CN106452587B - 基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法，根据运维数据计算出电力通信链路中各设备及线路的安全性指标权值，得到无向赋权拓扑网络，分别计算出以设备及线路为考量对象的安全值最大的最优路径，利用融合因子α将得到的两种路径安全值融合，得到最后指标值最大的路径即为安全性最优路径，本发明将通信设备与光纤线路加以区分，实现对智能电网光纤通信链路安全性的综合分析，提出更符合实际情况的评估方式，并指出站点间安全性最大的通信链路，提高电网通信调度工作的精度、效率和安全度。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电力光纤通信领域，特别是涉及一种基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法。
背景技术：
智能电网信息基础设施体系结构研究的深入，使得智能电网通信链路安全性问题逐渐成为研究热点，通信链路的安全性正成为智能电网安全、可靠、经济运行的重要支撑，由于骨干通信链路的业务重要度最高，所以骨干通信链路的安全对智能电网通信系统的安全运行具有至关重要的作用。调度中心与变电站设备之间的通道属于骨干通信链路。
目前对通信链路安全性的评价侧重于对业务安全性或对信息流所经路由的分析，并未较多涉及到对光纤通信链路的配置选择问题。在处理手段上，基于最小路径代价或最大链路利用率分析评价，主要目标集中在对光纤链路中节点（通信设备）的分析考查，并没有考虑到链路中边（光纤线路）的安全值；即使有对设备及光纤都有所分析，也没有注意区分这两者之间属性值的差别。事实上，在工作状态下，站点间通信链路安全性是由信息流经过的所有通信传输媒介共同决定，并且不同传输媒介对链路安全值的影响作用不同。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，采用Dijkstra算法计算出各链路路径的安全值，基于模糊控制中对系统输出控制量的模型设计方法，引入指标融合因子α，将链路中的光纤线路和通信设备安全指标值融合，定量计算出每条通信链路的安全值，并输出安全值最大的链路的基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法。
本发明的技术方案是：一种基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法，按照以下步骤进行：
步骤一：建立网络拓扑图，对通信链路传输媒介安全性指标进行计算，得到拓扑图中边安全值邻接矩阵P和节点安全值矩阵Q；
步骤二：分别对矩阵P、Q取对数、取反，转换为矩阵P′、Q′；
步骤三：分别对矩阵P′、Q′求Dijkstra算法下始点到终点之间输出路径组，并计算路径距离值；
步骤四：将步骤三中计算的两种最短距离组分别加权α、（1-α），将物理上能够连通的边和节点路径进行加法组合，得到指标融合后的值，排序。
所述边安全值邻接矩阵P为拓扑图中所有边组成一个集合，所述节点安全值矩阵Q 为拓扑图中所有节点组成的另一个集合。
所述步骤一中对通信链路传输媒介安全性指标进行计算，通过对现有资料整理、专家问卷打分方法，及采用层次分析法、熵权法手段进行实现。
所述步骤四通过模糊控制器完成，所述模糊控制器的模型为，其中误差E和误差变化CE为输入变量，控制量U为输出变量，α为可调整因子。
本发明的有益效果是：
1、本发明将通信设备与光纤线路加以区分，实现对智能电网光纤通信链路安全性的综合分析，提出更符合实际情况的评估方式，并指出站点间安全性最大的通信链路，对电网的通信调度工作具有较大的指导意义。
2、本发明将光纤通信链路上传输信息流的媒介分为光纤线路、通信设备两部分并分别计算出其安全值；减少两者之间的相互影响，再使用融合因子α将这两部分融合，对融合后的总指标值排序，即可得到链路安全值最大的通信链路，提高了通讯链路的安全性。
附图说明：
图1为基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法的流程图。
图2为光传输网络建立的平面拓扑图。
具体实施方式：
实施例：参见图1和图2。
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明；
