CN105553843A - 一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置。所述方法的具体实施方式包括步骤：根据接收的路由配置请求中的起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；根据第一路由集合中的每条路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合；识别所述第二路由集合中时延值较小的预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由。应用本实施例，能够优化继电保护业务的路由配置。

Description

一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，特别涉及一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置。

背景技术

当前，电力通信网存在和发展的根本原因之一就是，其承载了输电线路继电保护设备、电网安全稳定设备以及电网调度自动化等各类电网运行控制和调度的信息传输等重要业务。由于电力通信网上承载的这些业务与电力系统生产、调度和控制密切相关，因此，电力通信标准对这些业务传输时所采用的路由通道的时延、可靠性、安全性等方面有着很高的要求。在电力通信网承载的业务中，继电保护业务是一种非常重要的业务，该业务从通信角度出发，对通信路由即通道承载的纵联继电保护的电气量、动作信号的传输进行描述。

在继电保护方案中，继电保护设备是一种用于在输电线路发生故障时迅速、准确切除故障或发出信号的自动装置，属于切除输电线路故障的一种保护方式，需要同继电保护信息同步运行，既不能“误动作”，又不能“拒动作”和“无保护运行”。电力通信网上承载继电保护的信息和传递过程就构成了继电保护业务，该继电保护业务所采用的路由由光传输设备SDH(即节点)和光缆(即链路)所组成。

在继电保护业务中，其信息传送属于点对点通信方式，该信息传输时要求有相当好的快速性和可靠性，但随着电网规模的迅速扩大，大量继电保护信息承载在电力通信网上。由于电力通信网前期缺乏针对性的业务路由规划和设计，导致节点和光缆链路信息承载负荷极不平衡，电力通信网安全运行和检修压力与日俱增，一个节点或链路故障可能会造成继电保护设备拒动作、误动作、线路受迫性停电甚至电网事故，电网安全运行风险巨大。因此，对新的需要进行规划的继电保护业务，如何在满足业务本身的时延、误码率等需求之上，最小化电力通信网的安全风险，具有很强的实际意义。

现有技术中，对继电保护业务路由的选择，主要包括基于路由的可用性和基于负载均衡这两种。在基于路由的可用性方面，一些研究成果以节点和链路的可用性为优化目标，提出了改进的可用性路由配置方案，在一定程度上提升了业务路由的可用性。在基于负载均衡的方案方面，大多数研究成果利用各类启发式算法求出两点之间跳数(即节点数目)较少的前几条路径，通过将其中可用带宽最大的路径作为业务路由的方式实现负载均衡。

然而，在基于路由的可用性配置路由时，只是考虑了确定出的每条路由中是否存在相同的节点，但是该方法无法保证确定出的路由能够满足当前的业务传输需求，从而导致配置的路由安全性和可用性都不高；在基于负载均衡配置路由时，只是考虑了路由之间的跳数，也无法保证确定出的路由能够满足当前的业务传输需求，从而导致配置的路由安全性和可用性都不高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供了一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置，能够优化继电保护业务的路由配置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法，应用于继电保护设备，所述方法包括：

接收路由配置请求，其中所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息；

根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点；

针对所述第一路由集合中的每条路由，根据每条路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；

从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合；

判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值；

如果是，在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；否则，将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

较佳的，所述根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合，包括：

根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量；

确定所述第一数量加一后的第二数量；

在所述起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从所述网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量或第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

较佳的，所述从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合，包括：

从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合；

从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合；

从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合；

从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合；

从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合；

从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。

较佳的，所述方法还包括：

若所述第二路由集合中的路由数量为零，则确定所述待配置路由的继电保护业务无可配置路由。

较佳的，所述确定每条路由对应的风险值包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的该节点的第一风险值，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间的第二风险值，确定该节点对应的风险值；将该路由中每个节点对应的风险值的和，确定为该路由对应的风险值。

较佳的，确定承载的业务数量满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点当前承载的业务数量以及该配置请求对应的业务，分别确定每个节点待承载的业务数量，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量，判断该路由中每个节点待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，如果判断结果都为是，则确定该路由承载的业务数量满足预设条件；

