CN112134616A - 一种面向电力sdh网络的路由规划方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents

一种面向电力sdh网络的路由规划方法、系统、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种面向电力SDH网络的路由规划方法、系统、设备和存储介质，关联业务风险分离，设计巧妙，规划合理，考虑光纤布置，为安稳控制和继电保护类业务分配合理可靠的保护通道，保证了电网系统的稳定运行。所述方法包括如下关联业务间的业务寻路方法，将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，形成对应的关联业务列表；循环遍历关联业务列表，在完成寻路的业务基础上，得到主用路由；根据业务类型和主用路由的光纤及节点构建共享风险列表；根据关联业务数量和寻路顺序更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组；根据主备用路由组得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。

Description

一种面向电力SDH网络的路由规划方法、系统、设备和存储 介质
技术领域
本发明涉及电力通信光传输网络业务，具体为一种面向电力SDH网络的路由规划方法、系统、设备和存储介质。
背景技术
在电力系统中，电力通信贯穿着电网发输变配用及生产调度、经营管理等各个重要环节，是保障电网正常运行的“神经系统”。有别于公网，每条电力光缆上都承载着成百上千条业务，尤其是保护稳控业务，链路或节点失效将直接影响一次输电线路的安全稳定运行。由于电网控制业务对网络的可靠性、实时性要求高，尤其是线路保护、安稳控制等传统小颗粒专线业务，因此仍采用同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）作为承载网络，保证较高的可靠性和较短的传输时延。随着可再生能源集中式和分布式并网持续增长、省（地）级电网内部分区供电结构逐步形成，会出现保护、安稳通道增加情况；同时通信业务多元化发展、业务复杂程度提高、传输网络规模不断扩大，加重了现有通信网络的负担，影响了业务正常运行，埋下了安全隐患。因此，需要充分利用各项新建工程项目的增量资源，统筹各级资源，开展网络之间互联互通和光缆双重化工作，结合通信网承载业务情况定期开展通信运行方式优化工作，化解部分区段安全运行风险，进而提升电力通信网对电网业务的支撑保障能力。
安稳控制和继电保护类业务作为支撑电力系统安全的两大生产实时控制类业务，在保障电力系统稳定运行、防范电网安全事故中发挥着重要作用。现有运营商、设备商的网管系统或者规划软件中是不考虑电网业务的特殊需求的，方式专责都是凭借人工经验进行业务路由配置以及相关通信资源的分配工作，耗费了很多时间和精力。现有技术中，在做通信运行方式优化，一方面可以基于现有通信资源为新增业务进行路由方式推荐；一方面，对既有通道路由进行优化，针对年度运行方式中的所有业务，根据运行风险开展路由优化工作，从而降低风险点。因此，基于现有通信资源为新增业务配置合理有效路由，保障业务在电力通信网中安全可靠传输，对提高现有网络的可靠性具有重要意义和使用价值。
电力安全稳定控制系统有以下通信特点：在传输通道方面，稳控业务通过光传输网采用相互独立的2个E1通道传输；在业务流向方面，稳控业务的信息流向为主站、控制子站、执行子站逐层传送，属于集中型业务；传输距离方面，稳控业务一般通信距离≤200km，但随着跨区互联电网和系统保护专网建设，业务传输距离可达3000km以上；时延要求方面，稳控业务的站间通信要求一般在20ms以内。
继电保护类业务：属于实时数据业务，业务带宽要求不高，每路带宽一般为64kbps或2Mbps，业务时延要求较高，一般情况时延范围4~15ms，基准误码率要求在10-3，纵联电流差动保护要求收发时延严格一致，且不能变化，光接口传输距离一般不超过50km，业务接口一般采用光接口、E1接口，采用1+1保护。若两套线路保护具备4个独立的光纤通道时，每套线路保护的A、B口应使用不同的光纤通道。若两套线路保护具备3个独立的光纤通道时，每套线路保护的A口应使用不同的光纤通道，两套线路保护的B口共同使用第3个光纤通道。若两套线路保护具备2个独立的光纤通道时，两套线路保护的A口应使用同一个光纤通道，B口应使用另一个光纤通道。
在光传输网络通信中，有时需要使用多根光纤来传输流量，将多根光纤放入同一光缆中，这些光纤在特定条件下存在相同的故障风险。例如，在光缆出故障或被切断时，该光缆内的所有光纤将同时处于故障状态。因此，为降低电力通信网中工作路径和保护路径同时失效的风险，即降低业务传输的失效概率，分配合理安全的保护通道，提高系统可靠性，引入共享风险链路组(shared risk link groups，SRLG)的概念，定义了一组光纤共享同一物理资源(拥有共同失效风险)的情况，用于描述光纤之间的故障相关性。网络中共享同一根光纤、共用同一光缆或连接同一节点的光纤的波长信道都可以作为一组 SRLG来处理，使用 SRLG来表征链路之间的相关性。很多情况下，网络会出现 SRLG的故障，而不是单一的链路或节点故障，从而导致通信的中断和数据的大量丢失。
