CN105681099B - 电力通信网的拓扑结构图的确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法和装置。其中，该方法包括：生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离；将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图。本发明解决了相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题。

Description

电力通信网的拓扑结构图的确定方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法和装置。

背景技术

通讯节点和通讯链路是电力通信网的重要组成部分，链路的正常可靠运行将直接影响整个网络的可靠性，重要节点(如供电公司、变电站、营业所等)对网络的性能影响很大，其保障和维护对实现网络信息流通和减低网络信息交换成本、提高信息流通效率有重要意义，但是，随着通讯网的运营和发展，往往需要在重要节点上接入新的链路，长此以往，一旦在重要节点连入过多的站点，将造成重要节点的不堪重负，对未来网络的规划带来诸多麻烦，如造成网络拥堵、降低信息流通效率。

针对相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法和装置，以至少解决相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法，该方法包括：生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离；将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图。

进一步地，获取各个无向连通图的节点平均距离包括：获取无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，节点通路为连通无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离。

进一步地，获取无向连通图中各条节点通路的长度数据包括：获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；将无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为无向连通图中节点通路的长度数据。

进一步地，获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据包括：通过邻接矩阵算法确定无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；根据无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。

进一步地，基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离包括：按照无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种电力通信网的拓扑结构图的确定装置，该装置包括：生成单元，用于生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取单元，用于获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离；处理单元，用于将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图。

进一步地，获取单元包括：获取模块，用于获取无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，节点通路为连通无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；确定模块，用于基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离。

进一步地，获取模块包括：获取子模块，用于获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；处理子模块，用于将无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为无向连通图中节点通路的长度数据。

进一步地，获取子模块还用于通过邻接矩阵算法确定无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；并根据无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。

进一步地，确定模块还用于按照无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数。

在本发明实施例中，通过生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离；将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图，从而解决了相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题，由于节点间的平均距离较小，在通讯节点受到攻击或者负载过重时，也能以最快的速度从相邻节点得到支援，从而可以提高信息流通效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电力通信网的拓扑结构图的确定方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的无向连通图的示意图；

图3是根据本发明实施例的另一种可选的无向连通图的示意图；

图4是根据本发明实施例的第三种可选的无向连通图的示意图；以及

图5是根据本发明实施例的电力通信网的拓扑结构图的确定装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的电力通信网的拓扑结构图的确定方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图。

步骤S102，获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离。

步骤S103，将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图。

通过上述实施例，生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取各个无向连通图的节点平均距离(节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离)；将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图，从而解决了相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题，由于节点间的平均距离较小，信息传输速度快，即使在通讯节点受到攻击或者负载过重时，也能以最快的速度从相邻节点得到支援，从而可以提高信息流通效率。

在步骤S101的方案中，生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图可以通过下述方式实现：如电力通信网有8个通讯节点和12连接度(即12条链路)，若限定每个通讯节点的节点度(即通过该节点的链路数量)D满足要求2≤D≤4，那么这8个节点的节点度分布可能为如下5种：33333333，即每个节点均与3条链路连接；23333334，即有1个节点与2条链路连接，1个节点与4条链路连接，6个节点与3条链路连接；22333344，即有2个节点与2条链路连接，2个节点与4条链路连接，4个节点与3条链路连接；22233444，即有3个节点与2条链路连接，3个节点与4条链路连接，2个节点与3条链路连接；22224444，即有4个节点与2条链路连接，4个节点与4条链路连接。在生成无向连通图时，可以将上述的约束条件(节点约束数量、链路约束条数以及节点度中的至少一个)输入仿真软件，仿真软件即可根据输入条件生成满足要求的无向连通图。

在步骤S102的方案中，获取各个无向连通图的节点平均距离包括：获取无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，节点通路为连通无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离。

具体地，获取无向连通图中各条节点通路的长度数据可以通过如下方式实现：获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；将无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为无向连通图中节点通路的长度数据。基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离可以通过如下方式实现：按照无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数，N为节点数量，如节点为8时，节点通路的数量为28。