确定剩余带宽满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点的剩余带宽，以及该配置请求中携带的该继电保护业务的带宽需求，确定每个节点的目标剩余带宽，和该节点与上一跳及下一跳节点之间的目标剩余带宽；判断该路由中每个节点的目标剩余带宽是否低于预设带宽阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间的当前剩余带宽是否低于预设带宽阈值，如果判断结果都为否，则确定该路由剩余带宽满足预设条件。

较佳的，所述方法还包括：

在确定配置路由之后，针对所述配置路由中的每条路由，更新所述路由中每个节点承载的业务数量和剩余带宽，以及该节点与上一跳及下一跳节点之间承载的业务数量和剩余带宽。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置装置，应用于继电保护设备，所述装置包括：

接收请求模块，用于接收路由配置请求，其中所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息；

第一路由集合获得模块，用于根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点；

路由信息确定模块，用于针对所述第一路由集合中的每条路由，根据所述路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；

第二路由集合获得模块，用于从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且满足承载的业务数量条件和剩余带宽条件的路由，获得第二路由集合；

判断模块，用于判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值；

配置路由获得模块，用于当所述第二路由集合中的路由数量大于预设第一数量阈值时，在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；当所述第二路由集合中的路由数量不大于预设第一数量阈值时，将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

较佳的，所述第一路由集合获得模块包括：

第一数量确定子模块，用于根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量；

第二数量确定子模块，用于确定所述第一数量加一后的第二数量；

路由搜索子模块，用于在所述起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从所述网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量和第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

较佳的，所述第二路由集合获得模块包括：

第三路由集合获得子模块，用于从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合；

第四路由集合获得子模块，用于从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合；

第五路由集合获得子模块，用于从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合；

第六路由集合获得子模块，用于从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合；

第七路由集合获得子模块，用于从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合；

第二路由集合确定子模块，用于从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。

由上述技术方案可见，本发明实施例首先接收路由配置请求，然后根据路由配置请求中保护的起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合。针对第一路由集合中的每条路由，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值。其次，识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且满足承载的业务数量条件和剩余带宽条件的路由，获得第二路由集合。最后，判断第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值，如果是，则在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；如果否，则将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

也就是说，本发明实施例在进行路由配置时，考虑了路由中每个节点的风险值，以及每个节点的剩余带宽和当前已经承载的业务数量，因此能够优化继电保护业务的路由配置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的图1中步骤S102的一种流程示意图；

图3为本发明实施例提供的图1中步骤S104的一种流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种简化网络拓扑图；

图5为本发明实施例提供的一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置装置的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置装置的结构示意图。

具体实施方式

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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明实施例提供了一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法及装置，应用于继电保护设备，能够优化继电保护业务的路由配置。

下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

参见图1，该图为本发明实施例提供的一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法的流程示意图，应用于线路保护设备，包括如下步骤：

步骤S101：接收路由配置请求。所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息。

当存在待配置路由的继电保护业务时，继电保护设备发出路由配置请求。该路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息，以及该继电保护业务的带宽、所需要配置的路由数量即第一数量阈值等信息。

步骤S102：根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合。

针对于获得的第一路由集合中的每条路由，该路由中包含的每个节点都保存了该节点的风险值、承载的业务数量、剩余带宽或可承载带宽、时延值、误码率等信息，以及该节点上一跳及下一跳节点之间(即链路)的风险值、承载的业务数量、剩余带宽或可承载带宽、时延值、误码率、折射率等信息。

具体地，所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点。这样，能够使继电保护业务的配置路由中各个路由之间保持独立性，当某个节点或链路发生故障时，其他路由还可以正常工作，保证了路由的可用性，提高了输电线路的安全性。

任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点，可以用如下公式表示：

p^j∈P，

其中，为任意符号，P为第一路由集合，pⁱ和p^j分别为归属于P中的第i条和第j条路由，Vⁱ和V^j分别为第i条路由和第j条路由的节点集合，Eⁱ和E^j分别为第i条路由和第j条路由的链路集合，∩为取交集，为空集。

当采用广度搜索，确定起始节点和终止节点之间的多条路由时，对于起始节点和终止节点之间有较多的节点的情况，其搜索时的计算量会非常大，因此，在该步骤中可以采用不同的方式以减少计算量，例如，可以增加约束条件，搜索起始节点和终止节点之间的跳数在一定数量范围内的路由。

