配用电业务与通信方式的匹配方法和装置与流程

本发明涉及电网通信技术领域，特别是涉及一种配用电业务与通信方式的匹配方法和装置、计算机设备和存储介质。

背景技术：

配电通信网络作为配网设备、用户与自动化系统的联络纽带，担负着信息的处理、命令发送和返回等数据的传递，是配用电网自动化和智能化的基础支撑。配用电通信方式的选择从很大程度上决定了智能配电网系统的可靠及高效。

由于配电通信线路及设备分布广、规模大、多种接入技术混合应用，如何选择可靠的配电通信方式对于经济高效的配电通信网络覆盖至关重要。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够可靠选择配电网通信方式的配用电业务与通信方式的匹配方法、装置和计算机设备、存储介质。

一种配用电业务与通信方式的匹配方法，包括：

获取区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息；所述配用电业务终端信息包括配用电业务终端承载的业务类型和配用电业务终端的成本；所述可用通信方式信息包括对应的可用通信技术和成本；

获取配用电业务性能需求；

根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和所述配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度；

根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本；

根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。

一种配用电业务与通信方式的匹配装置，包括：信息获取模块、需求获取模块、技术匹配度计算模块、成本计算模块和通信方式确定模块；

所述信息获取模块，用于获取区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息；所述配用电业务终端信息包括配用电业务终端承载的业务类型和配用电业务终端的成本；所述可用通信方式信息包括对应的可用通信技术和成本；

所述需求获取模块，用于获取配用电业务性能需求；

所述技术匹配度计算模块，用于根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和所述配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度；

所述成本计算模块，用于根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本；

所述通信方式确定模块，用于根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述的配用电业务与通信方式的匹配方法的步骤。

一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现上述的配用电业务与通信方式的匹配方法的步骤

上述的配用电业务与通信方式的匹配方法和装置、计算机设备和存储介质，根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度，根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本，根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。该方法充分地考虑了区域内各可用通信方式的技术匹配度和所需成本，能够可靠选择配电网通信方式。

附图说明

图1为一个实施例的配用电业务与通信方式的匹配方法的流程图；

图2为另一个实施例的配用电业务与通信方式的匹配方法的流程图；

图3为与配用电业务与通信方式的匹配方法对应的系统架构图；

图4为一个实施例的计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度的步骤的流程图；

图5为一个实施例的根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式的步骤的流程图；

图6为一个实施例的配用电业务与通信方式的匹配的结构框图。

具体实施方式

在一个实施例中，提供一种配用电业务与通信方式的匹配方法，如图1和图2所示，包括：

s102：获取区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息；配用电业务终端信息包括配用电业务终端承载的业务类型和配用电业务终端的成本；可用通信方式信息包括对应的可用通信技术和成本。

目前，电网正在正在推进数字电网平台建设，将构建基于地理信息系统(gis,geographicinformationsystem)的数字电网平台，着力推进电网全方位、全过程的数字化建设。就配电通信而言，目前电网配电通信的业务/通道/流程管控等信息运行于配电通信运行管控系统(tocs,telecommunicationsoperationcontrolsystem)，线缆/设备/板卡等台帐信息运行于资产管理系统(pms,propertymanagementsystem)，而线缆/设备等位置信息则位于gis系统。本实施例的配用电业务终端信息和可用通信方式信息基于上述三个系统获取。其中，gis系统主要管理配线、空间资源，并提供gis服务调用；tocs系统负责设备逻辑信息与业务信息管理；pms系统负责线缆及设备等资产流的台帐管控；三个平台通过接口进行数据共享与信息交互。一个实施例的与配用电业务与通信方式的匹配方法对应的的系统架构图如图3所示。

通信方式主要可选择光纤及无线两种通信方式。其中，无线通信方式包括无线公网与无线专网。无线专网是指电力自建网络，无线公网是指电网公司租用移动运营商的网络，每月向其支付租赁费。

分析可用的配电通信方式。例如当存在预留施工光缆管沟时，光纤通信技术可用；当存在可用无线专网频段时，无线专网通信技术可用。一个实施例的区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息如表1所示：