现有技术中，何玉钧、陈冉、张文正、刘毅和周生平，在《电力系统保护与控制》2016,44(05):60-68中公开了，一种电力通信网最大不相交双路由配置方法，提出了一种最可靠环路策略下的最大不相交双路由算法。通过将场景简化为图的方式，将网络中节点与链路的可靠程度叠加，采用改进的Bhandari最大不相交算法，计算得出主备用路由。该算法可为业务分配一组公共元素最少的双路由，满足最可靠环路条件，进一步提高双路由的可靠性。但是在光传输网络中，光纤的可靠性并不是彼此独立的，仅依靠节点与链路的可靠度叠加，不能反映出风险共享情况，因此无法规避网络会出现的SRLG故障，极大的降低了其配置的可靠性和适应性。
而杨惠冰在《北京邮电大学》2019中公开了，基于SRNG/SRLG分离的电力OTN网络路由优化模块的设计与实现，提出了基于混合蚁群粒子群算法的SRNG/SRLG分离的电力OTN网络路由优化方法。构建以全网主备用路由相交度最低和全网时延最低作为优化目标，应用改进蚁群算法选出K条备用路由，通过粒子群算法得到最优解作为主备用路由。该方法有效降低了全网主备用路由相交度，从而降低了网络运行的风险。但是受其适应对象的限制，如果业务对象为安稳控制类，由于存在双路径物理同路，逻辑不同路，即经过的站点相同，而节点不同，彼此不属于同一组SRNG；因此对其使用时算法较为复杂，不适用于规模较大的场景。
综上所述，现有技术中的安稳控制和继电保护类业务路由规划不合理，缺乏风险关联、站点相同等因素考虑的问题，无法真正的提供合理可靠的保护通道，不能保证电网系统的稳定运行。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种面向电力SDH网络的路由规划方法、系统、设备和存储介质，关联业务风险分离，设计巧妙，规划合理，考虑光纤布置，为安稳控制和继电保护类业务分配合理可靠的保护通道，保证了电网系统的稳定运行。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种面向电力SDH网络的路由规划方法，包括如下关联业务间的业务寻路方法，
将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，形成对应的关联业务列表；
循环遍历关联业务列表，在完成寻路的业务基础上，得到主用路由；
根据业务类型和主用路由的光纤及节点构建共享风险列表；
根据关联业务数量和寻路顺序更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组；
根据主备用路由组得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
优选的，在依次找到关联业务的主备用路由组之后，根据主备用路由组中任一主备用路由得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划之前，还包括将电力系统SDH网络中已经加载的业务进行SRLG分离优化的步骤，具体如下，
针对已加载业务，按照关联业务列表，逐一判断主备用路由光纤是否存在SRLG列表中，若存在，则关联业务的所有业务进入优化记录列表，删除路由并清空占用资源，重新根据关联业务间的业务寻路方法为关联业务分配路由；若不存在则保持原有的主备用路由；更新得到SRLG分离优化后的主备用路由组。
优选的，根据不同业务类型分别构建各个业务类型的共享风险列表，所述的业务类型包括差动保护、距离保护和安稳控制三类。
进一步，对于差动保护业务，得到主备用路由组后，从主备用路由组中选择相对时延满足阈值的主备用路由，作为对应关联业务的主备用路由，得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
进一步，对于差动保护业务，所述的共享风险列表包括禁用光纤列表、共享风险链路组和节点连接光纤列表，三个列表中权值从高到低设置，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组。
再进一步，对于距离保护业务和安稳控制业务，所述的共享风险列表包括禁用光纤列表、共享风险链路组、禁用子网列表和节点连接光纤列表，四个列表中权值从高到低设置，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组。
再进一步，所述的禁用子网列表按照如下规则形成，
将之前主用路由中所经过的子网与现需寻找主用路由的起始、终止节点所在子网比较，添加不相同的子网形成禁用子网列表。
再进一步，遍历共享风险列表，根据光纤所属的列表，计算光纤权值，更改可用逻辑图中的光纤权值，通过KSP算法寻找权值最小的为业务的路由，作为其备用路径。
