电力多业务传输优化方法及装置与流程

本发明涉及电力通信技术领域，具体涉及电力多业务传输优化方法及装置。

背景技术：

现如今电力通信业务和电力通信网络正在不断地发展，其与电网之间的联系也越来越多。和公网所承载的业务相比较而言，电力通信网的大部分业务都是用于保障电力系统的正常运行和生产的，它的可靠运行对电网公司的经营管理、生产调度以及企业信息化的管理这些业务来说起着非常重要的作用。

现有电力多业务传输优化方法往往选取从源节点到目的节点之间距离最短的路径进行传输。然而，通过最短距离传输电力业务时会存在可靠性不高、实时性不好等缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电力多业务传输优化方法及装置，以解决通过最短距离传输电力业务时会存在可靠性不高、实时性不好等缺陷的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种电力多业务传输优化方法，包括：确定待传输电力业务从源节点到目的节点之间的至少两条传输路径；分别计算所述至少两条传输路径的性能综合度，所述性能综合度为传输路径的多方面性能参数的综合值；确定性能综合度最优的传输路径；通过所述性能综合度最优的传输路径传输所述待传输电力业务。

可选地，所述性能综合度通过以下公式计算得到：其中，t表示待传输电力业务所属的业务类型为第t类业务，x为第t类业务在路径l上的性能参数的种类数，etlx为第t类业务在路径l上的第x类性能参数，atx为第t类业务的第x类性能参数的权重系数，||a||表示对变量a做归一化处理。

可选地，所述性能参数包括业务时延、业务风险、业务负载均衡中的至少一者。

可选地，所述性能综合度通过以下公式计算得到：

fobj＝||at1·etl1||+||at2·etl2||+||at3·etl3||，其中，t表示待传输电力业务所属的业务类型为第t类业务，etl1为第t类业务在路径l上的业务时延性能参数，at1为第t类业务的业务时延性能参数的权重系数；etl2为第t类业务在路径l上的业务风险性能参数，at2为第t类业务的业务风险性能参数的权重系数；etl3为第t类业务在路径l上的业务负载均衡性能参数，at3为第t类业务的业务负载均衡性能参数的权重系数。

可选地，所述权重系数通过以下公式计算得到：其中，dt为第t类业务的实时性权重，rt为第t类业务的风险性权重，pt为第t类业务的负载均衡性权重。

可选地，通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务时延性能参数：etl1＝dt·dtl1，并且其中，dtl1为第t类业务在路径l上的时延；w为路径l上有方向的边，w为路径l上的边w的集合，delaytw为第t类业务在边w上的时延；n为路径l上的节点，n为路径l上的节点的集合，delaytn为第t类业务在节点n处的时延；和/或，通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务风险性能参数：etl2＝rt·rtl2，并且其中，rtl1为第t类业务在路径l上的风险；w为路径l上有方向的边，w为路径l上的边w的集合，loiw为边w的失效概率，riw为边w的风险度；n为路径l上的节点，n为路径l上的节点的集合，loin为节点n的失效概率，rin为节点n的风险度；和/或，通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务负载均衡性能参数：etl3＝pt·pil3，并且其中，pil3为第t类业务在路径l上的负载均衡度；bw为边w的总带宽，bj为在业务i之前该路径上的业务带宽，w为路径l上的边w的集合。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种电力多业务传输优化装置，包括：第一确定单元，用于确定待传输电力业务从源节点到目的节点之间的至少两条传输路径；计算单元，用于分别计算所述至少两条传输路径的性能综合度，所述性能综合度为传输路径的多方面性能参数的综合值；第二确定单元，用于确定性能综合度最优的传输路径；传输单元，用于通过所述性能综合度最优的传输路径传输所述待传输电力业务的传输路径。

可选地，所述性能综合度通过以下公式计算得到：其中，t表示待传输电力业务所属的业务类型为第t类业务，x为第t类业务在路径l上的性能参数的种类数，etlx为第t类业务在路径l上的第x类性能参数，atx为第t类业务的第x类性能参数的权重系数，||a||表示对变量a做归一化处理。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的电力多业务传输优化方法。

本发明实施例提供的电力多业务传输优化方法及装置，在确定待传输电力业务从源节点到目的节点之间的至少两条传输路径之后，分别计算这些传输路径的性能综合度，采用性能综合度最优的传输路径传输该待传输电力业务，能够根据综合考虑可靠性、风险性、实时性等各方面性能进行路径规划，使得电力通信网的传输性能总体最优化。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的一种电力多业务传输优化方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的一种电力多业务传输优化装置的原理框图。

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，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，本领域技术人员在没有作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。