表1区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息

s104：获取配用电业务性能需求。

具体地，可根据区域s内共有的t类业务，分别计算第t类业务，其所需的配用电业务的网络时延需求lt、网络带宽需求ct、通信可靠性需求ot和安全性需求st,m。

s106：根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度。

在一个实施例中，供电区域s内共有t类业务，共有m种可用通信方式。对应地，技术匹配度需要给合网络时延匹配度、网络带宽匹配度、通信可靠性匹配度和安全性匹配度考虑。

根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时的通信技术值和配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度，具体为：当第t类业务基于第m种通信方式承载时的通信技术值大于配用电业务性能需求时，第t类业务可使用第m种通信方式承载，匹配度为1，反之匹配度为0。

s108：根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本。

本实施例中的所需成本包括采购成本和运维成本。具体地，包括配用电业务终端设备的采购成本和运维成本，以及可用通信方式对应的网络设备的采购成本和运维成本。

s110：根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。

上述的配用电业务与通信方式的匹配方法，根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度，根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本，根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。该方法充分地考虑了区域内各可用通信方式的技术匹配度和所需成本，能够可靠选择配电网通信方式。

在另一个实施例中，通信技术值包括网络时延、网络带宽、通信可靠性和安全性。配用电业务性能需求包括对网络时延、网络带宽、通信可靠性和安全性的需求，如图4所示，步骤s102该步骤包括以下步骤s402至s410：

s402：根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的网络时延和配用电业务性能对网络时延的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的网络时延匹配度。

具体地，根据需求分析阶段的配用电业务性能需求，第t类业务对网络时延的要求为lt。第t类业务基于第m种通信方式承载的时延为lt,m。则第t类业务基于第m种通信方式承载时的网络时延匹配度lt,m可计算为：

可见，网络时延使用阶梯状匹配方式，当第t类业务对网络时延的要求lt大于其基于第m种通信方式承载时的网络时延时，匹配度lt,m为1，即第t类业务可使用第m种通信方式承载。反之则匹配度为0。

例如，差动保护类业务对通信时延的要求为10ms，而无线公网通信方式产生的时延为500ms，由于10ms小于500ms，故差动保护类业务与无线公网通信方式的网络时延匹配度为0，即不能使用无线公网来承载。

s404：根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的网络带宽和配用电业务性能对网络带宽的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的网络带宽匹配度。

具体地，根据需求分析阶段的配用电业务性能需求，第t类业务对网络带宽的要求为ct，第t类业务基于第m种通信方式承载的带宽为ct,m。则第t类业务基于第m种通信方式承载时的网络带宽匹配度ct,m可计算为：

可见，网络带宽使用阶梯状匹配方式，当第t类业务对网络带宽的要求ct小于其基于第m种通信方式承载时的网络带宽时，匹配度pt,m为1，即第t类业务可使用第m种通信方式承载。反之则匹配度为0。

例如，配网自动化遥测类业务对网络带宽的要求为几十字节，远小于无线公网通信方式所能够提供的网络带宽500kbps，故配网自动化遥测类业务与无线公网通信方式的网络带宽匹配度为1，即可以使用无线公网来承载。

s406：根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信可靠性和配用电业务性能对通信可靠性的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的通信可靠性匹配度。

对承载配用电业务的各类通信方式而言，通信可靠性的最核心指标为通道可用率。根据需求分析阶段的配用电业务性能需求，第t类业务对通信可靠性的要求为ot，第t类业务基于第m种通信方式承载的通信可靠性为ot,m。则第t类业务基于第m种通信方式承载时的通信可靠性匹配度ot,m可计算为：

可见，通信可靠性使用阶梯状与线性匹配相结合的方式，当第t类业务对通信可靠性的要求ot小于等于其基于第m种通信方式承载时的通信可靠性ot,m时，匹配度ot,m为由于大于等于1，则第t类业务可使用第m种通信方式承载，且ot,m越大，匹配度越高。反之则匹配度为0。

例如，营销计量类业务对通信可靠性的要求为通道可用率大于90％，小于无线公网通信方式所能够实现的通道可用率95％，以及无线专网通信方式所能够实现的通道可用率99％，故营销计量类业务与无线公网、无线专网通信方式在通信可靠性方面均匹配，且无线专网的匹配度1.10大于无线公网的匹配度1.06。

s408：根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的安全性和配用电业务性能对安全性的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的安全性匹配度。

