一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，属智能电网 通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 通信技术在智能电网中起着举足轻重的作用，有效可靠的通信体系是智能电网业 务实现的前提和基础。通信网的规划直接影响到智能电网的有效运行。面对未来智能电网 通信的高服务质量（QoS)、低成本的多样化服务需求，单一的网络通信方式已无法满足未来 智能电网定制化的业务增长需要，任何一种通信方式均不足W单独构造电力通信网络。随 着电力通信技术的不断发展，针对覆盖范围、用户数量、业务类型及QoS的不同要求，智能 电网中的配电通信网已采用了包括EP0N网络、工业W太网、电力线载波、无线专用通信网、 无线公网在内的多种通信方式。因此未来智能电网中的通信网将是由多种技术、多种网络、 多种业务相互融合所形成的异构通信网络集合体。电力通信网络在拓扑结构、底层物理技 术、网络协议、网络提供业务W及网络控制管理方式等方面均具有异构性，该给未来电力通 信网络技术研究带来了新的问题和挑战。异构网络中不同通信技术的协同技术又为上述问 题提出了更苛刻的约束条件。智能电网中的各种通信方式存在着可靠性、传送带宽、价格、 误码率等因素的制约，其通信质量易受环境、电力线路等外在因素的影响。目前智能电网中 并没有一种综合考虑内外各种因素的通信方式选择方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，针对目前智能电网通信方式存在的问题，本发明提出一种配电 通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法。
[0004] 实现发明的技术方案是，一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算 法，包括W下步骤：
[0005] (1)收集计算各种通信方式的属性数据；
[0006] (2)建立通信方式多属性矩阵，并采用极差变换法转化为规范化的决策矩阵；
[0007] (3)建立通信方式选择的判决矩阵；
[000引 （4)根据主观权重向量和客观权重向量计算综合权重向量；其中主观权重向量利 用AHP方法得到，客观权重向量利用滴值法得到；
[0009] (5)计算各通信方式性能评价值；性能评价值最大的即为最佳通信方式。
[0010] 所述通信方式包括EP0N网络、工业W太网C2、电力线载波、无线专用通信网和无线 公网；所述属性包括可靠性、传送带宽、通信节点的成本价格、误码率、维护的难易程度、外 在环境的影响和电力线路的影响。
[0011] 本发明中多属性矩阵X为；
[0012]
[0013] 式中横坐标表示属性，1-7分别表示可靠性Pi(百分比）、传送带宽P2(Mbit/s)、通 信节点的成本价格P3 (千元）、误码率P4 (百分比）、维护的难易程度Pg(分数）、外在环境的 影响Pe(分数）、电力线路的影响P,(分数）；纵坐标表示通信方式，分别表示EPON网络 工业W太网C2、电力线载波C3、无线专用通信网C4、无线公网Cs;式中元素XU表示为第j种 方案的第i个属性值；
[0014] 本发明中决策矩阵B为；
[0015]
[0016] 式中，bll.......b75表示归一化后的决策矩阵的属性值。
[0017] 本发明中判决矩阵为：
[001 引
[0019] 式中，Uy为表示各属性之间的重要性的对比。
[0020] 本发明中主观权重向量为：
[0021]
[002引式中，Wj为属性P斯权值：
Uy表示Pi和Pj.重要性比较值（见表1)。
[0023] 本发明中客观权重向量为：
[0027]式中，为权重系数；gj为属性的差异性系数；ej为第j个属性的滴值；k为玻尔 兹曼常数；cu表示第j个属性上的第i个方案的特征比重。
[002引本发明中综合性能评价值为：
[0029]
[0030] 式中，b。为决策矩阵B中第i行第j列的值；W為属性的综合权重向量《的第 j个值。
[0031] 本发明对各通信方式的性能值进行排序，得出最佳通信方式：
[003引屯=max(d1，…，ds)
[0033] 本发明的有益效果是，本发明方法考虑了通信方式的属性包括；可靠性、传送带 宽、价格、误码率、维护的难易程度、外在环境的影响、电力线路的影响。首次将属性矩阵、判 断矩阵、决策矩阵等运用在配电自动化终端通信方式选择上；多属性综合考虑，兼顾用户主 观喜好与各通信方式之间的客观差异的考虑，对智能电网中自动化节点的通信方式的适合 程度进行排序，从而选择最适合的通信方式作为该自动化节点的通信方式。
【附图说明】
[0034] 图1为配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法流程图。
【具体实施方式】
[0035] 本发明的【具体实施方式】如图1所示。
[0036] 本发明包含W下几个步骤：
[0037] 第一步，采集标准化智能电网中各通信方式的相关属性值，考虑成本型属性和标 准型属性的差别，建立通信方式多属性矩阵。将通过测量核算得到的属性值用矩阵的形式 表不。
[00%]
[0039] 式中横坐标表示属性，1-7分别表示可靠性Pi(百分比）、传送带宽P2(Mbit/s)、通 信节点的成本价格P3 (千元）、误码率P4 (百分比）、维护的难易程度Pg(分数）、外在环境的 影响Pe(分数）、电力线路的影响P,(分数）。纵坐标表示通信方式，分别表示EPON网络 工业W太网C2、电力线载波C3、无线专用通信网C4、无线公网Cg。式中元素Xy表示为第j种 方案的第i个属性值。
[0040] 采用极差变换法将X矩阵转化为规范化的决策矩阵B，其中Pi、P2效益型属性
[0041]
[004引其中？3、？4、？5、？6、口7为成本型属性
[0046] 经过变换后得到的
[0047]