步骤S103：针对所述第一路由集合中的每条路由，根据所述路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值。

步骤S104：从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合。

具体地，确定承载的业务数量满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点当前承载的业务数量以及该配置请求对应的业务，分别确定每个节点待承载的业务数量，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量，判断该路由中每个节点待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，如果判断结果都为是，则确定该路由承载的业务数量满足预设条件；

确定承载的业务数量满足预设条件的路由可以用如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,\∀v_j\∈V^i,$ $n_E^{lm}\≤n_T$

其中，为任意符号，P为第一路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，为节点v_j上当前承载的业务数量，为链路e_lm上当前承载的业务数量，n_T为预设数量阈值。

确定剩余带宽满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点的剩余带宽，以及该配置请求中携带的该继电保护业务的带宽需求，确定每个节点的目标剩余带宽，和该节点与上一跳及下一跳节点之间的目标剩余带宽；判断该路由中每个节点的目标剩余带宽是否低于预设带宽阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间的当前剩余带宽是否低于预设带宽阈值，如果判断结果都为否，则确定该路由剩余带宽满足预设条件。

确定剩余带宽满足预设条件的路由可以用如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,\∀v_j\∈V^i,$ $b_E^{lm}\≤B_T$

其中，为任意符号，P为第一路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，为节点v_j上当前的剩余带宽，为链路e_lm上当前的剩余带宽，B_T为预设带宽阈值。在实际应用中，在获得第二路由集合时，针对承载的业务数量条件、剩余带宽条件和风险值条件，采用不同的识别顺序会有不同的识别效果。另外，根据电力通信标准，还可以将该标准中对继电保护业务的配置路由的要求作为识别配置路由的条件。

步骤S105：判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值，如果是，则执行步骤S106；如果否，则执行步骤S107。

步骤S106：如果所述第二路由集合中的路由数量大于预设第一数量阈值，则在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由。

步骤S107：如果所述第二路由集合中的路由数量不大于预设第一数量阈值，则将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

假设，第二路由集合中的路由数量为10，预设第一数量阈值为4，则将第二路由集合中的路由按路由的时延值从小到大进行排序，将前4条路由作为配置路由。假设，第二路由集合中的路由数量为3，预设第一数量阈值为4，则直接将第二路由集合中的3条路由作为配置路由。

若所述第二路由集合中的路由数量为零，则确定所述待配置路由的继电保护业务无可配置路由。

由上述的实施例可见，本发明实施例在进行路由配置时，考虑了路由中每个节点的风险值，以及每个节点的剩余带宽和当前已经承载的业务数量，因此能够优化继电保护业务的路由配置，提高输电线路的安全性。

由于在配置路由时需要用到路由中每个节点已经承载的业务数量和剩余带宽，因此所述方法还包括：在确定配置路由之后，针对所述配置路由中的每条路由，更新所述路由中每个节点承载的业务数量和剩余带宽，以及该节点与上一跳及下一跳节点之间承载的业务数量和剩余带宽。

具体的，在本发明实施例中继电保护设备中保存有每个节点对应的当前承载的业务数量和剩余带宽，每个节点对应的当前承载的业务数量为每个节点自身当前承载的业务数量，以及在每条路由中该节点与其上一跳节点和下一跳节点之间的路由当前承载的业务数量。例如，对于节点A保存有对应的当前承载的业务数量分别为3、4、4，即该节点当前自身承载的业务数量为3，该节点与其上一跳节点之间的路由承载的业务数量为4，该节点与下一跳节点之间的路由承载的业务数量为4。为了简便，在针对每个节点保存其对应的承载的业务数量时，可以只保存其自身当前承载的业务数量及其余下一跳节点之间路由承载的业务数量即可。

每个节点对应的剩余带宽为每个节点自身当前剩余带宽，以及在每条路由中该节点与其上一跳节点和下一跳节点之间的路由当前剩余带宽。如果该节点当前未进行任何继电保护业务，则该节点对应的当前承载的业务数量和剩余带宽为为其配置的理论承载的业务数量和剩余带宽。

