一种电力通信网络路径优化方法与流程

本发明涉及一种电力通信网络路径优化方法，属于电力通信网络路径规划技术领域。

背景技术：

随着电力系统的快速发展，自动化水平的不断提高，电力通信网承载的业务量迅速增长，有效性和可靠性受到了越来越多的关注。其中，电力通信网路径的大小直接影响了通信网络传播速率和可靠性。因此，在通信网节点一定的情况下，通信路径越小，电力通信网络的有效性和可靠性越高。

电力通信线路优化是指在已知站点位置和业务分布的基础上，根据现有网络结构，在满足业务分布和可靠性约束的条件下，确定出经济性最佳的通信线路部署方案。随着电网规模的日益扩大，电力通信网络的优化问题也变得越来越复杂。因此，对于输电网优化的深入研究不仅对我国电力系统的良好运行，更对于社会的稳定以及国民经济快速、健康的发展都有着积极作用。

目前，关于电力通信网络拓扑的研究中，已经有人采用最小生成树方法kruskal算法，最小路径算法，最大流量算法，waxman随机模型，以上方法能够考虑到路径对通信网路的影响，保证了局部通信节点之间的路径最小。但是都无法保证全网总路径之和达到最小，进而限制了通信网传播路径的进一步优化。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种电力通信网络路径优化方法，其能够通过优化通信网络，使得路径之和达到最小。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一种电力通信网络路径优化方法，它包括以下步骤：

1)将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环；

2)在电力通信网络接入层中找到距离电力通信网络核心层最近的节点；

3)将找到的距离电力通信网络核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离；

4)将所有连接距离相加，得到最小通信路径。

进一步地，所述步骤1)的具体过程为：(1)确定电力通信网络核心层的一个主节点位置core0，将节点core0放入集合c中，c＝{core0}，并计算电力通信网络核心层其他节点与主节点core0的距离，将距离最小的节点core1与节点core0相连，将节点core1放入集合c中，c＝{core0,core1}；(2)将(core0,core1)加入到有序数对m中，m＝{(core0,core1)}，并分别计算电力通信网络核心层中其他节点与集合c中节点的距离，找到最小距离，将最小距离对应的两个节点相连，并将两个节点中不属于集合c中的节点放入集合c中；(3)依次按照上述方式进行计算，使得集合c中包含核心层中所有节点，同时将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(4)计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤2)的具体过程为：分别计算电力通信网络核心层每个节点与电力通信网络接入层每个节点的位置，找到最小距离，将此距离下两端的核心层节点与接入层节点conv0相连，将conv0放入集合c中，并将测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤3)的具体过程为：(1)计算未在集合c中的电力通信网络接入层节点与集合c中每个点的距离，找到最小距离所在的集合c外的节点，并将其放入集合c中，不断重复此过程，最终使所有电力通信网络核心层与电力通信网络接入层节点均放入集合c中；(2)将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中，并计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤4)的具体过程为：将数组m中每个数对所对应的两点间距离相加，便得到通信网络的最小路径作为优化的电力通信网络路径。

本发明提供的另一种电力通信网络路径优化方法，它包括以下步骤：

s1，将电力通信网络按等级划分为核心层和接入层；

s2，计算核心层未规划的节点与已规划节点的距离，找到最小距离并记录下这个距离，将这个距离未规划的节点放入已规划节点，不断重复上述过程直到所有核心层节点都属于已规划节点为止，同时对于只有一条连线的节点，通过连接与其次近的节点，使得核心层节点成环；

s3，计算接入层未规划节点与之前所有已规划的节点的位置，找到最小距离，将这个距离上的未规划节点放入已规划节点，不同重复上述过程直到所有接入层节点都属于已规划节点为止；

s4，将所有的最小距离相加，得到通信网络的最小路径。

进一步地，所述步骤s2的具体过程为：(1)确定核心层的一个主节点位置core0，将节点core0放入集合c中，c＝{core0}，并计算核心层其他节点与主节点core0的距离，将距离最小的节点core1与节点core0相连，将节点core1放入集合c中，c＝{core0,core1}；(2)将(core0,core1)加入到有序数对m中，m＝{(core0,core1)}，并分别计算核心层中其他节点与集合c中节点的距离，找到最小距离，将最小距离对应的两个节点相连，并将两个节点中不属于集合c中的节点放入集合c中；(3)依次按照上述方式进行计算，使得集合c中包含核心层中所有节点，同时将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(4)计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤s3的具体过程为：(1)分别计算核心层每个节点与接入层每个节点的位置，找到最小距离，将此距离下两端的核心层节点与接入层节点conv0相连，将conv0放入集合c中，并将测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(2)计算未在集合c中的接入层节点与集合c中每个点的距离，找到最小距离所在的集合c外的节点，并将其放入集合c中，不断重复此过程，最终使所有核心层与接入层节点均放入集合c中；(3)将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中，并计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤s4的具体过程为：将数组m中每个数对所对应的两点间距离相加，便得到通信网络的最小路径作为优化的电力通信网络路径。

本发明的有益效果如下：

本发明首先将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环，其次在电力通信网络接入层中找到距离核心层最近的节点，然后将找到的距离核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离，最后将所有连接距离相加得到最小通信路径，不仅保证了通信网络路径之和达到最小，而且有效节约了建设成本，提高了传输稳定性。