再进一步，所述的禁用光纤列表为主用路由中包含的光纤列表；所述的共享风险链路组为主用路由中共用同一光缆的光纤列表；所述的节点连接光纤列表为主用路由中经过的节点与其相连的光纤列表。
优选的，循环遍历关联业务列表，采用子网内或跨子网KSP寻路方法进行路由寻路，得到对应的主用路由。
优选的，将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，划分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务和关联四条业务，针对关联业务配置主备用路由。
一种面向电力SDH网络的路由规划系统，包括，
业务划分模块，将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，形成对应的关联业务列表；
主用路由寻路模块，循环遍历关联业务列表，在完成寻路的业务基础上，得到主用路由；
共享风险列表构建模块，根据业务类型和主用路由的光纤和节点构建共享风险列表；
备用路由寻路模块，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组；
路由规划模块，根据主备用路由组得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
一种面向电力SDH网络的路由规划设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述面向电力SDH网络的路由规划方法的步骤。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述面向电力SDH网络的路由规划方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提出关联业务间的业务寻路方法，针对关联业务配置主备用路由，通过构建的共享风险列表，进行权值更新，并且通过不断更新共享风险列表依次找到关联业务的主备用路由，实现关联业务风险分离。
进一步的，提出基于SRLG分离的路由优化方法：针对已加载业务，按照关联业务列表进行逐一排查，保证关联业务路径、主备路径最大可能满足SRLG分离，增加业务的安全性。
附图说明
图1为本发明实例中所述的差动保护独立业务寻路流程示意图；
图2为本发明实例中所述的差动保护两条/四条关联业务寻路流程示意图；
图3为本发明实例中所述的差动保护三条关联业务寻路流程示意图；
图4为本发明实例中所述的基于SRLG分离的路由优化流程示意图；
图5为本发明实例中所述案例的场景示意图；
图6为本发明实例中调用的函数流程图示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明涉及电力通信光传输网络业务配置过程中的一种路由规划方法，针对SDH网络中还未加载的业务（无路由）寻找可用通道，配置路由信息，属于路由优化技术领域。通过引入SRLG概念，构建一种面向电力SDH网络的路由规划方法，根据关联业务间光纤、节点信息，配置SRLG；综合考虑光纤容量利用率、传输时延、节点风险概率等因素，获取关联业务的路由。
本发明一种面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划方法，依托于电力通信光传输网络规划仿真平台，系统使用python语言编写，可实现SDH网络帧结构封装复用、业务通道的时隙分配、多种类型保护加载等功能，支持对优化后的网络业务分布情况进行可视化展示。基于上述底层结构，本发明一种面向电力SDH网络的路由规划方法，对关联业务的路由选取，实现风险分离，要排除SRLG内光纤的同时使用。其主要包括：（1）对于关联业务间的业务寻路方法；（2）基于SRLG分离的路由优化方法。
1）首先，对于关联业务间的业务寻路方法，可按照业务类型，划分为差动保护、距离保护和安稳控制三类。
第一类，对于差动保护类型的业务，按照关联业务数量，分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务和关联四条业务。其具体步骤如图1、图2、图3所示：
步骤A.1，根据业务原宿节点的子网类型可判断出是否是子网内或跨子网业务；
步骤A.2，再按照其保护类型，可分为无保护与通道保护。
对于无保护，直接调用子网内/跨子网K条最短路径算法（K-Shortest Pathes，KSP）寻路方法，即在主用路由中权值最小的为业务的路由，分配业务路由资源；
对于通道保护，为特殊业务，仅考虑业务在一个子网内满足主备用路由相对时延小于阈值，不考虑跨子网情况，执行步骤A.3；
步骤A.3，遍历主用路由所有可能性，根据主用路由的光纤、节点，构建禁用光纤列表ban_fiber_list，将该路由中包含的光纤添加进去；构建共享风险链路组srlg_list，将该路由中共用同一光缆的光纤全部添加；构建节点连接光纤列表fiber_list_from_node，将该路由中经过的节点与其相连的光纤添加；
