基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法、装置及设备与流程

本发明实施例涉及电网信息技术领域，尤其涉及一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法、装置及设备。

背景技术：

mesh组网作为ason网络的主要组网方式之一，与传统wdm网络相比，具有灵活、易扩展的特点。在这种组网方式下，恢复路径可以有很多条，提高了网络的安全性，并最大程度上利用整个网络资源。在mesh组网中，为使中断业务得以重新接通，除延用传统的专用保护和共享保护外，还能够借助于重路由机制实现业务的即时恢复。

动态重路由是gmpls/ason带来的核心特性之一，是一种兼顾保护能力和资源利用效率的保护方式，也是对传统保护方式革命性的补充和改进。有了它，抗多次断纤的保护/恢复成为了可能。

实时广域稳定控制信息系统要对跨度几千公里范围内的跨区互联大电网进行安全防御，涉及的传输线路长，一次、二次设备多，任何一个节点或者链路都可能遭受意外故障，为了能在较短时间内恢复输电功能，使用户受影响的程度降至最低，需要安稳系统的电网运行小样本数据具备良好故障自愈能力。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法，以实现电网中故障业务的恢复，从而保证业务的正常运行，提高电网的稳定性和可靠性。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法，其特征在于，包括：

监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将所述故障节点所在的子网确定为目标子网；

获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重；

根据所述时延权重及均衡度权重构建所述目标子网的路径优化模型；

根据所述路径优化模型获取各业务在所述目标子网中的最优路径；

控制各业务按照对应的最优路径传输。

进一步地，监测电力信息网中各子网的宿节点，包括：

采用带宽光功率监测、波长光功率监测、光频谱分析监测中的一种或多种方式对电力信息网中各子网的宿节点进行监测。

进一步地，根据所述时延权重及均衡度权重构建所述目标子网的路径优化模型按照如下公式获取：

其中，ti＜tmax，li＜lmax，α为时延权重，β为均衡度权重，表示目标子网中业务的平均时延，ti为业务i的时延，l为业务的个数，bd为目标子网的业务均衡网络度，li为第i条链路上承载的业务个数，m为链路个数，tmax为最大业务时延，lmax为链路承载的最大业务个数。

进一步地，根据所述路径优化模型获取各业务在所述目标子网中的最优路径，包括：

构建所述目标子网的初始网络拓扑；所述网络拓扑包括节点集合、链路集合及链路的权重；

删除所述初始网络拓扑中的中断链路，获得新的网络拓扑；

获取各业务在所述目标子网中分别对应的初始节点和目的节点；

根据所述路径优化模型获取各业务在所述新的网络拓扑中初始节点和目的节点间的最优路径。

进一步地，删除所述初始网络拓扑中的中断链路，获得新的网络拓扑，包括：

获取各业务在初始网络拓扑中分别对应的传输路径；所述传输路径中包括至少一个链路；

根据各业务的告警信息确定中断链路；

将所述中断链路从所述初始网络拓扑中删除，获得新的网络拓扑。

进一步地，根据所述路径优化模型获取各业务在所述新的网络拓扑中初始节点和目的节点间的最优路径，包括：

采用设定寻路径算法获取各业务初始节点和目的节点间的可选路径集；

按照所述路径优化模型从所述可选路径集中获取各业务的最优路径。

进一步地，采用设定寻路径算法获取各业务初始节点和目的节点间的可选路径集，包括：

获取初始节点和目的节点间的第一可选路径；所述第一可选路径包括初始节点、目的节点和至少一个偏离节点；

计算每个偏离节点与目的节点间的最短路径，并将所述最短路径与第一子路径进行拼接，获得至少一个第二可选路径；其中，第一子路径为第一可选路径中初始节点与当前偏离节点间的路径；

所述第一可选路径和至少一个第二可选路径组成业务的可选路径集。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复装置，包括：

故障宿节点监测模块，用于监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将所述故障节点所在的子网确定为目标子网；

权重获取模块，用于获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重；

路径优化模型构建模块，用于根据所述时延权重及均衡度权重构建所述目标子网的路径优化模型；

最优路径获取模块，用于根据所述路径优化模型获取各业务在所述目标子网中的最优路径；

业务传输模块，用于控制各业务按照对应的最优路径传输。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，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，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例所述的电网故障业务的恢复方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的电网故障业务的恢复方法。

