和Xj对Z影响比值用aij表示，获得一个两两比较矩阵A＝{aij}，其中，aij＞0并且aji*aij＝1(i≠j)。aij的表示采用9标度法，也就是使用1～9及其倒数强度划分方法，因素比值强度划分如表1所示。表1Xi/Xj相等较强强很强超强aij13579进行层次单排序和一致性检验。通过计算得到矩阵的最大特征值λmax，然后通过W＝λmax/A算出对应的特征向量W，接着对其标准化，进而求解判断矩阵的一致性指标CI，令CI＝(λmax-n)/(n-1)，其中，n是矩阵A的阶数。显然λmax的值和n相等时CI＝0，此时判断矩阵完全一致。当CI变大，判断矩阵的完全一致性特征随即减弱。令CR＝CI/RI，RI表示平均随机一致性指标，CR表示随机性一致。进行层次总排序。求解本层所有元素针对上一层重要性的权值，就必须利用上一阶段所得到的同层中的单排序结果。倘若针对上一层元素的总排序已完成，其权值分别为x1，x2，…，xm，对应本层元素Y1，Y2，…，Yn的单排序结果y1j，y2j，…，ynj(xj与yk无关时，ykj＝0)，Y层的层次总排序一致指标公式为：总排序权值公式为：CIj为Y层中与xj对应的矩阵一致性指标。层次总排序随机一致性指标为：其中RIj是Y层对应xj的矩阵随机一致性指标。总排序随机一致性比为：CR＝CI/RI，其中当CR小于等于0.01，总排序结果体现了较理想的一致性。本发明实施例在AHP的基础上提出了业务重要度衡量方法，对于五种业务重要度，结合实例进行科学评估量化。参见图3，在本发明实施例中业务重要度衡量模型一共有三个层级，最高层是和业务重要度相协调的目标层；中间层是准则层，包括三个指标，分别是实时性(I1)、有效性(I2)以及安全性(I3)；最下层为决策对象层，包含有五种具体的业务，分别是继电保护业务(S1)、远动业务(S2)、稳定控制业务(S3)、办公业务(S4)及调度业务(S5)。对准则层中的3项指标的权重进行确定。结合实际通信业务的质量要求，它们的重要程度由高到低分别是：实时性(5)、有效性(3)、安全性(1)，表2是三项指标的权重分布。在实际情况应用中，当需要对某项指标着重体现时，可以适当增加该指标相对应的权重。表2实时性(I1)有效性(I2)安全性(I3)实时性(I1)135有效性(I2)1/313安全性(I3)1/51/31进行一致性检验，表2的判断矩阵满足要求，接着计算矩阵对应的最大特征向量，也就是指标权重，对其保留一位小数，w＝{0.6，0.3，0.1}。然后确定不同指标情况下5类具体业务的判断矩阵。分别建立3个5×5评判矩阵，按照AHP的评价过程，确定矩阵A1、A2、A3、A4、A5的局部权重，计算业务权重分布结果如表3所示。最后把每项业务的局部权重、指标权重进行加权平均，随即可以得到业务对应的全局权重，全局权重也就是我们量化得出的业务重要度。表3然后，针对面向业务重要度的问题，本发明实施例提供了一种最优路径的决策算法。首先基于K-Dijkstra算法(根据Dijkstra确定前k条最短路径)，筛选出可靠性最高的前k条路径，将其作为备选路径，再根据最大最小公平原则进行二次筛选，进而实现近似最优，详细算法如下所述。K-Dijkstra算法的基本思想是：把K-Dijkstra算法运行过程得到的多个源节点到目的节点的距离与链路信息存储起来，进行一次搜索，将前k条最短路径(k-shortest-path)挑选出来，进而使得时间复杂度得到降低，实现优化算法的目的。详细步骤如下所示：步骤一，分析网络中链路的带宽，删除网络中不符合要求的链路。步骤二，根据路由风险决策函数，对各节点及链路的权值进行更新。步骤三，对集合S＝{src}进行初始化，其中，S为已经确定的链路的节点的集合，src为源节点。步骤四，确定尚未确定的链路的节点的集合Q，其中，V-S＝Q，V为网络中所有节点。步骤五，确定源节点与节点uz之间的距离d(uz)，uz∈Q，u1为源节点的邻接点，在z∈{2，3，…，n-1，n}时，d(uz)＝∞，其中，集合d(uz)是有序的，按照距离的大小降序排列，n为正整数，节点uz用来表征节点u的第z个等价的节点。步骤六，将源节点和uz之间的链路存储到Candi(uz)中，其中，初始状态时且当z＝1时，将{src，u1}存储到Candi(uz)中，当z∈{2，…，n}时，不进行存储。步骤七，挑选出具有最短链路的节点uz∈Q，将具有最短链路的节点uz添加到S。步骤八，对于uz的邻接点Apr，在时，令Apr不属于S，且不属于Candi(uz)，令d(Apr)＝d(uz)*A(u,Ap)，且其中，r∈{1，2，…，n-1，n}，为uz到Apr链路的可用性，d(Apr)为源节点与Apr之间的距离，为uz到Apr的链路，Candi(Apr)用于存储源节点和Apr之间的链路。当时，排除重新选取uz到uz的邻接点的最短链路，当时，将节点Apr加入到S中。步骤九，重复执行步骤七和步骤八，直到目的节点Destn第k次被加入到S后停止，得到目的节点与源节点间的前k条最短路径的集合Candi。