根据需求分析阶段的配用电业务性能需求，第t类业务基于第m种通信方式承载的安全性为st,m，根据配用电业务承载通信方式的安全性规定，第t类业务基于第m种通信方式承载时的网络安全性匹配度st,m可计算为：

可见，网络安全使用阶梯状匹配方式。当第t类业务要求使用电力专网承载，而第m种通信方式为公共网络时，匹配度st,m为0，即第t类业务不可使用第m种通信方式承载。反之则匹配度为1。

例如，配网自动化遥测类业务对网络安全性的要求较弱，可通过公网传输，故配网自动化遥测类业务与无线公网通信方式的网络安全匹配度为1，即可以使用无线公网来承载。

s410：根据网络时延匹配度、网络带宽匹配度、通信可靠性匹配度和安全性匹配度计算各配用电业务终端与各通信方式的技术匹配度。

具体地，第对于区域s内的n个业务终端，其承载t类业务，且有m种可选通信方式。

对每个终端n，依据其所承载的业务类型t，计算其与可选通信技术m的匹配度：

dt,m(n)＝lt,m(n)×ct,m(n)×ot,m(n)×st,m(n)

在另一个实施例中，通信方式对应的成本包括通信终端设备的采购成本及运维成本，以及网络设备的采购成本及运维成本。

步骤s108包括步骤：根据配用电业务终端的成本，计算通信终端设备的采购成本及运维成本，根据可用通信方式的成本，计算网络设备的采购成本及运维成本。

具体地，对于第m类通信技术，其采购通信终端成本单价为gz,m。对于第m类通信技术，其通信终端运维成本单价为yz,m，租赁成本单价为yo,m。

对于终端n，其所使用第m类通信技术的终端采购成本为gz,m(n)。对于终端n，其所使用第m类通信技术的设备运维成本为yz,m(n)+yo,m(n)。由此，终端n使用第m类通信技术的终端采购与运维成本为：

pz,m(n)＝gz,m(n)+yz,m(n)+yo,m(n)

通信网络的成本来源于终端以及网管设备的采购；运维成本则通常为采购成本的固定比例值。特殊的，无线公网的采购费用部分仅包括采购无线通信终端，无需采购网管设备；无线公网的运维成本则包括通信终端的运维费用以及无限流量套餐的租赁费。

对配电通信网络而言，使用第m类通信技术时的网络设备采购成本为gn,m，使用第m类通信技术时的网络设备运维成本为yn,m。

由此，区域s使用第m类通信技术的网络设备采购与运维成本为：

pn,m＝gn,m+yn,m

在再一个实施例中，如图5所示，步骤s110包括以下步骤s502至s508：

s502：根据区域内各配用电业务终端与各通信方式的技术匹配度，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化技术匹配度。

具体地，计算供电区域s内n个业务终端承载t类业务时，使用第m种可选通信方式的归一化技术匹配度为：

上式中，用于归一化，为所有终端n的dt,m(n)的最大值。

s504：根据通信终端设备的采购成本及运维成本，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化通信终端设备的采购成本及运维成本。

具体地，计算供电区域s内n个业务终端承载t类业务时，使用第m种可选通信方式的归一化网络设备采购与运维成本为：

上式中，用于归一化，为所有通信网络m设备采购与运维成本的pn,m的最小值。

s506：根据网络设备的采购成本及运维成本，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化网络设备的采购成本及运维成本。

具体地，计算供电区域s内n个业务终端承载t类业务时，使用第m种可选通信方式的归一化通信终端采购与运维成本为：

上式中，用于归一化，为所有通信终端n采购与运维成本的pz,m(n)的最小值

s508：根据归一化技术匹配度、归一化通信终端设备的采购成本及运维成本和归一化网络设备的采购成本及运维成本，确定区域的最匹配通信方式。

具体地，根据实际需求，为技术匹配度和投资成本的影响分配不同的权重，计算各通信方式的总匹配值。

具体地，该步骤包括以下步骤s1至s3：

s1：计算区域内各配用电业务终端承载各业务时，使用各通信方式的技术权重因子和成本权重因子。技术权重因子和所述成本权重因子的和为1。

计算供电区域s内n个业务终端承载t类业务时，使用第m种可选通信方式的优选因子为：

u(m)＝αi(m)+β(hn(m)+hz(m))