本发明实施例，监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将故障节点所在的子网确定为目标子网；获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重；根据时延权重及均衡度权重构建目标子网的路径优化模型；根据路径优化模型获取各业务在目标子网中的最优路径；控制各业务按照对应的最优路径传输。本发明实施例公开的基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法，对于故障宿节点所在的子网，根据创建的路径优化模型确定各业务在该子网中的最优路径，并控制各业务按照对应的最优路径传输，可以电网中故障业务的恢复，从而保证业务的正常运行，提高电网的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法的流程图；

图2是本发明实施例一中的中断链路确定方法的示意图；

图3是本发明实施例一中的一种告警集合与疑似故障链路关系的示意图；

图4是本发明实施例二中的一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复装置的结构示意图；

图5是本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法的流程图，本实施例可适用于将电网中出席故障的业务恢复的情况，该方法可以由电网故障业务的恢复装置来执行，该装置可由硬件和/或软件组成，并一般可集成在具有电网故障业务的恢复功能的设备中，该设备可以是服务器或服务器集群等电子设备。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110，监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将故障节点所在的子网确定为目标子网。

本实施例主要应用于在气象灾害下的电网故障业务的恢复场景。在电力信息网中，由于光层的透明性，无法在光层对每条链路进行监测，需要对子网的宿节点进行监测。其中，监测电力信息网中各子网的宿节点的方式可以是：采用带宽光功率监测、波长光功率监测、光频谱分析监测中的一种或多种方式对电力信息网中各子网的宿节点进行监测。

具体的，监测到某个宿节点发生故障时，对该故障宿节点进行定位，获取该宿节点所在的子网，并把该子网确定为目标子网。

步骤120，获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重。

其中，时延权重和均衡度权重可以依据业务的重要性确定的标准值。

步骤130，根据时延权重及均衡度权重构建目标子网的路径优化模型。

具体的，根据时延权重及均衡度权重构建目标子网的路径优化模型按照如下公式获取：其中，ti＜tmax，li＜lmax，α为时延权重，β为均衡度权重，表示目标子网中业务的平均时延，ti为业务i的时延，l为业务的个数，bd为目标子网的业务均衡网络度，li为第i条链路上承载的业务个数，m为链路个数，tmax为最大业务时延，lmax为链路承载的最大业务个数。

步骤140，根据路径优化模型获取各业务在目标子网中的最优路径。

本实施例中，根据路径优化模型获取各业务在目标子网中的最优路径的过程可以是：构建目标子网的初始网络拓扑；删除初始网络拓扑中的中断链路，获得新的网络拓扑；获取各业务在目标子网中分别对应的初始节点和目的节点；根据路径优化模型获取各业务在新的网络拓扑中初始节点和目的节点间的最优路径。

其中，网络拓扑包括节点集合、链路集合及链路的权重。其中，链路的权重可以是链路承载的业务中最大的时延权重。示例性的，构建网络拓扑g(v，e，w)，其中v为节点集合，e为链路集合，w为每条链路的权值。设置业务列表s(vs,vd)，其中vs为业务起始节点，vd为业务目的节点。

具体的，删除初始网络拓扑中的中断链路，获得新的网络拓扑的过程可以是：获取各业务在初始网络拓扑中分别对应的传输路径；传输路径中包括至少一个链路；根据各业务的告警信息确定中断链路；将中断链路从初始网络拓扑中删除，获得新的网络拓扑。