为了提高路由搜索的效率，减少计算量，在本发明的另一实施方式中，图1所示的方法实施例中的步骤S102中，可以包括如图2所示的如下步骤：

步骤S201：根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量。

步骤S202：确定第一数量加一后的第二数量。

步骤S203：在起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量或第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

由上述内容可见，本实施例中以时延为标准，首先确定起始节点和终止节点之间时延最短的路由，以该时延最短路由的节点数量为标准缩小路由搜索时的范围，减小了路由搜索时的计算量，提高了路由搜索的效率。并且第一路由集合中的各路由包含的跳数可以认为是比较少的，因此在进行路由配置时，可以有效的保证继电保护业务的实施。

为了进一步优化继电保护业务的路由配置，兼顾电力通信标准的要求，同时降低继电保护业务的路由配置过程，在本发明的另一实施方式中，图1所示的方法实施例中的步骤S104中，可以包括如图3所示的如下步骤：

步骤S301：从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合。

从第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值，可以用如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,$ t(pⁱ)≤T

其中， $t\left(p^i\right)={\mathrm{\Σ}}_{v_j\∈V^i}{t}^v\left(v_j\right)+{\mathrm{\Σ}}_{e_{lm}\∈E^i}{t}^e\left(e_{lm}\right),$ t^e(e_lm)＝O_lmγ/c，为任意符号，P为第一路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，t(pⁱ)为第i条路径的累积时延，t^v(v_j)为节点v_j上的时延，由节点设备的特性决定，正常情况下可以近似认为是定值，t^e(e_lm)为链路e_lm上的时延，通常由链路即光纤长度O_lm决定，γ为光纤芯区的折射率，c为真空中的光速，T为预设第一时间阈值，可以取值为10ms。

步骤S302：从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合。

从第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，可以用如下公式表示：

其中，为任意符号，P为第三路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，和分别为节点v_j和链路e_lm上的误码率，Ψⁱ为第i条路由对应的累积误码率，δ为预设误码率阈值。

步骤S303：从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合。

从第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，可以通过如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,\∀v_j\∈V^i,$ $n_E^{lm}\≤n_T$

其中，为任意符号，P为第四路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，为节点v_j上当前承载的业务数量，为链路e_lm上当前承载的业务数量，n_T为预设数量阈值。

步骤S304：从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合。

从第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，可以通过如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,\∀v_1\∈V^i,$ $b_E^{lm}\≤B_T$

其中，为任意符号，P为第五路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，为节点v_j上当前的剩余带宽，为链路e_lm上当前的剩余带宽，B_T为预设带宽阈值。

步骤S305：从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合。

从第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，可以用如下公式表示：

$\∀p^i\∈P,R^i=\left({\mathrm{\Σ}}_{v_j\∈V^i}{R}_j^V+{\mathrm{\Σ}}_{e_{lm}\∈E^i}{R}_{lm}^E\right)\≤R_T$

其中，为任意符号，P为第六路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，和分别为节点v_j和链路e_lm上的风险值，并且与时间值有关，Rⁱ为第i条路由对应的风险值，R_T为预设风险阈值。

步骤S306：从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。

从第七路由集合中识别每条路由的时延与第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，在实际应用中也可以认为是识别第七路由集合中任意两条路由之间的时延差值不大于预设第二时间阈值，用如下公式表示：

p^j∈P，|t(pⁱ)-t(p^j)|≤ε

其中，为任意符号，P为第七路由集合，pⁱ和p^j分别为归属于P中的第i条和第j条路由，t(pⁱ)和t(p^j)分别为第i条路由和第j条路的累积时延，ε为第二时间阈值。

由上述内容可见，本实施例中在配置路由时增加了累积时延值条件、累积误码率条件和时延的差值条件，能够使所配置路由符合电力通信标准的要求，进一步优化继电保护业务的路由配置。同时，本实施例中从相应路由集合中按照既定顺序依次识别满足相应条件的路由，能够简化路由配置的过程。

在本发明的另一实施方式中，在图1所示的方法实施例中的步骤S103中，确定每条路由对应的风险值可以包括：针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的该节点的第一风险值，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间的第二风险值，确定该节点对应的风险值；将该路由中每个节点对应的风险值的和，确定为该路由对应的风险值。在本实施例中，采用求和的方式获得路由对应的风险值，可以简化路由对应风险值的计算过程。