需要说明的是，可以通过如下方式获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据：通过邻接矩阵算法确定无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；根据无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。通过邻接矩阵算法确定无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号即通过邻接矩阵算法确定包括任意两个节点的最小生成树，将所述最小生成树的链路的编号作为节点通路经过的各条链路的编号。

如，图2至图4示出了3种不同拓扑结构的无向连通图(均包括12条链路和8个节点，即节点1至节点8)，在图2中，包括节点1和节点2的最小生成树即节点1、节点2和节点1与节点2之间的链路组成的树，若节点1与节点2之间的链路的编号为k1，此时，通路即链路k1，则可以从数据库中读取链路k1的权重数据r1，权重数据r1即通路的长度数据。

再如，节点1与节点8的最小生成树有四个(分别为最小生成树A、最小生成树B、最小生成树C、最小生成树D)，最小生成树A为节点1、节点2、节点3、节点8、节点1与节点2间的链路k1、节点2与节点3间的链路k2、节点3与节点8间的链路k3组成的最小生成树；最小生成树B为节点1、节点2、节点7、节点8、节点1与节点2间的链路k1、节点2与节点7间的链路k4、节点7与节点8间的链路k5组成的最小生成树；最小生成树C为节点1、节点6、节点7、节点8、节点1与节点6间的链路k6、节点6与节点7间的链路k7、节点7与节点8间的链路k5组成的最小生成树；最小生成树D为节点1、节点5、节点4、节点8、节点1与节点5间的链路k8、节点5与节点4间的链路k9、节点4与节点8间的链路k10组成的最小生成树。对于最小生成树A，其节点通路为链路k1、链路k2以及链路k3组成的通路，节点通路的长度数据即链路k1、链路k2以及链路k3的权重数据之和。

上述实施例中，在两个节点或节点通路存在多个对应的最小生成树的情况下，分别计算各个最小生成树对应的权重数据之和，将其中最小的作为节点通路的长度数据，如对于最小生成树A，则计算链路k1、链路k2以及链路k3的权重数据之和，对于最小生成树B，则计算链路k1、链路k4以及链路k5的权重数据之和，用相同的方法分别计算最小生成树C和D的权重数据之和，然后比较各个权重数据之和，将最小的作为节点通路的长度数据。

在确定了各个节点通路的长度数据之后，即可使用上述的公式计算节点平均距离，如对于图2至图4所示的无向连通图，假设每条链路对应的权重数据均为1，那么对于图2所示的无向连通图的节点平均距离对于图3所示的无向连通图的节点平均距离对于图4所示的无向连通图的节点平均距离由上述数据可知，图4的节点平均距离最小。

需要说明的是，由于限定了节点度，即每个节点的节点度不能大于4，其原因在于，若某个节点的节点度过大，将会加大该节点的负载，也即在该节点出现故障之后，其影响较大，如上述图4中的节点8(节点度为7)，在节点8故障断开后，剩余网络中各节点的节点平均距离将会极大程度的增大，从而极容易影响网络的信息传输效率，而在图2和图3示出的网络中，即使其中某个节点因为故障而断开，也不会较大程度的增加剩余网络中的节点平均距离，其原因在于每个节点的负载较为均匀(也即节点度较为均匀)，因此，为了保证网络的信息传输效率，从上述的结果可以得到：在对节点度选择合适的条件下，具有相同节点和链路数的网络通过优化拓扑结构可以减小拥塞出现的几率，提高网络的生存性。

为了提高网络信息传输效率，可以在执行步骤S101之后，限定每个节点的节点度数量，即控制每个节点的节点度在预设的范围内(如2至4)。因此，如在限定了节点度不大于4的情况下，可以选择图2作为电力通信网的拓扑结构图。

在上述实施例中，两个具有相同数量的节点和链路的网络，平均距离更小的那个网络需要的链接容量更小，也即更短的平均距离可以增加网络容量，并减少网络拥塞，另外，增加的容量不是增加的物理链路容量，而是网络拓扑结构的优化的结果。提高每一个环节的平均容量能减少拥塞概率并能提高网络生存能力。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本发明实施例还提供了一种电力通信网的拓扑结构图的确定装置。需要说明的是，本发明实施例的电力通信网的拓扑结构图的确定装置可以用于执行本发明实施例所提供的电力通信网的拓扑结构图的确定方法。