本发明将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环，不仅保证了核心层连接成环，而且保证了通信路径的稳定性和距离最小；在电力通信网络接入层中找到距离核心层最近的节点，使接入层至少有一个节点与核心层相连，保证了通信传输的可靠性；将找到的距离核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离，使所有接入层节点连入到通信网络中；将所有连接距离通过累加，得到距离之和，并且保证能够得到距离之和最小的通信路径。

附图说明

图1为本发明实施例1的电力通信网络路径优化方法流程图；

图2为本发明实施例2中得到通信网络最小路径的方法流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种电力通信网络路径优化方法，它包括以下步骤：

1)将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环。将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环的具体过程为：(1)确定电力通信网络核心层的一个主节点位置core0，将节点core0放入集合c中，c＝{core0}，并计算电力通信网络核心层其他节点与主节点core0的距离，将距离最小的节点core1与节点core0相连，将节点core1放入集合c中，c＝{core0,core1}；(2)将(core0,core1)加入到有序数对m中，m＝{(core0,core1)}，并分别计算电力通信网络核心层中其他节点与集合c中节点的距离，找到最小距离，将最小距离对应的两个节点相连，并将两个节点中不属于集合c中的节点放入集合c中；(3)依次按照上述方式进行计算，使得集合c中包含核心层中所有节点，同时将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(4)计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

2)在电力通信网络接入层中找到距离电力通信网络核心层最近的节点。在电力通信网络接入层中找到距离电力通信网络核心层最近的节点的具体过程为：分别计算电力通信网络核心层每个节点与电力通信网络接入层每个节点的位置，找到最小距离，将此距离下两端的核心层节点与接入层节点conv0相连，将conv0放入集合c中，并将测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

3)将找到的距离电力通信网络核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离。将找到的距离电力通信网络核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离的具体过程为：(1)计算未在集合c中的电力通信网络接入层节点与集合c中每个点的距离，找到最小距离所在的集合c外的节点，并将其放入集合c中，不断重复此过程，最终使所有电力通信网络核心层与电力通信网络接入层节点均放入集合c中；(2)将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中，并计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

4)将所有连接距离相加，得到最小通信路径。将所有连接距离相加得到最小通信路径的具体过程为：将数组m中每个数对所对应的两点间距离相加，便得到通信网络的最小路径作为优化的电力通信网络路径。

本发明将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环，不仅保证了核心层连接成环，而且保证了通信路径的稳定性和距离最小；在电力通信网络接入层中找到距离核心层最近的节点，使接入层至少有一个节点与核心层相连，保证了通信传输的可靠性；将找到的距离核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离，使所有接入层节点连入到通信网络中；将所有连接距离通过累加，得到距离之和，并且保证能够得到距离之和最小的通信路径。

实施例2

如图2所示，本实施例提供的一种电力通信网络路径优化方法，它包括以下步骤：

s1，将电力通信网络按等级划分为核心层和接入层；

s2，计算核心层未规划的节点与已规划节点的距离，找到最小距离并记录下这个距离，将这个距离未规划的节点放入已规划节点，不断重复上述过程直到所有核心层节点都属于已规划节点为止，同时对于只有一条连线的节点，通过连接与其次近的节点，使得核心层节点成环；

s3，计算接入层未规划节点与之前所有已规划的节点的位置，找到最小距离，将这个距离上的未规划节点放入已规划节点，不同重复上述过程直到所有接入层节点都属于已规划节点为止；

s4，将所有的最小距离相加，得到通信网络的最小路径。

进一步地，所述步骤s2的具体过程为：(1)确定核心层的一个主节点位置core0，将节点core0放入集合c中，c＝{core0}，并计算核心层其他节点与主节点core0的距离，将距离最小的节点core1与节点core0相连，将节点core1放入集合c中，c＝{core0,core1}；(2)将(core0,core1)加入到有序数对m中，m＝{(core0,core1)}，并分别计算核心层中其他节点与集合c中节点的距离，找到最小距离，将最小距离对应的两个节点相连，并将两个节点中不属于集合c中的节点放入集合c中；(3)依次按照上述方式进行计算，使得集合c中包含核心层中所有节点，同时将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(4)计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤s3的具体过程为：(1)分别计算核心层每个节点与接入层每个节点的位置，找到最小距离，将此距离下两端的核心层节点与接入层节点conv0相连，将conv0放入集合c中，并将测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中；(2)计算未在集合c中的接入层节点与集合c中每个点的距离，找到最小距离所在的集合c外的节点，并将其放入集合c中，不断重复此过程，最终使所有核心层与接入层节点均放入集合c中；(3)将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中，并计算连接线数量只有一条的节点与其他未与其连接的节点的距离，找到最小距离，将此距离对应的两个节点相连，使得所有节点至少有两条连接线，并将每次测得的最小距离所属的两个节点组成有序数对，放入数组m中。

进一步地，所述步骤s4的具体过程为：将数组m中每个数对所对应的两点间距离相加，便得到通信网络的最小路径作为优化的电力通信网络路径。

本发明首先将电力通信网络核心层的所有节点通过算法以最小距离连接成环，其次在电力通信网络接入层中找到距离核心层最近的节点，然后将找到的距离核心层最近的所有接入层节点连接到电力通信网络中且记录其连接距离，最后将所有连接距离相加得到最小通信路径，不仅保证了通信网络路径之和达到最小，而且有效节约了建设成本，提高了传输稳定性。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。