在实际应用中，确定每条路由对应的风险值可以用以下公式来表示：

$\∀p^i\∈P,R^i=({\mathrm{\Σ}}_{v_j\∈V^i}{R}_j^V+{\mathrm{\Σ}}_{e_{lm}\∈E^i}{R}_{lm}^E)$

其中，为任意符号，P为第一路由集合，pⁱ为归属于P中的第i条路由，v_j为第i条路由的第j个节点，e_lm为第i条路由中第l个节点和第m个节点之间的链路，Vⁱ和Eⁱ分别为第i条路由的节点集合和链路集合，和分别为节点v_j和链路e_lm上的风险值，并且与时间值有关，Rⁱ为第i条路由对应的风险值。

下面，以一个接近现网状态的仿真实例为例，再对本发明做详细说明。图4为该仿真实例所参考的网络拓扑图，该拓扑图来源于某电力公司220kV变电站间的SDH网络的部分拓扑。其中，包含7个SDH设备即节点，分别以A～G表示，以及8条链路即光缆，分别以A～G之间的连线表示。

假设，继电保护业务的两端的终端设备PCM的传输时延均为1ms；单条继电保护业务的带宽为64kps；SDH设备和链路的带宽均为2Mbps；SDH设备的传输时延均为0.17ms；SDH设备的级联时隙为VC12；链路的光纤芯区折射率为1.48；每个节点设备和链路的风险值均为10^-4，误码率均为10^-9；链路(光纤)和的长度均为40km，链路(光纤)的长度均为50km，链路(光纤)和的长度均为20km；对于各项条件约束，预设第一时间阈值T取值为10ms，预设第二时间阈值e为1ms，预设误码率阈值d为10^-8，预设数量阈值n_T为8，预设风险阈值为10^-3，预设带宽阈值B_T为1Mbps。

假设，图4所示网络拓扑中已经存在的继电保护业务有4条，分别为F→G→E→B→A，C→A→B→E→G，B→A→C→D，G→E→B→A→D；待配置路由的继电保护业务的起始节点为A，终止节点为G，待配置路由数量即第一数量阈值为3。

根据起始节点A和终止节点G，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从图2所示网络拓扑中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并根据该时延最短路由的节点数量4，采用广度搜索，从图4中确定包含节点数量4和5的所有路由，得到第一路由集合P_k，该集合中包含两条路由，分别为路由p₁：A→D→F→G和路由p₂：A→B→E→G。这两条路由中除了A和G之外不存在相同的节点。

针对各项条件约束进行判断：

1)两条路由的时延均为2×1ms+4×0.17ms+0.6ms＝3.28ms，均不大于第一时间阈值10ms，因此第三路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

2)计算得到两条路由的误码率均为7×10^-9，也均不大于预设误码率阈值10^-8，因此第四路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

3)对于p₁，所保存的节点和链路A，A→D，D，D→F，F，F→G，G上承载的业务数量依次为4，1，2，0，1，1，3，将其分别加1获得当前承载的业务数量，依次为5，2，3，1，2，2，4。可见，p₁中所有的节点和链路当前承载的业务数量均不大于预设数量阈值8。

对于p₂，所保存的节点和链路A，A→B，B，B→E，E，E→G，G上承载的业务数量依次为4，4，4，3，3，3，3，将其分别加1获得当前承载的业务数量，依次为5，5，5，4，4，4，4。可见，p₂中所有的节点和链路当前承载的业务数量也均不大于预设数量阈值8，因此第五路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

4)对于p₁，所保存的节点和链路A，A→D，D，D→F，F，F→G，G上的剩余带宽依次为1.744Mbps，1.936Mbps，1.872Mbps，2Mbps，1.936Mbps，1.936Mbps，1.808Mbps，将其分别减去该继电保护业务的带宽0.064Mbps，获得当前剩余的带宽，依次为1.68Mbps，1.872Mbps，1.808Mbps，1.936Mbps，1.872Mbps，1.872Mbps，1.744Mbps。可见，p₁中所有的节点和链路当前剩余的带宽均不低于预设带宽阈值1Mbps。