上式中，α为技术权重因子，β为成本权重因子，满足α+β＝1。

当α＞β时，说明进行配电通信方式选择时，优先考虑通信技术的适用性，技术匹配度影响因素大于投资成本影响因素。

当α＝β时，说明进行配电通信方式选择时，投资成本与技术匹配度同等重要。

当α＜β时，说明进行配电通信方式选择时，优先考虑通信技术的建设与运维成本，投资成本影响因素大于技术匹配度影响因素。

s2：根据技术权重因子和成本权子因子，对归一化技术匹配度、归一化通信终端设备的采购成本及运维成本和归一化网络设备的采购成本及运维成本进行加权处理，得到各通信方式的总匹配值。

s3：将最大总匹配值对应的通信方式确定为区域的最匹配通信方式。

具体地，得到供电区域s内n个业务终端承载t类业务时的最优通信方式为第m*种通信方式，m*满足u(m*)≥u(m),1≤m≤m且m≠m*。

如图6所示，一种配用电业务与通信方式的匹配装置，包括：信息获取模块601、需求获取模块602、技术匹配度计算模块603、成本计算模块604和通信方式确定模块605。

信息获取模块601，用于获取区域内的配用电业务终端信息和可用通信方式信息；配用电业务终端信息包括配用电业务终端承载的业务类型和配用电业务终端的成本；可用通信方式信息包括对应的可用通信技术和成本。

需求获取模块602，用于获取配用电业务性能需求。

技术匹配度计算模块603，用于根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信技术值和配用电业务性能需求，计算区域内各配用电业务终端与各可用通信方式的技术匹配度。

成本计算模块604，用于根据配用电业务终端的成本和可用通信方式的成本计算所需成本。

通信方式确定模块605，用于根据各可用通信方式的技术匹配度和所需成本确定区域的最匹配通信方式。

在另一个实施例中，通信技术值包括网络时延、网络带宽、通信可靠性和安全性。配用电业务性能需求包括对网络时延、网络带宽、通信可靠性和安全性的需求。技术匹配度计算模块603，用于根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的网络时延和配用电业务性能对网络时延的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的网络时延匹配度；根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的网络带宽和配用电业务性能对网络带宽的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的网络带宽匹配度；根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的通信可靠性和配用电业务性能对通信可靠性的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的通信可靠性匹配度；根据各配用电业务终端承载对应的业务类型时使用的可用通信技术的安全性和配用电业务性能对安全性的需求，计算各配用电业务类型基于各通信方式的安全性匹配度；根据网络时延匹配度、网络带宽匹配度、通信可靠性匹配度和安全性匹配度计算各配用电业务终端与各通信方式的技术匹配度。

在再一个实施例中，成本计算模块604，用于根据配用电业务终端的成本，计算通信终端设备的采购成本及运维成本；根据可用通信方式的成本，计算网络设备的采购成本及运维成本。

在又一个实施例中，通信方式确定模块包括归一化计算模块和确定模块。

归一化计算模块，用于根据区域内各配用电业务终端与各通信方式的技术匹配度，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化技术匹配度；根据通信终端设备的采购成本及运维成本，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化通信终端设备的采购成本及运维成本；根据网络设备的采购成本及运维成本，计算区域内各配用电业务终端承载各业务类型时，使用各通信方式的归一化网络设备的采购成本及运维成本。

确定模块，用于根据归一化技术匹配度、归一化通信终端设备的采购成本及运维成本和归一化网络设备的采购成本及运维成本，确定区域的最匹配通信方式。具体地，计算区域内各配用电业务终端承载各业务时，使用各通信方式的技术权重因子和成本权重因子；根据技术权重因子和成本权子因子，对归一化技术匹配度、归一化通信终端设备的采购成本及运维成本和归一化网络设备的采购成本及运维成本进行加权处理，得到各通信方式的总匹配值；将最大总匹配值对应的通信方式确定为区域的最匹配通信方式。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述的配用电业务与通信方式的匹配方法的步骤。

一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现上述的配用电业务与通信方式的匹配方法的步骤。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。