图5是根据本发明实施例的电力通信网的拓扑结构图的确定装置的示意图。如图5所示，该装置可以包括：生成单元510、获取单元520以及处理单元530。

生成单元510用于生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图。

获取单元520用于获取各个无向连通图的节点平均距离，其中，节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离。

处理单元530用于将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图。

通过上述实施例，通过生成单元生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；获取单元获取各个无向连通图的节点平均距离(节点平均距离为无向连通图中任意两个节点间的平均距离)；处理单元将多个无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为电力通信网的拓扑结构图，从而解决了相关技术中电力通讯网络的信息流通效率较低的技术问题，由于节点间的平均距离较小，从而可以减少信息传输时间，即使在通讯节点受到攻击或者负载过重时，也能以最快的速度从相邻节点得到支援，从而可以提高信息流通效率。

在上述实施例中，获取单元可以包括：获取模块，用于获取无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，节点通路为连通无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；确定模块，用于基于无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定节点平均距离。

具体地，获取模块可以包括：获取子模块，用于获取无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；处理子模块，用于将无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为无向连通图中节点通路的长度数据。确定模块还用于按照无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数。

需要说明的是，获取子模块还用于通过邻接矩阵算法确定无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；并根据无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。

为了提高网络信息传输效率，在生成单元生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图，可以限定每个节点的节点度数量，即控制每个节点的节点度最大值。

在上述实施例中，两个具有相同数量的节点和链路的网络，平均距离更小的那个网络需要的链接容量更小，也即更短的平均距离可以增加网络容量，并减少网络拥塞，另外，增加的容量不是增加的物理链路容量，而是网络拓扑结构的优化的结果。提高每一个环节的平均容量能减少拥塞概率并能提高网络生存能力。

本实施例中所提供的各个模块与方法实施例对应步骤所提供的使用方法相同、应用场景也可以相同。当然，需要注意的是，上述模块涉及的方案可以不限于上述实施例中的内容和场景，且上述模块可以运行在计算机终端或移动终端，可以通过软件或硬件实现。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电力通信网的拓扑结构图的确定方法，其特征在于，包括：

生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；

获取各个所述无向连通图的节点平均距离，其中，所述节点平均距离为所述无向连通图中任意两个节点间的平均距离；

将多个所述无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为所述电力通信网的拓扑结构图；

其中，获取各个所述无向连通图的节点平均距离包括：

获取所述无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，所述节点通路为连通所述无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；

基于所述无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定所述节点平均距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述无向连通图中各条节点通路的长度数据包括：

获取所述无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；

将所述无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为所述无向连通图中节点通路的长度数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据包括：

通过邻接矩阵算法确定所述无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；

根据所述无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，基于所述无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定所述节点平均距离包括：

按照所述无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定所述节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数。

5.一种电力通信网的拓扑结构图的确定装置，其特征在于，包括：

生成单元，用于生成满足电力通信网中节点约束数量和链路约束条数的多个无向连通图；

获取单元，用于获取各个所述无向连通图的节点平均距离，其中，所述节点平均距离为所述无向连通图中任意两个节点间的平均距离；

处理单元，用于将多个所述无向连通图中节点平均距离最短的无向连通图作为所述电力通信网的拓扑结构图；

其中，所述获取单元包括：

获取模块，用于获取所述无向连通图中各条节点通路的长度数据，其中，所述节点通路为连通所述无向连通图中任意两个节点之间的最短通路；

确定模块，用于基于所述无向连通图中各条节点通路的长度数据和节点通路的条数确定所述节点平均距离。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括：

获取子模块，用于获取所述无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据；

处理子模块，用于将所述无向连通图中节点通路经过的各条链路对应的权重数据之和作为所述无向连通图中节点通路的长度数据。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取子模块还用于通过邻接矩阵算法确定所述无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号；并根据所述无向连通图中节点通路经过的各条链路的编号从预设数据库中读取对应的权重数据。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于按照所述无向连通图中各条节点通路的长度数据Li和节点通路的条数M确定所述节点平均距离其中，i为取值不大于M的正整数。