对于p₂，所保存的节点和链路A，A→B，B，B→E，E，E→G，G上的剩余带宽依次为1.744Mbps，1.744Mbps，1.744Mbps，1.808Mbps，1.808Mbps，1.808Mbps，1.808Mbps，将其分别减去该继电保护业务的带宽0.064Mbps，获得当前剩余的带宽依次为1.68Mbps，1.68Mbps，1.68Mbps，1.744Mbps，1.744Mbps，1.744Mbps，1.744Mbps。可见，p₂中所有的节点和链路当前剩余的带宽也均不低于预设带宽阈值1Mbps，因此第六路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

5)两条路由中的节点和链路的风险值的和值均为7×10^-4，均不大于预设风险阈值10^-3，因此第七路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

6)两条路由的时延差值为0，也均不大于预设第二时间阈值1ms，因此第二路由集合中包含p₁和p₂两条路由。

由于第二路由集合中的路由数量小于预设第一数量阈值3，因此，将第二路由集合中的路由作为配置路由，即配置路由中的可选路由只有2条，分别为p₁：A→D→F→G和p₂：A→B→E→G。

由上述内容可见，本仿真实例中首先确定时延值最小的路由的节点数量，再利用广度搜索确定第一路由集合，之后，应用累积时延值条件、累积误码率条件、承载的业务数量条件、剩余带宽条件、累积风险值条件、时延的差值条件依次进行路由识别，将满足条件的路由作为配置路由，优化了继电保护业务的路由配置。

参见图5，该图为本发明实施例提供的一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置装置的结构示意图，应用于线路保护设备，包括如下模块：

接收请求模块501，用于接收路由配置请求，其中所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息；

第一路由集合获得模块502，用于根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点；

路由信息确定模块503，用于针对所述第一路由集合中的每条路由，根据所述路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；

第二路由集合获得模块504，用于从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合；

判断模块505，用于判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值；

配置路由获得模块506，用于当所述第二路由集合中的路由数量大于预设第一数量阈值时，在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；当所述第二路由集合中的路由数量不大于预设第一数量阈值时，将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

由于上述装置实施例是基于路由配置的方法实施例得到的，与该方法具有相同的技术效果，因此装置实施例的技术效果在此不再赘述。

参见图6，该图为本发明实施例提供的另一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置配置装置的结构示意图，应用于线路保护设备，包括接收请求模块601、第一路由集合获得模块602、路由信息确定模块603、第二路由集合获得模块604、判断模块605和配置路由获得模块606。其中，接收请求模块601、路由信息确定模块603、第二路由集合获得模块604、判断模块605、配置路由获得模块606分别与图5中的接收请求模块501、路由信息确定模块503、第二路由集合获得模块504、判断模块505和配置路由获得模块506相同，在此不再赘述。第一路由集合获得模块602包括：

第一数量确定子模块6021，用于根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量；

第二数量确定子模块6022，用于确定所述第一数量加一后的第二数量；

路由搜索子模块6023，用于在所述起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从所述网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量或第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

在本实施例的另一实施方式中，图5中的第二路由集合获得模块504或图6中的第二路由集合获得模块604可以包括：

第三路由集合获得子模块(图中未示出)，用于从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合；

第四路由集合获得子模块(图中未示出)，用于从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合；

第五路由集合获得子模块(图中未示出)，用于从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合；

第六路由集合获得子模块(图中未示出)，用于从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合；

第七路由集合获得子模块(图中未示出)，用于从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合；

第二路由集合确定子模块(图中未示出)，用于从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施方式中的全部或部分步骤是能够通过程序指令相关的硬件来完成的，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。这里所称存储介质，是指ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置方法，其特征在于，应用于继电保护设备，所述方法包括：

接收路由配置请求，其中所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息；

根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点；

针对所述第一路由集合中的每条路由，根据每条路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；

从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合；

判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值；

如果是，在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；否则，将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合，包括：

根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量；

确定所述第一数量加一后的第二数量；

在所述起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从所述网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量或第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且承载的业务数量和剩余带宽满足预设条件的路由，获得第二路由集合，包括：

从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合；

从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合；

从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合；

从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合；

从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合；

从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述第二路由集合中的路由数量为零，则确定所述待配置路由的继电保护业务无可配置路由。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述确定每条路由对应的风险值包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的该节点的第一风险值，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间的第二风险值，确定该节点对应的风险值；将该路由中每个节点对应的风险值的和，确定为该路由对应的风险值。