图1示出了根据本发明实施例的一种电力多业务传输优化方法的流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：

s101：确定待传输电力业务从源节点到目的节点之间的至少一条传输路径。

源节点即为电力通信网中待传输电力业务所在的位置，目的节点即为电力业务需要传输至的位置。电力通信网络中往往存在多个从源节点到目的节点之间的多条传输路径。

步骤s101可以是获取从源节点到目的节点之间的所有传输路径，也可以是通过根据dijkstra算法得到的k条最短路径，其中k为dijkstra算法的搜索范围。

s102：分别计算至少一条传输路径的性能综合度，性能综合度为传输路径的多方面性能参数的综合值。

s103：确定性能综合度最优的传输路径。

此处“最优”可以是最小值，也可以是最大值，具体根据性能综合度的具体计算方式而定。

s104：通过所确定的传输路径传输待传输电力业务。

上述电力多业务传输优化方法，在确定待传输电力业务从源节点到目的节点之间的至少两条传输路径之后，分别计算这些传输路径的性能综合度，采用性能综合度最优的传输路径传输该待传输电力业务，能够根据综合考虑可靠性、风险性、实时性等各方面性能进行路径规划，使得电力通信网的传输性能总体最优化。

在执行上述步骤之前，初始化网络信息(包括网络拓扑图、网络中各节点的设备信息等)，用g(n，w，l)表示。其中，n(n)表示网络中的节点集合，w(w)表示网络中的边的集合，w表示有方向的边，l(l)表示业务的路径集合，l表示业务的第l个路径，路径l由边w构成。另外，本申请中以i(i)表示业务的集合，bw表示边w可用带宽大小。

在待传输电力业务i传输之前，识别待传输电力业务的种类、源节点、目的节点、业务传输所需带宽，以i(t，s，d，bi)表示，其中t为业务i所属的业务种类，s为业务请求的源节点，d为业务请求的目的节点，bi为业务i传输所需的带宽。

作为本实施例的一种可选实施方式，性能综合度其中，t表示待传输电力业务所属的业务类型为第t类业务，x为第t类业务在路径l上的性能参数的种类数，etlx为第t类业务在路径l上的第x类性能参数，atx为第t类业务的第x类性能参数的权重系数，||a||表示对变量a做归一化处理。也即，第t类业务在路径l上的第x类性能参数乘以权重值之后，对乘积的结果做归一化处理，然后各个归一化之后的数值求和。该性能综合度的计算方式简单，计算量较小，性能综合度的取值越大越优。

其中，归一化处理的方法将各个性能参数etl1、etl2、etl3……进行无量纲化处理，计算公式如下：其中，z为处理前的etl1、etl2或etl3……，z'为与z对应的处理后的etl1、etl2或etl3……，max为处理前etl1、etl2、etl3……中的最大值，min为处理前etl1、etl2、etl3……中的最小值。归一化处理使得各个性能参数加权后的数值处于0～1的数值范围内，防止某个性能参数加权后的取值较大而使其与其他性能参数加权后的取值不在同一数值范围内，减轻了权重确定的复杂度。

当然，也可以采用其他方式计算性能综合度，例如，该性能综合度的取值越大越优；fobj＝||at1·etl1||·||at2·etl2||……||atx·etlx||，该性能综合度的取值越小越优。

下面以性能参数包括业务时延、业务风险、业务负载均衡为例，说明性能综合度的计算方式。

性能综合度fobj＝||at1·etl1||+||at2·etl2||+||at3·etl3||，其中，t表示待传输电力业务所属的业务类型为第t类业务，etl1为第t类业务在路径l上的业务时延性能参数，at1为第t类业务的业务时延性能参数的权重系数；etl2为第t类业务在路径l上的业务风险性能参数，at2为第t类业务的业务风险性能参数的权重系数；etl3为第t类业务在路径l上的业务负载均衡性能参数，at3为第t类业务的业务负载均衡性能参数的权重系数。

其中，权重系数dt为第t类业务的实时性权重，rt为第t类业务的风险性权重，pt为第t类业务的负载均衡性权重。

根据层次分析法以业务的实时性权重dt、风险性权重rt以及业务负载均衡性权重pt为方案层，业务类型为准则层，分别求得dt、rt与pt对于不同业务的权重值。具体方法为：

根据层次分析法构造判别矩阵，其中ci表示业务i，cij表示业务ij进行重要度比较的结果。

性质：(1)cij>0；(2)cij＝1/cji；(3)cii＝1。

cij的赋值方法为：

其中i、j表示两种业务种类，根据上述方法进行两两比较。得到判别矩阵a。为不出现两种业务赋值时出现两两矛盾的情况，对矩阵a进行一致性检验。计算判断矩阵a的最大特征值λmax及特征向量w，可采用递归的方法求解。

对特征向量w进行归一化，得到每个成对判断矩阵的权向量w1。

对判断矩阵进行一致性检验，r.i.为同阶次的平均随机一致性指标，c.r.为一致性比率，c.i.为判断矩阵一致性指标，通常c.r.<0.1，说明判断矩阵的一致性是可以接受的。具体计算方法为：