图2中节点为通信链路中的通信设备，节点之间的相互连线表示链路中的光纤线路, 图中的各指标数据为该部分安全值的计算结果，按照以下步骤进行：
①根据搜集到的资料以及专家打分的方法对需要的指标分量，采用模糊层次分析法来计算出拓扑图中各部分传输媒介的安全值,光纤线路与通信设备的权值，分别用不同字号标明。
② 由赋权图2分别生成边和节点权值邻接矩阵P和Q，将其转换为矩阵P′和Q′，采用Dijkstra算法对P′和Q′进行操作运算，得到V1-V9之间的路径有三条，编号为I-III，路径中节点距离和用N表示，边距离和用E表示，未使用指标融合因子时，将通信链路中信号所经途中各媒介的安全值相乘，换算到最短路径算法，即总距离D=E+N，参见表1。
通过比较D可得在图2中V1与V9之间的最短路径III号路径，路径距离值为0.6201。设链路安全值为S，则通过以上的计算方法可以得到路径III的安全值为23.98%。
表1 链路及路径距离
| 路径编号 | 链路路径 | 节点距离和N | 边距离和E | 路径总距离D | 安全值S |
| I | V<sub>1</sub>-V<sub>2</sub>-V<sub>4</sub>-V<sub>6</sub>-V<sub>8</sub>-V<sub>9</sub> | 0.3916 | 0.2304 | 0.6220 | 23.88% |
| II | V<sub>1</sub>-V<sub>2</sub>-V<sub>5</sub>-V<sub>6</sub>-V<sub>8</sub>-V<sub>9</sub> | 0.4272 | 0.1987 | 0.6259 | 23.66% |
| III | V<sub>1</sub>-V<sub>2</sub>-V<sub>3</sub>-V<sub>7</sub>-V<sub>6</sub>-V<sub>8</sub>-V<sub>9</sub> | 0.4526 | 0.1675 | 0.6201 | 23.98% |
③ 对步骤②中计算的边距离和E、节点距离和N加权α、(1-α)后，再求距离和D′，即： 假如光纤线路所占比重为α=0.25，通信设备所占比重为(1-α)=0.75，由此再结合表1中计算数据可得使用指标融合因子α之后计算出的链路安全值S′，参见表2，α=0.25是在对将链路中的光纤线路与通信设备在实际工程环境综合起来考虑选取的，对于不同地方、不同网络模式，α的选择一般是不同的。
表2 融合因子α调节后的指标值
| 路径编号 | 路径总距离D′ | 安全值S′ |
| I | 0.3512 | 44.55% |
| II | 0.3701 | 42.65% |
| III | 0.3813 | 41.56% |
由表2知，融合因子α的引入改变了始点与终点之间路径的距离，也改变了最短路径的选取，算法执行后的安全值最大的路径，输出结果为：V1-V2-V4-V6-V8-V9。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法，其特征是：按照以下步骤进行：
步骤一：建立网络拓扑图，对通信链路传输媒介安全性指标进行计算，得到拓扑图中边安全值邻接矩阵P和节点安全值矩阵Q；
步骤二：分别对矩阵P、Q取对数、取反，转换为矩阵P′、Q′；
步骤三：分别对矩阵P′、Q′求Dijkstra算法下始点到终点之间输出路径组，并计算路径距离值；
步骤四：将步骤三中计算的两种最短距离值组分别加权α、（1-α），将物理上能够连通的边和节点路径进行加法组合，得到指标融合后的值，排序；
所述边安全值邻接矩阵P为拓扑图中所有边组成一个集合，所述节点安全值矩阵Q为拓扑图中所有节点组成的另一个集合；
所述步骤四通过模糊控制器完成，所述模糊控制器的模型为，其中误差E和误差变化CE为输入变量，控制量U为输出变量，α为可调整因子。
2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的电力光纤通信链路安全性评估方法，其特征是：所述步骤一中对通信链路传输媒介安全性指标进行计算，通过对现有资料整理、专家问卷打分方法，及采用层次分析法、熵权法手段进行实现。
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