6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，确定承载的业务数量满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点当前承载的业务数量以及该配置请求对应的业务，分别确定每个节点待承载的业务数量，以及该路由中该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量，判断该路由中每个节点待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间待承载的业务数量是否小于预设数量阈值，如果判断结果都为是，则确定该路由承载的业务数量满足预设条件；

确定剩余带宽满足预设条件的路由包括：

针对所述路由中包含的每个节点，根据保存的每个节点的剩余带宽，以及该配置请求中携带的该继电保护业务的带宽需求，确定每个节点的目标剩余带宽，和该节点与上一跳及下一跳节点之间的目标剩余带宽；判断该路由中每个节点的目标剩余带宽是否低于预设带宽阈值，且该节点与上一跳及下一跳节点之间的当前剩余带宽是否低于预设带宽阈值，如果判断结果都为否，则确定该路由剩余带宽满足预设条件。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定配置路由之后，针对所述配置路由中的每条路由，更新所述路由中每个节点承载的业务数量和剩余带宽，以及该节点与上一跳及下一跳节点之间承载的业务数量和剩余带宽。

8.一种输电线路继电保护控制业务通道路由配置装置，其特征在于，应用于继电保护设备，所述装置包括：

接收请求模块，用于接收路由配置请求，其中所述路由配置请求中携带起始节点和终止节点的信息；

第一路由集合获得模块，用于根据所述起始节点和终止节点的信息，以及网络拓扑信息，采用广度搜索，确定所述起始节点和终止节点之间的多条路由，获得第一路由集合；所述第一路由集合中的任意两条路由除起始节点和终止节点之外不存在相同的节点；

路由信息确定模块，用于针对所述第一路由集合中的每条路由，根据所述路由中包含的节点，以及保存的每个节点的风险值，确定每条路由对应的风险值；

第二路由集合获得模块，用于从所述第一路由集合中识别出路由对应的风险值小于预设风险阈值，且满足承载的业务数量条件和剩余带宽条件的路由，获得第二路由集合；

判断模块，用于判断所述第二路由集合中的路由数量是否大于预设第一数量阈值；

配置路由获得模块，用于当所述第二路由集合中的路由数量大于预设第一数量阈值时，在所述第二路由集合中的路由中识别时延值较小的所述预设第一数量阈值的路由，将识别出的路由作为配置路由；当所述第二路由集合中的路由数量不大于预设第一数量阈值时，将所述第二路由集合中的路由作为配置路由。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一路由集合获得模块包括：

第一数量确定子模块，用于根据所述起始节点和终止节点，利用迪杰斯特拉Dijsktra算法，从所述网络拓扑信息中确定所述起始节点和终止节点之间时延最短的路由，并获得所述时延最短路由中包含的节点的第一数量；

第二数量确定子模块，用于确定所述第一数量加一后的第二数量；

路由搜索子模块，用于在所述起始节点和终止节点之间，采用广度搜索，从所述网络拓扑信息中确定包含的节点数量为第一数量和第二数量的多条路由，获得第一路由集合。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二路由集合获得模块包括：

第三路由集合获得子模块，用于从所述第一路由集合中识别路由对应的累积时延值不大于预设第一时间阈值的路由，将识别出的路由作为第三路由集合；

第四路由集合获得子模块，用于从所述第三路由集合中识别路由对应的累积误码率不大于预设误码率阈值的路由，将识别出的路由作为第四路由集合；

第五路由集合获得子模块，用于从所述第四路由集合中识别满足承载的业务数量条件的路由，将识别出的路由作为第五路由集合；

第六路由集合获得子模块，用于从所述第五路由集合中识别满足剩余带宽条件的路由，将识别出的路由作为第六路由集合；

第七路由集合获得子模块，用于从所述第六路由集合中识别路由对应的风险值不大于预设风险阈值的路由，将识别出的路由作为第七路由集合；

第二路由集合确定子模块，用于从所述第七路由集合中识别每条路由的时延与所述第七路由集合中时延最小的路由的时延的差值不大于预设第二时间阈值的路由，将识别出的路由作为第二路由集合。