步骤A.4，遍历ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node，计算光纤权值，更改可用逻辑图中的光纤权值（三者权值依次递减），进而通过KSP算法寻找权值最小的为业务的路由，作为其备用路径；具体的，ban_fiber_list权值最大、srlg_list权值居中、fiber_list_from_node权值最小，例如某一段光纤，可能同时属于以上3个列表，这段光纤权值就是三者之和，确认光纤的权值后直接在逻辑拓扑中给修改该光纤的权值即可；所述的逻辑图为根据具体省公司的通信、业务等数据，生成网络拓扑图，如图5所示，
步骤A.5，最终组成多对可选主备用路由组，顺序遍历可选主备用路由组，选择相对时延满足阈值的主备用路由；顺序遍历主备用路由组，判断主备用路由是否满足延时条件，是则获得业务的主备用路由，分配业务路由资源；否则返回推荐路由组，即对应步骤A.4。步骤A.1到步骤A.4的4个步骤，会为主路由找到多个符合条件的备用路由，形成多个主备路由组，由于继电保护业务对主备路由的时延差有要求，因为需要找到满足试验要求的一对主备路由组即可，也就是选择相对时延满足阈值的主备用路由；
步骤A.6，一条业务的寻路方法为步骤A.1到A.5，循环遍历关联业务列表，以此类推，后续的关联业务进行寻路时，对于无保护的在主用路由中寻找关联业务的主用路由，对于有通道保护的在业务备用路由中寻找关联业务的主备用路由。每寻找到一个主备用路由组合，则判断其相对时延是否满足阈值，若不满足，则返回推荐路由组，若满足则获得对应的主备用路由，分别分配业务路由资源。其中，对于关联四条业务，为路由翻转，即寻找到前两条关联业务的路由后，第三四条业务的路由为前两条的翻转。前两条寻路与关联两条业务寻路的方法相同（目前仅支持无保护类型）；具体的，当设置1号、2号两套保护装置的时候，会有四条关联业务的情况，两套装置的路由信息是相同的，只不过1号保护装置两条业务的主备路由与2号保护装置两条业务的主备路由的内容是相反的，所以找到1号保护装置两条业务的主备路由后，将2条业务路由信息互换，即为2号保护装置两条业务的主备路由。
经过步骤A.1到A.6完成了差动保护对于关联业务间的业务寻路，满足了关联业务间路径不相交和相对时延的要求；具体的，如图1所示，差动保护独立业务寻路流程，包括，
步骤A.1，根据业务1原宿节点的子网类型可判断出是否是子网内或跨子网业务；调用子网内寻路方法得到业务1的主用路由组，调用跨子网内寻路方法得到业务1的主用路由组；
步骤A.2，再按照业务保护类型，可分为无保护与通道保护。
对于无保护，直接调用子网内/跨子网KSP寻路方法，即在主用路由中权值最小的为业务的路由，分配业务路由资源；
对于通道保护，执行步骤A.3；
步骤A.3，遍历主用路由所有可能性，根据主用路由的光纤、节点，构建禁用光纤列表ban_fiber_list，将该路由中包含的光纤添加进去；构建共享风险链路组srlg_list，将该路由中共用同一光缆的光纤全部添加；构建节点连接光纤列表fiber_list_from_node，将该路由中经过的节点与其相连的光纤添加；
步骤A.4，遍历ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node，更改可用逻辑图中的光纤权值（三者权值依次递减），进而寻找业务1备用路由组；
步骤A.5，顺序遍历业务1备用路由组，判断主备用路由是否满足时延条件，是则获得业务1的主备用路由，分配业务1路由资源；否则返回推荐路由组，即返回步骤A.4。
如图2所示，差动保护两条/四条业务寻路流程，包括，
步骤A.1，根据业务1原宿节点的子网类型可判断出是否是子网内或跨子网业务；调用子网内寻路方法得到业务1的主用路由组，调用跨子网内寻路方法得到业务1的主用路由组；
步骤A.2，再按照其保护类型，可分为无保护与通道保护。
第一，对于无保护。
步骤A.2a，循环遍历业务1的主用路由组中路由的光纤、节点，构建共享风险光纤列表，更改可用逻辑图中的光纤权值，寻找业务2的主用路由组；
具体的在确定业务1的主用路由基础上对关联业务2进行路由规划；对业务1的主用路由组执行步骤A.3和A.4，从业务1的主用路由组中寻找关联业务2的主用路由组，执行业务1主用路由基础上业务2的路由寻找；
对业务1的主用路由组执行步骤A.3和A.4时，步骤A.3和A.4遍历业务1主用路由，依次将业务1主用路由的光纤、节点，构建ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node，更改可用逻辑图中的光纤权值，进而寻找业务2的主用路由组。
将寻找业务2的主用路由组按照子网类型进行分类，对子网内的子网类型调用子网内寻路方法得到业务2的主用路由组，对跨子网的子网类型调用跨子网内寻路方法得到业务2的主用路由组；
对业务2的主用路由组执行步骤A.5，顺序遍历业务2的主用路由组，判断业务2的主用路由与业务1的主用路由是否满足时延条件；
若是则并且属于无保护类型的保护类型时，将获得业务1的主用路由、业务2的主用路由，分别分配业务路由资源；
若是并且属于通道保护的保护类型时，对业务2的主用路由组执行步骤A.3和A.4；否则返回寻找业务2的主用路由组，即对应步骤A.2a。