得到最大特征根λmax对应的特征向量即为d(i)的值，同理可以得到r(i)与p(i)。

通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务时延性能参数：etl1＝dt·dtl1，并且其中，dtl1为第t类业务在路径l上的时延；w为路径l上有方向的边，w为路径l上的边w的集合，delaytw为第t类业务在边w上的时延；n为路径l上的节点，n为路径l上的节点的集合，delaytn为第t类业务在节点n处的时延。

通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务风险性能参数：etl2＝rt·rtl2，并且其中，rtl1为第t类业务在路径l上的风险；w为路径l上有方向的边，w为路径l上的边w的集合，loiw为边w的失效概率，riw为边w的风险度；n为路径l上的节点，n为路径l上的节点的集合，loin为节点n的失效概率，rin为节点n的风险度。

通过以下公式计算第t类业务在路径l上的业务负载均衡性能参数：etl3＝pt·pil3，并且也即其中，pil3为第t类业务在路径l上的负载均衡度；bm(w)为边w的已用带宽，bw为边w的总带宽，bj为在业务i之前该路径上的业务带宽，w为路径l上的边w的集合。

随着电力系统对于自动化、信息化、智能化要求的不断提高，电力通信网承载的电网业务呈现出“宽带化、网络化、ip化、多元化”的趋势，传统“分组传送网(ptn)+光传送网络(otn)”多层网络架构虽可以提供带宽，但是存在多种问题。近些年来兴起的分组增强型光网络(potn)是一个良好的解决方案，potn指具有光通路数据单元(oduk)交叉、分组交换、虚容器(vc)交叉和光通路(och)交叉等处理能力，可实现对电交换业务和分组等业务统一传送的网络。同时具备波分/otn/sdh/ptn能力，并可简化网络层次、减少设备堆叠、减小占地面积。

以往的网络业务路由算法一般都是根据业务之间的最短路径来规划业务的路径，实施的网络往往都是从ptn、otn等，相比之下potn网络的业务路由规划的方法还较少。尤其是承载电力业务的网络，面对电力业务的多种类、多粒度等复杂情况，传统的业务路由算法不一定能够满足电力多业务传输优化特殊需求。由于potn具有既可以承载分组业务，也可以承载电路业务的能力，一般的路由算法往往只考虑了业务的传输路径的规划，而忽略了业务在potn网络中的业务在potn内的映射复用等业务适配问题，在实际应用当中对业务路由规划时往往还需要增加适配过程，从而使得业务路由过程完整。

针对potn承载电力业务的情形，在步骤s101之前，还需要对根据待传输电力业务的种类与带宽大小对业务进行映射复用的适配，以建立源节点到目的节点之间的传输路径。

在适配之前确定业务实时性阈值dp(i)、业务颗粒阈值bpi、算法搜索范围k，k表示对业务进行最短路径算法选择路由路径的个数。

具体适配方法为如下。对于一般的电路交换业务，业务带宽比较小，当d(i)>dp(i)，表示业务对于实时性要求较高，采用的适配方式是业务复用至stm-n(英文全称：synchronoustransportmoduleleveln，中文：同步传输模块n级)，再映射至oduk(英文全称：opticalchanneldataunit，中文：光通路数据单元)当中。d(i)<dp(i)，采用电路仿真方法，将业务映射到伪线pw中。对于分组交换和以太网电力业务，为了充分利用网络资源。业务映射到pw中，根据业务实时性权重d(i)和业务带宽bi来选择适配路径。具体适配方法是：当业务实时性权重d(i)大于实时性权重阈值时dp(i),业务封装至pw中再映射到lsp(英文全称：labelswitchedpath，中文：标签交换路径)中后，封装至oduk中。当业务实时性权重d(i)小于业实时性权重阈值时，根据业务的颗粒大小选择业务的，业务颗粒大小bi大于颗粒大小阈值bpi时，业务在封装至pw后，映射进lsp并封装至oduk中。业务颗粒大小bi小于颗粒大小阈值bpi时，多个业务的pw映射到一个lsp内，再经过封装进入oduk，具体适配方式见式(1)。

图2示出了根据本发明实施例的一种电力多业务传输优化装置的原理框图，可以用于执行图1所述的方法。如图2所示，该装置包括第一确定单元10、计算单元20、第二确定单元30和传输单元40。

第一确定单元10用于确定当前电力业务从源节点到目的节点之间的至少两条传输路径。计算单元20用于分别计算至少两条传输路径的性能综合度，性能综合度为传输路径的多方面性能参数的综合值。第二确定单元30用于确定性能综合度最优的传输路径。传输单元40用于通过性能综合度最优的传输路径传输当前电力业务的传输路径。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令(例如图2所示的第一确定单元10、计算单元20、第二确定单元30和传输单元40)，该计算机指令用于使计算机执行图1所示的电力多业务传输优化方法。

计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储计算机所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于计算机远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。