图2为本实施例中的中断链路确定方法的示意图。在电力信息网中，每条电网的宿节点开启一个与控制平面相连的监测器。如图2所示，假设网络拓扑为g(v,l)，其中v和l分别表示网络中的节点和链路，s表示网络中运行的业务集合，f表示随机产生的链路故障集合。当网络中链路li发生故障fi时，业务si在宿节点产生异常，即产生告警信息ai，形成告警集合。图3为本实施例中的一种告警集合与疑似故障链路关系的示意图。拓扑上有业务s0、s1和s2，当链路l(5,10)产生故障时，业务s0和s2产生告警a0和a2。则疑似故障链路集合为{f(7,6),f(6,5),f(2,5),f(5,10),f(10,13)}，又根据业务s1是良好的，排除链路{f(7,6),f(6,5)}。最终形成如图3的示意图，如果是单链路故障场景，则故障链路必然是(5,10)；如果是多链路故障场景，由于a2只能由f(5,10)引起，则必然故障链路为(5,10)，疑似故障链路为(2,5)和(10,13)，则故障链路的集合可能是{f(2,5),f(5,10)}，{f(10,13),f(5,10)}或者{f(2,5),f(5,10),f(10,13)}。因此最终确定的中断链路为(5,10)。

可选的，g(v，e，s)用来定义网络模型，利用无向图描述该拓扑结构，通过构造相应的邻接矩阵来存储网络拓扑中顶点与链路的连通关系，其中v代表网络中的节点集合，v代表任意结点，e代表网络中的边集合，e代表任意链路，链路均为无向链路，s代表网络中承载的业务集合。任意节点集合中的节点vd都有一个节点权重p(d)，p(d)代表节点vd因为故障出现而产生告警的概率；任意链路集合中的链路都有一个链路权重p(e)，p(e)代表链路发生故障的概率，这里假设每个链路发生故障的概率是相同的，并且所有链路之间是否发生故障是相互独立的；任意业务集合中的业务都可以标记为(id，l)，其中id代表网络中承载业务的id标号，l代表承载业务的电网信息，id和l能够唯一标记网络中的业务，通过某个业务的id和l信息，可以确定该业务经过的e数目(记为ne)以及与该业务有相同的宿节点的业务数目(记为ns)。

本实施例中，根据路径优化模型获取各业务在新的网络拓扑中初始节点和目的节点间的最优路径的过程可以是：采用设定寻路径算法获取各业务初始节点和目的节点间的可选路径集；按照路径优化模型从可选路径集中获取各业务的最优路径。

其中，采用设定寻路径算法获取各业务初始节点和目的节点间的可选路径集的方式可以是：获取初始节点和目的节点间的第一可选路径；第一可选路径包括初始节点、目的节点和至少一个偏离节点；计算每个偏离节点与目的节点间的最短路径，并将最短路径与第一子路径进行拼接，获得至少一个第二可选路径；其中，第一子路径为第一可选路径中初始节点与当前偏离节点间的路径；第一可选路径和至少一个第二可选路径组成业务的可选路径集。

具体的，首先基于最优寻路算法获得第1条最短路径，并将该最短路径上除起始节点和目的节点之外的所有节点都视为偏离节点，并计算每个偏离节点到目的节点的最短路径，再与之前的最短路径上起始节点到偏离节点的路径拼接，构成候选路径，进而获得各业务对应的可选路径集。

具体的，按照路径优化模型从可选路径集中获取各业务的最优路径的方式可以是：业务i的适应度函数为随机产生初始群体，选择函数为轮盘赌选择法，采用遗传算法，基于一定的迭代次数，从业务的可选路径集中筛选出一个最优路径。

步骤150，控制各业务按照对应的最优路径传输。

本实施例中，获取最优路径中各节点因为故障出现而产生告警的概率，并将概率按从小到大排序，对排在末端的10％的节点开启预警。当各业务按照对应的最优路径传输时，若该业务出现故障，则可以优先从开启预警的节点中查找故障原因。

本实施例的技术方案，监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将故障节点所在的子网确定为目标子网；获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重；根据时延权重及均衡度权重构建目标子网的路径优化模型；根据路径优化模型获取各业务在目标子网中的最优路径；控制各业务按照对应的最优路径传输。本发明实施例公开的电网故障业务的恢复方法，对于故障宿节点所在的子网，根据创建的路径优化模型确定各业务在该子网中的最优路径，并控制各业务按照对应的最优路径传输，可以电网中故障业务的恢复，从而保证业务的正常运行，提高电网的稳定性和可靠性。

实施例二

图4为本发明实施例一提供的一种基于气象灾害的电网故障业务的恢复装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：故障宿节点监测模块210，权重获取模块220，路径优化模型构建模块230，最优路径获取模块240和业务传输模块250。