对业务2的主用路由组执行步骤A.3和A.4时，步骤A.3和A.4遍历业务2主用路由，依次将业务2主用路由的光纤、节点，构建包括ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node的共享风险列表，更改可用逻辑图中的光纤权值，进而寻找业务2的备用路由组；
对业务2的备用路由组执行步骤A.5，顺序遍历业务2的备用路由组，判断业务2的主备用路由以及业务1的主用路由是否满足时延条件；
是则将获得业务1的主用路由和业务2的主备用路由，分别分配业务路由资源；
否则返回前一级的时延判断，即对业务2的主用路由组执行的步骤A.5。
第二，对于通道保护。
步骤A.2b，对业务1的主用路由组执行步骤A.3和A.4，获得业务1的主备用路由组；在确定业务1的主备用路由基础上对关联业务2进行路由规划；对业务1的备用路由组执行步骤A.3和A.4，从业务1的备用路由组中寻找关联业务2的主用路由组，执行业务1主备用路由基础上业务2的路由寻找；
对业务1的主用路由组执行步骤A.3和A.4时，步骤A.3和A.4遍历业务1主用路由，依次将业务1主用路由的光纤、节点，构建包括ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node的共享分享光纤列表，更改可用逻辑图中的光纤权值，进而寻找业务1的备用路由组；
对业务1的主用路由组执行步骤A.5顺序遍历业务1的备用路由组，判断业务1主备用路由是否满足延时条件，是则对业务1的备用路由组执行步骤A.3和A.4，否则返回寻找业务1的备用路由组，即对应步骤A.2b；
对业务1的备用路由组执行步骤A.3和A.4时，步骤A.3和A.4遍历业务1备用路由，依次将业务1备用路由的光纤、节点，构建包括ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node的共享分享光纤列表，更改可用逻辑图中的光纤权值，进而寻找业务2的主用路由组。
将寻找业务2的主用路由组按照子网类型进行分类，对子网内的子网类型调用子网内寻路方法得到业务2的主用路由组，对跨子网的子网类型调用跨子网内寻路方法得到业务2的主用路由组；
对业务1的备用路由组执行步骤A.5顺序遍历业务2的主用路由组，判断业务2的主用路由与业务1的主备用路由是否满足时延条件；
若是并且属于无保护的保护类型时，则将获得业务1的主备用路由、业务2的主用路由，分别分配业务路由资源；
若是并且属于通道保护的保护类型时，对业务2的备用路由组执行步骤A.3和A.4；否则返回前一级的时延判断，即对应对业务1的主用路由组执行的步骤A.5。
如此循环遍历关联业务列表，分别得到对应业务1和关联业务2的路由规划，若对其翻转后得到四条业务的路由规划。
如图3所示，差动保护三条业务寻路流程，包括，
前两条业务寻路与图2所示的关联两条业务为无保护类型的寻路的方法相同，业务3是在此基础上，顺序遍历业务1主用路由组和业务2主用路由组，判断业务3的主用路由与业务2的主用路由、业务1的主用路由是否满足时延条件，获得业务1的主路由、业务2的主路由、业务3的主路由，分别分配业务路由资源。
对于差动保护有三条关联业务的情况，前两条业务的寻路与两条关联业务在无保护的情况下是一样的流程，而第三条业务则是在对前两条业务所途经的光纤进行加权后的逻辑拓扑上使用KSP算法为其寻找权值最小的业务路由，并且满足时延要求，即三条业务彼此之间的时延差皆要小于阈值。
对于差动保护来说，有保护的情况仅存在于独立业务和两条关联业务中，三条关联业务不存在此类情况，只有无保护的情况。
第二类，对于距离保护类型的业务，按照关联业务数量，同样分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务、关联四条业务。其具体步骤同差动保护类似，但无时延要求。
步骤B.1，根据业务原宿节点的子网类型可判断出是否是子网内或跨子网业务；
步骤B.2，对于独立业务，调用子网内/跨子网寻路功能即可；
步骤B.3，对于关联两条需要遍历关联业务。基于寻找到的前几条关联业务路由，寻找下一条业务路由。构建禁用光纤列表ban_fiber_list，将之前路由中包含的光纤添加进去；构建共享风险链路组srlg_list，将之前路由中包含的光纤及其所属同一SRLG的光纤全部添加；构建禁用子网列表ban_subnet_list，将之前路由中所经过的子网与现需寻找路由的起始、终止节点所在子网比较，将不相同的子网添加；构建节点连接光纤列表fiber_list_from_node，将之前路由中经过的节点与其相连的光纤添加。在寻找后续路由时，根据共享风险列表中的信息，进行权值的增加，达到最大程度使用不同光纤、节点的效果；共享风险列表包括ban_fiber_list、srlg_list、fiber_list_from_node、ban_subnet_list这四个列表；
步骤B.4，对于三条关联业务，寻路方法同关联两条业务一样；
步骤B.5，对于关联四条业务，要求业务1、业务4源宿节点相同，业务2、业务3源宿节点相同。使用关联两条业务的方法为业务1、业务2寻路，并翻转路由，将业务1路由赋予业务4，业务2路由赋予业务3；