[0048] 式中，b。.......b,g表示归一化后的决策矩阵的属性值，是X矩阵变换后得到的。
[0049] 第二步建立通信方式选择的判决矩阵。
[0化0] 通信方式选择的判决矩阵表示某一属性之间相对重要性对比。将每个属性相互比 较，为了使得该些比较定量化，采用1~9标度法，如表1所示，其中1~9标度法是根据一 定客观事实和一定的科学依据的得出。
[0化1] 表1通信方式属性之间的重要性对比
[0化2]
[0化3] 各标度是电力通信运检部口根据W往通信系统运行中的数据分析得出的经验值。 比较后构成的属性重要度矩阵U= (Uu) 7X7称为通信方式选择的判断矩阵，U为互反矩阵， 即
[0054]
[0化5] 第S步利用AHP方法得到主观权重向量。
[0056]计算U中每一行元素的乘积Uj,j= 1，…，7。
[0057]
[005引计算Uj的n次方根，j= 1,…，7。
[0059]
[0060] 对向量W= (Wi，…，W,)进行归一化处理，得出各个属性Pi的权值。
[0061]
[0062] 第四步利用滴值法得到客观权重向量。
[0063] 计算在第j个属性上的第i个方案的特征比重Cy，即
[0064]
[00化]计算第j个属性的滴值：
[0066]
[0067]其中k为玻尔兹曼常数。k> 0, 0。如果b。对于给定的j全部相等，那么 c,7= _ ,此时，e,.=klnn。n
[0068] 计算属性的差异性系数：
[0069] gj= 1-e J
[0070] 确定属性的权重系数：
[0071]
[0072] 最终得到通信方式属性的最终权重向量为《' = [?'1，…，《'7]t。
[0073] 第五步根据主观权重向量和客观权重向量计算综合权重向量。属性的综合权重 为：
[0074]Q二aQ，+(l-a)W
[0075] 第六步计算各通信方式综合性能评价值。
[0076] 采用下式加权法计算出各个方案的综合性能评价值。
[0077]
[007引第走步对各通信方式的性能值进行排序，得出最佳通信方式。
[0079]屯=max(d1，…，ds)。
【主权项】
1. 一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其特征在于，所述方算法 包括以下步骤： (1) 收集计算各种通信方式的属性数据； (2) 建立通信方式多属性矩阵，并采用极差变换法转化为规范化的决策矩阵； (3) 建立通信方式选择的判决矩阵； (4) 根据主观权重向量和客观权重向量计算综合权重向量；其中主观权重向量利用 AHP方法得到，客观权重向量利用熵值法得到； (5) 计算各通信方式性能评价值；性能评价值最大的即为最佳通信方式。2. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述通信方式包括EPON网络、工业以太网C2、电力线载波、无线专用通信网和无 线公网；所述属性包括可靠性、传送带宽、通信节点的成本价格、误码率、维护的难易程度、 外在环境的影响和电力线路的影响。3. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述多属性矩阵X为：式中横坐标表示属性，1-7分别表示可靠性P1 (百分比）、传送带宽P2 (Mbit/s)、通信节 点的成本价格P3 (千元）、误码率P4 (百分比）、维护的难易程度P5(分数）、外在环境的影响 P6 (分数）、电力线路的影响P7 (分数）；纵坐标表示通信方式，分别表示EPON网络C1、工业 以太网C2、电力线载波C3、无线专用通信网C4、无线公网C5;式中元素 X ^表示为第j种方案 的第i个属性值； 所述决策矩阵B为：式中，bll.......b75表不归一化后的决策矩阵的属性值。4. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述判决矩阵为：式中，Uu为表示各属性之间的重要性的对比。5. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述主观权重向量为：式中，Wj为属性P」的权值Uij表 示PjP Pj重要性比较值。6. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述客观权重向量为：式中，gj= l_e j;其中，e』=klnn 式中，为权重系数；g 属性的差异性系数；^为第j个属性的熵值；k为玻尔兹曼 常数；Cij表示第j个属性上的第i个方案的特征比重。7. 根据权利要求1所述的一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，其 特征在于，所述综合性能评价值为：式中，1?为决策矩阵B中第i行第j列的值；为属性的综合权重向量ω的第j个 值。
【专利摘要】一种配电通信网中自动化终端多属性通信方式选择算法，包括以下步骤：（１）收集计算各种通信方式的属性数据；（２）建立通信方式多属性矩阵，并采用极差变换法转化为规范化的决策矩阵；（３）建立通信方式选择的判决矩阵；（４）根据主观权重向量和客观权重向量计算综合权重向量；其中主观权重向量利用AHP方法得到，客观权重向量利用熵值法得到；（５）计算各通信方式性能评价值；性能评价值最大的即为最佳通信方式。本发明方法多属性综合考虑对通信方式的影响，兼顾用户主观喜好与各通信方式之间的客观差异的考虑，对智能电网中自动化节点的通信方式的适合程度进行排序，从而选择最适合的通信方式作为该自动化节点的通信方式。
【IPC分类】H04L12/24
【公开号】CN104901831
【申请号】CN201510250144
【发明人】李映雪, 朱文广, 黄春明, 雷静, 钟士元, 赖华勇
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力公司经济技术研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月15日