故障宿节点监测模块210，用于监测电力信息网中各子网的宿节点，对故障宿节点进行定位，将所述故障节点所在的子网确定为目标子网；

权重获取模块220，用于获取所目标子网中各业务的时延权重及均衡度权重；

路径优化模型构建模块230，用于根据所述时延权重及均衡度权重构建所述目标子网的路径优化模型；

最优路径获取模块240，用于根据所述路径优化模型获取各业务在所述目标子网中的最优路径；

业务传输模块250，用于控制各业务按照对应的最优路径传输。

可选的，故障宿节点监测模块210，还用于：

采用带宽光功率监测、波长光功率监测、光频谱分析监测中的一种或多种方式对电力信息网中各子网的宿节点进行监测。

可选的，根据所述时延权重及均衡度权重构建所述目标子网的路径优化模型按照如下公式获取：

其中，ti＜tmax，li＜lmax，α为时延权重，β为均衡度权重，表示目标子网中业务的平均时延，ti为业务i的时延，l为业务的个数，bd为目标子网的业务均衡网络度，li为第i条链路上承载的业务个数，m为链路个数，tmax为最大业务时延，lmax为链路承载的最大业务个数。

可选的，最优路径获取模块240，还用于：

构建所述目标子网的初始网络拓扑；所述网络拓扑包括节点集合、链路集合及链路的权重；

删除所述初始网络拓扑中的中断链路，获得新的网络拓扑；

获取各业务在所述目标子网中分别对应的初始节点和目的节点；

根据所述路径优化模型获取各业务在所述目标子网中初始节点和目的节点间的最优路径。

可选的，最优路径获取模块240，还用于：

获取各业务在初始网络拓扑中分别对应的传输路径；所述传输路径中包括至少一个链路；

根据各业务的告警信息确定中断链路；

将所述中断链路从所述初始网络拓扑中删除，获得新的网络拓扑。

可选的，最优路径获取模块240，还用于：

采用设定寻路径算法获取各业务初始节点和目的节点间的可选路径集；

按照所述路径优化模型从所述可选路径集中获取各业务的最优路径。

可选的，最优路径获取模块240，还用于：

获取初始节点和目的节点间的第一可选路径；所述第一可选路径包括初始节点、目的节点和至少一个偏离节点；

计算每个偏离节点与目的节点间的最短路径，并将所述最短路径与第一子路径进行拼接，获得至少一个第二可选路径；其中，第一子路径为第一可选路径中初始节点与当前偏离节点间的路径；

所述第一可选路径和至少一个第二可选路径组成业务的可选路径集。

上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施方式的计算机设备312的框图。图5显示的计算机设备312仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。设备312是典型的基于气象灾害的电网故障业务的恢复功能的计算设备。

如图5所示，计算机设备312以通用计算设备的形式表现。计算机设备312的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器316，存储装置328，连接不同系统组件(包括存储装置328和处理器316)的总线318。

总线318表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(industrystandardarchitecture，isa)总线，微通道体系结构(microchannelarchitecture，mca)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(videoelectronicsstandardsassociation，vesa)局域总线以及外围组件互连(peripheralcomponentinterconnect，pci)总线。

计算机设备312典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备312访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

存储装置328可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)330和/或高速缓存存储器332。计算机设备312可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统334可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(compactdisc-readonlymemory，cd-rom)、数字视盘(digitalvideodisc-readonlymemory，dvd-rom)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线318相连。存储装置328可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块326的程序336，可以存储在例如存储装置328中，这样的程序模块326包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块326通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备312也可以与一个或多个外部设备314(例如键盘、指向设备、摄像头、显示器324等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备312交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备312能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口322进行。并且，计算机设备312还可以通过网络适配器320与一个或者多个网络(例如局域网(localareanetwork，lan)，广域网wideareanetwork，wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器320通过总线318与计算机设备312的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备312使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(redundantarraysofindependentdisks，raid)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理器316通过运行存储在存储装置328中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明上述实施例所提供的电网故障业务的恢复方法。

实施例四

本发明实施例四还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的电网故障业务的恢复方法。

当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的基于气象灾害的电网故障业务的恢复方法中的相关操作。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。