步骤B.1到B.5完成了距离保护对于关联业务间的业务寻路，满足了业务保护通道主备路径不相交、关联业务间路径不相交的要求；
第三类，对于安稳控制类型的业务，按照关联业务数量，同样分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务、关联四条业务。
对于保护类型为通道保护与无保护的，其寻路方法与距离保护类型相同；
对于保护类型为子网连接保护（Sub-network Connection Protection ，SNCP）的业务，即主备用路由尽量不经过相同的子网。
2）其次，基于SRLG分离的路由优化方法，即针对已加载业务，按照关联业务列表进行逐一排查，保证关联业务路径、主备路径，最大可能满足SRLG分离，增加业务的安全性。具体步骤如图4所示。
步骤C.1，遍历加载业务，逐一每条业务的关联业务；
步骤C.2，遍历关联业务，依次获取每条业务的主备路由光纤；
步骤C.3，根据光纤所属的多个光纤链路组对象包含的所有光纤对象，获取它所包含的所有光纤对象，构成共享风险链路组；
步骤C.4，判断光纤对象是否存在于共享风险链路组srlg_group_list中。若不存在，全部加入到srlg_group_list中，继续遍历；若存在，则说明该业务的路由包含同属于一组SRLG的光纤组，跳出循环，获取关联业务组进入优化记录列表；进入优化记录列表的关联业务需要按照采用1）中关联业务间的业务寻路方法重新为其寻找路由；
步骤C.5，将关联业务组中包含的所有业务进行删除路由和清空占用时隙资源的操作；
步骤C.6，调用为新业务寻路的函数 route_assign_new_service()重新为关联业务分配路由；新业务寻路的函数具体功能为如上所述的关联业务寻找路由过程的一个实现；记录业务优化前后的路由更改情况。
本发明所述的方法在实际电力通信光传输网络场景中应用时，电力通信光传输网络的拓扑图如图5所示，其中站点、节点属性如表1、表2所示。
表1所述站点属性列表
编号 站点名称 站点地理归属 站点类型 站点电压等级 所属节点数量
1 A 检修公司 变电站 500kV 2
2 B 检修公司 变电站 220kV 1
3 C 检修公司 变电站 220kV 1
4 D 检修公司 变电站 220kV 1
5 E 检修公司 变电站 220kV 1
6 F 检修公司 变电站 500kV 1
7 G 检修公司 变电站 500kV 1
8 H 检修公司 变电站 500kV 1
9 J 检修公司 变电站 500kV 2
10 K 检修公司 变电站 500kV 1
11 M 检修公司 变电站 500kV 2
12 N 检修公司 电厂 500kV 1
13 P 检修公司 电厂 500kV 1
14 Q 检修公司 换流站 ±800kV 1
15 R 检修公司 变电站 220kV 2
16 T 检修公司 变电站 220kV 2
17 U 检修公司 变电站 500kV 1
18 W 检修公司 变电站 500kV 1
19 Y 检修公司 变电站 220kV 1
20 Z 检修公司 变电站 220kV 1
表2所述节点属性列表
编号 设备名称 设备类型 设备厂家 设备型号 归属站点 绘图坐标 子网名称 是否为边界节点 邻子网名称 邻子网节点
1 a1 SDH ZTE ZXMP S385 A 297，-514 中兴子网 否
2 a2 SDH ZTE ZXMP S385 A 451，589 中兴子网 否
3 b SDH ZTE ZXMP S330 B -143，529 中兴子网 否
4 c SDH ZTE ZXMP S330 C 124，482 中兴子网 否
5 d SDH ZTE ZXMP S390 D 286，-158 中兴子网 否
6 e SDH ZTE ZXMP S390 E -548，-650 中兴子网 否
7 f SDH ZTE XDM-1000 F 233，528 川东南子网 否
8 g SDH ZTE ZXMP S390 G -486，25 中兴子网 是 川西子网 g1
9 h SDH ZTE ZXMP S390 H 298，10 中兴子网 是 川东南子网 h1
10 j1 SDH ZTE ZXMP S390 J -601，71 中兴子网 否
11 j2 SDH ZTE ZXMP S390 J -584，560 中兴子网 否
12 k SDH ZTE ZXMP S390 K 505，-194 中兴子网 否
13 m1 SDH ZTE ZXMP S390 M -693，638 中兴子网 否
14 m2 SDH ZTE ZXMP S390 M 200，-677 中兴子网 否
15 n SDH ZTE ZXMP S385 N 413，310 中兴子网 否
16 p SDH ZTE ZXMP S385 P -679，591 中兴子网 否
17 q SDH ZTE ZXMP S385 Q -531，166 中兴子网 否
18 r1 SDH ZTE ZXMP S390 R 448，40 中兴子网 否