按照从源节点到目标节点的顺序，确定路径，每次目标节点加入到S中时，就确定了一条路径。为了防止重复选取一条路径，当确定一条路径时，就排除该路径。上述K-Dijkstra算法经过改进后，时间复杂度降低到O(V*log(V)+E)，显著优于方案一和方案二中算法的时间复杂度，其中，V为网络中所有节点的数量，E为网络中所有可用链路的数量。最后，通过最大最小公平约束原则，确定及配置最优路径。本发明实施例中利用最大最小公平约束原则从前k条最短路径中筛选出最佳业务路由。最大最小公平约束原则的决策函数为：Min(R)＝Min{Max[R(src，esrc,S2，S2，eS2,S3，S3，…，Destn)]}＝Min[Max(NDsrc，EDsrc,S2，NDS2，EDS2,S3，…，NDDestn)]＝Min[Max(OD1，OD2，…，ODk-1，ODk)]其中，Si为集合S中的节点，ei,j为节点i到节点j的链路，Destn为目的节点，src为源节点，R()表示的计算节点和链路的风险度。该函数目标是从前k条最短路径中，选择路由决策风险度相对最优的路径，以解决风险在局部通道上过于集中，导致风险不均衡的业务路由问题。对于整体网络的风险度，本发明实施例采用基于K-Dijkstra算法的备选路径选择算法以及利用最大最小公平约束原则从k条备选路径中筛选出最佳路径以实现路由优化。在有效地降低了路径和节点的风险度，均衡风险分布，避免了风险过于集中的同时，降低了网络的整体风险。基于路由风险决策函数和业务重要度衡量模型，本发明实施例提了SIRBRM，主要包括业务重要度计算与排序、路由决策算法、链路风险度和节点风险度更新这三部分内容，SIRBRM的流程示意图如图4所示：S401，业务指标性能归一化。S402，将新请求业务置于等待状态。S403，业务重要度计算与排序。通过上述AHP的业务重要度衡量模型，确定请求业务所对应的重要度。在为多个请求业务分配路径的时候，首先需要根据业务的重要度进行排序，进而保证能够把更优的路径分配给更加重要的业务。在本发明实施例中，将待分配的请求业务按其对应的重要度降序排列。S404，将最高一批业务重要度的请求业务加入处理队列。将重要度高的请求业务优先加入到处理队列中，在请求业务的重要度相同时，随机选择优先分配的业务。S405，判断是否分配完毕，若是结束算法，若否执行S406。S406，用Dijkstra确认前k条最短路径。S407，采用最大最小公平约束原则进行路由决策是否存在可行解，若存在执行S408，若不存在执行S410。根据可行解得到可行的最优路径，将处理队列中的请求业务转为执行状态，并根据最优路径进行路由配置。若没有找到可行解，则提高本批处于等待状态的请求业务的重要度，同时将其从处理队列中移除。S408，将处理队列中的请求业务转换为执行状态。S409，更新链路风险度和节点风险度，并返回S405。在每次将处理队列中的请求业务转换为执行状态，进行路由配置之后，相关业务数量以及重要度会发生改变，且相应的节点及链路的风险度也随之增大，因此需要更新节点风险度和链路风险度，即将已执行的请求业务加入到上述路由风险决策函数中重新计算。S410，提高本批处于等待状态的业务重要度优先级，同时将其从处理队列中移除，并返回S403。本发明提出的应用于电力通信网的基于业务重要度的风险均衡路由分配机制，相比于现有技术，使业务分布更加均匀，可以很好降低业务过度集中在某些特定路径链路上而造成的运行风险，并且解决由于过多重要业务集中在少数的路径而导致故障影响范围增大的问题。本发明实施例可以指导运维调度人员有针对性地优化业务路由分布。通过仿真结果与现有技术进行对比，验证了本发明实施例所提供的方法在业务重要度均衡分配方面的优异性，并且有效减少了网络的整体风险。参见图5，图5为电力公司骨干网拓扑图，包含25个节点以及33条链路。节点可用性在[0.9，0.99]之间随机产生，边可用性由单位长度光缆可用性除以长度得到。实验中Dijkstra算法k的取值为6。节点与节点之间的业务数在[1，10]之间，网络中业务总数为346。本发明实施例对比分析了采用文献[1](施继红，宗荣，刘宇明，等.电力通信网的抗毁性和拓扑优化研究[J].电力系统通信，2009，30(203)：11-13)的基于节点重要性的均衡度网络拓扑优化算法(以下简称为算法一)，及采用文献[2](LiuNian-zuandChenXiao.Overlaymulticastingatapath-levelgranularityformultihomedservicenodes[C].InternationalConferenceonInformationScienceandTechnology(ICIST2011)，Nanjing，2011:939-946)的基于负载均衡业务路由分配算法(以下简称为算法二)，进行路由分配情况下的链路风险度分布以及网络总体风险度。