19 r2 SDH ZTE ZXMP S330 R 207，324 中兴子网 否
20 t1 SDH ZTE ZXMP S390 T 552，484 中兴子网 否
21 t2 SDH ZTE ZXMP S330 T -155，-414 中兴子网 否
22 u SDH ZTE ZXMP S385 U 565，215 中兴子网 否
23 w SDH ZTE ZXMP S385 W 699，146 中兴子网 否
24 y SDH ZTE ZXMP S390 Y 451，157 中兴子网 否
25 z SDH ZTE ZXMP S330 Z 259，-697 中兴子网 否
向场景中加载业务，业务列表如表3所示：其中编号为1、2的两条业务同属同一线路，互为关联业务；编号为3的业务为独立业务。
表3加载业务列表
编号 业务名称 业务类型 源节点 目的节点 数据大小
1 500kV1号差动保护复用2M通道 差动保护 m1 j1 2M
2 500kV2号差动保护复用2M通道 差动保护 m2 j2 2M
3 220kV2号距离保护复用2M通道 距离保护 z d 2M
将本发明所述的方法反应到实际的程序当中，其程序流程如图6所示：
程序开始运行，调用创建网络函数
create_network_from_database(self, host_name, pwd, db_name)构建网络逻辑图；
调用SRLG路由优化函数
route_optimization_srlg(service_dict,network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name)对已加载的业务进行SRLG分离优化。
调用获取关联业务函数
get_service_list_from_dict(service_obj)得到关联业务列表，循环遍历关联业务列表，判断该业务的每条光纤是否在srlg_group_list集合中。若存在，则调用业务路由重置函数
route_reset_for_service_channel(service_list,network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,service_dict)对业务进行重配置；若不存在，则将该业务的光纤全部加入srlg_group_list作为下一个业务的限制条件；
如果需要进行路由重配置，则需调用删除路由时隙函数delete_servpath_or_protection_in_network(obj_name,work_type)释放被删除的业务路由的时隙资源；
调用为业务分配路由函数
route_assign_new_service(service_dict,network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,new_service_list)为关联业务分配新路由，根据业务类型可分为两个分支，一个是为差动保护业务分配新路由，另一个是为距离保护/安稳控制类业务分配新路由；
对于差动保护业务，可调用
get_service_route_for_single_differential_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj)、
get_service_route_for_double_differential_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,sta_service_obj)、
get_service_route_for_triple_differential_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,sta_service_obj,tri_service_obj)、
get_service_route_for_quadruple_differential_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,pri_service_obj_2,sta_service_obj,sta_service_obj_2)
分别为独立业务、两条关联业务、三条关联业务、四条关联业务分配新路由；
对于距离保护/安稳控制类业务，可调用
get_service_route_for_distance_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj)、
get_service_route_for_secure_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,sta_service_obj)、
get_service_route_for_tri_securel_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,sta_service_obj,tri_service_obj)、