链路风险度分布情况，可以用来表征不同的链路风险度区间内所分布边的数量情况，该指标可以用来衡量算法在抑制风险过于集中方面的性能。图6中的纵坐标表示不同的链路风险度区间内边的数量情况，横坐标表示的是5个不同的链路风险度区间。由图6可知，在前两个低链路风险度区间内，SIRBRM算法所分布的边数总和为31，而算法一和算法二则的边数总和分别是23和25。在后3个中高链路风险度区间内，SIRBRM算法所分布的边数总和为2，远低于算法一及算法二的10和8。这些说明了采用SIRBRM算法进行路由分配时，每条边上所承载的高重要度业务相对较少，避免了风险过于集中，有效均衡了风险分布，优于算法一和算法二。总体网络风险度是指网络的整体风险程度，通过把网络中全部的链路风险度及节点风险度相加得到，用来反映网络的整体风险值。在多次的实验仿真中，SIRBRM算法的总体网络风险度明显低于算法一和算法二。这可以说明本文提出的SIRBRM算法避免了风险过于集中，有效降低了网络的整体风险，多次仿真试验情况不同算法的业务通道总体网络风险度如表4所示。表4算法一算法二SIRBRM算法试验1835671014907试验2824369944812试验3817968734755如图7所示，选取图6左下角的一个闭环回路拓扑子图，拓扑中包含13、20、21、22、24、25这6个节点和6段链路，在共承载了6个电力通信的请求业务时，S1、S2为站点20与站点25间的继保业务；S3、S4为站点20与站点25间的稳定控制业务，S5是站点20与站点25间的办公业务，权值如表3所示，S1、S2、S3、S4的带宽需求为4M，S5的带宽需求为16M。图8、图9及图10中分别为采用文献[1]中的基于节点重要性的均衡度网络拓扑优化算法，文献[2]中的基于负载均衡业务路由分配算法以及SIRBRM算法得到的路由分配结果，从中可以得出SIRBRM算法使业务分布更加均匀，能够很好降低业务过度集中在某些特定路径链路上而造成的运行风险，并且解决由于过多重要业务集中在少数的路径而导致故障影响范围增大的问题。参见图11，图11为本发明实施的基于业务重要度的风险均衡路由分配的系统，包括：重要度获取模块1101，用于获取电力通信网中的请求业务，确定请求业务的重要度。第一路径确定模块1102，用于根据请求业务的重要度，通过有向图的最短路径的计算方法及预先建立的路由风险决策函数，确定请求业务的k条路径，其中，k为正整数。第二路径确定模块1103，用于获取k条路径，通过最大最小公平约束原则，确定最优路径。路由配置模块1104，用于根据最优路径，完成路由分配。本发明实施例的基于业务重要度的风险均衡路由分配的系统，综合考虑了请求业务的重要度及路由路径的风险度，提高了风险均衡方法的实际针对性，增加实用性。需要说明的是，本发明实施例的系统是应用上述基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法的系统，则上述基于业务重要度的风险均衡路由分配的方法的全部实施例均适用于该系统，且均能达到相同或相似的有益效果。可选的，重要度获取模块1101，包括：模型建立子模块，用于获取通过层次分析法预先建立的业务重要度衡量模型。模型运行子模块，根据业务重要度衡量模型及请求业务，分别确定每一个请求业务的重要度。本发明实施例中，通过业务重要度衡量模型，有效的确定了请求业务的重要度。可选的，模型建立子模块，包括：第一权重指标确定单元，用于根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定继电保护业务的实时性权重指标、继电保护业务的有效性权重指标、继电保护业务的安全性权重指标及继电保护业务的全局权重指标。第二权重指标确定单元，用于根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定运动业务的实时性权重指标、运动业务的有效性权重指标、运动业务的安全性权重指标及运动业务的全局权重指标。第三权重指标确定单元，用于根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定稳定控制业务的实时性权重指标、稳定控制业务的有效性权重指标、稳定控制业务的安全性权重指标及稳定控制业务的全局权重指标。第四权重指标确定单元，用于根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定办公业务的实时性权重指标、办公业务的有效性权重指标、办公业务的安全性权重指标及办公业务的全局权重指标。第五权重指标确定单元，用于根据业务重要度衡量模型及请求业务，确定调度业务的实时性权重指标、调度业务的有效性权重指标、调度业务的安全性权重指标及调度业务的全局权重指标。在本发明实施例中，给出了业务重要度衡量模型具体确定的参数，为量化业务重要度，确定业务重要度的数值，提供了依据。可选的，第一路径确定模块1102，包括：第一排序子模块，用于根据请求业务的重要度，将重要度进行降序排列，得到重要度序列。第二排序子模块，用于根据重要度序列，排序重要度对应的请求业务，得到请求业务序列。第一计算子模块，用于获取请求业务序列中排序第一位的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及路由风险决策函数，确定排序第一位的请求业务对应的前k条最短路径，其中，k为正整数；相应的，第二路径确定模块1103，包括：第一最优路径确定子模块，用于获取请求业务序列中当前排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过最大最小公平约束原则，确定当前排序的请求业务的最优路径，其中，当前排序为按照请求业务序列的排序，从排序第一位开始选择的排序，直到选择到排序最后一位的排序；第一更新子模块，用于根据当前序列的请求业务的最优路径，更新路由风险决策函数；第二计算子模块，用于获取请求业务序列中当前序列的下一位排序的请求业务，通过有向图的最短路径的计算方法及更新后的路由风险决策函数，确定下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径；第二最优路径确定子模块，用于获取下一位排序的请求业务对应的前k条最短路径，通过最大最小公平约束原则，确定下一位排序的请求业务的最优路径；第二更新子模块，根据下一位排序的请求业务的最优路径，更新路由决策函数；第三计算子模块，用于返回第二计算子模块，直至确定请求业务序列中所有请求业务的最优路径。在本发明实施例中，每分配一个请求业务，便更新一次路由决策函数，风险度的计算更加准确，防止将多个业务请求全部分配到一条路径上，能够更加有效合理地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，第一路径确定模块1102，包括：节点风险度计算子模块，用于建立节点风险度函数：其中，vi为网络中的节点，NDi为节点vi的风险度，S(vi)为节点vi上已分配的请求业务的集合，为节点vi的发生故障的概率，A(vi)为节点vi的可用性，为节点vi上已分配的请求业务的集合中第k个业务的权重；链路风险度计算子模块，用于建立链路风险度函数：其中，eij为从节点i到节点j的链路，EDij为eij的风险度，S(eij)为eij上已分配的请求业务的集合，为eij的发生故障的概率，A(eij)为eij的可用性，为eij上已分配的请求业务中第k个业务的权重；总体网络风险度计算子模块，用于建立总体网络风险度函数：其中，OD为总体网络风险度，v为已选中的路径中所有节点的集合，e为已选中的路径中所有链路的合集。在本发明实施例中，综合考虑了节点风险度、链路风险度及总体网络风险度，降低了请求业务过度集中在某些特定路径链路上而造成的运行风险，能够更加有效合理地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，第二路径确定模块1103，具体用于：根据Min(R)＝Min[Max(OD1，OD2，…，ODk-1，ODk)]，确定最优路径，其中，Min(R)为最优路径，Min[Max(…)]为最大最小公平约束函数，ODk为第k条路径的总体网络风险度。在本发明实施例中，通过最大最小公平约束原则，选取最优路径，能够防止过多的业务请求全部分配到一条路径上，实现了合理有效地对请求业务的路由路径进行分配。可选的，第一路径确定模块1102，包括：第一节点集合确定子模块，用于获取并将网络中所有节点的集合，作为第一节点集合；链路集合确定子模块，用于分别获取并将第一节点集合中的每个节点到各自邻接点的链路，存储到第一链路集合中；第二节点集合确定子模块，用于按照从源节点到目标节点，从第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，将节点Apr加入到第二节点集合中，其中，d(uz)为源节点到节点uz的最短距离，为uz到Apr的链路的可用性，d(Apr)为源节点到Apr的最短距离，Apr为uz的邻接点；路径输出子模块，用于在目标节点加入到第二节点集合中的次数小于k时，返回执行步骤I，在目标节点加入到第二节点集合中的次数等于k时，输出第二节点集合中的节点对应的k条路径。可选的，第二节点集合确定子模块，还包括：链路排除单元，用于按照从源节点到目标节点，从第一链路集合中选取距离最短的链路，当时，不将Apr加入到第二节点集合中，排除uz到Apr的链路，在第一链路集合中重新选取uz到uz的邻接点的最短链路。通过本发明实施例，能够有效的确定请求业务对应的前k条最短路径，降低了计算过程中的时间复杂度。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非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作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3