get_service_route_for_double_secure_protection(network_dict,olg_dict,sncp_dict,dock_network_name,pri_service_obj,pri_service_obj_2,sta_service_obj,sta_service_obj_2)
分别为独立业务、两条关联业务、三条关联业务、四条关联业务分配新路由；
用寻路函数has_path(logic_network,source_node,dest_node)来判断业务关联逻辑图中是否可以寻找到源节点到目的节点的可用路径。若可以，则调用
get_shortest_path_route(logic_network,source_node,dest_node)获取最短路径及次短路径作为业务的主备路由；若不可以则无法寻到可用路由，进行标记给出原因；
调用为业务分配资源函数
assgined_service_with_route(service_obj,network_dict,sncp_dict,dock_network_name,route_channel)为业务路由分配时隙资源，对路由优化的结果进行记录，存储至数据库中；
经过寻路后，业务优化后的路由结果如表4所示。
表4业务路由列表
编号 业务名称 业务类型 原始业务路由节点列表 原始业务路由光纤列表 优化后业务路由节点列表 优化后业务路由光纤列表
1 500kV1号差动保护复用2M通道 差动保护 m1，j1 路由：m1-j1 m1，m2，j2，j1 路由：m1-m2-j2-j1
2 500kV2号差动保护复用2M通道 差动保护 m2，j2 路由：m2-j2 m2，n，q，w，r2，t2，j2 路由：m2-n-q-w-r2-t2-j2
3 220kV2号距离保护复用2M通道 距离保护 主：z，t1，r1，w，a2，e，d备：z，t1，j1，k，h，f，g，a1，b，c，d 主：z-t1-r1-w-a2-e-d备：z-t1-j1-k-h-f-g-a1-b-c-d 主：z，y，r2，w，a2，b，c，d备：z，t1，r1，u，q，p，a1，e，d 主：z-y-r2-w-a2-b-c-d备：z-t1-r1-u-q-p-a1-e-d
本优选实例通过本发明所述的方法优化之后得到如下结果，
（1）对于关联业务1、2来说，优化前路由m1-j1与m2-j2存在共缆的情况，进行SRLG优化后不存在共缆且相对时延也满足要求，效果显著；
（2）对于独立业务3来说，优化前主用路由z-t1与备用路由z-t1共缆，经过路由优化给出最优推荐；
（3）该实施例成功说明了本发明能够针对关联业务进行合理的路由推荐与资源分配，为业务寻找到风险分离的双路由保护，保障了电网系统的安全稳定运行。
本发明提出关联业务间的业务寻路方法：保护和稳控业务按照关联业务数量，分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务、关联四条业务，针对关联业务配置主备用路由。关键在于构建共享风险列表，包括禁用光纤列表ban_fiber_list，该路由中包含的光纤；共享风险链路组srlg_list，该路由中共用同一光缆的光纤；节点连接光纤列表fiber_list_from_node，该路由中经过的节点与其相连的光纤。三个列表中权值从高到低设置，通过不断更新共享风险列表依次找到关联业务的主备用路由。
同时提出基于SRLG分离的路由优化方法：针对已加载业务，按照关联业务列表进行逐一排查，保证关联业务路径、主备路径最大可能满足SRLG分离，增加业务的安全性。关键在于判断现有光纤是否存在SRLG列表中，若存在关联业务组的所有业务进入优化记录列表，删除路由并清空占用资源，重新根据关联业务间的业务寻路方法为关联业务分配路由。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，包括如下关联业务间的业务寻路方法，
将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，形成对应的关联业务列表；
循环遍历关联业务列表，在完成寻路的业务基础上，得到主用路由；
根据业务类型和主用路由的光纤及节点构建共享风险列表；
根据关联业务数量和寻路顺序更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组；
根据主备用路由组得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
2.根据权利要求1所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，在依次找到关联业务的主备用路由组之后，根据主备用路由组中任一主备用路由得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划之前，还包括将电力系统SDH网络中已经加载的业务进行SRLG分离优化的步骤，具体如下，
针对已加载业务，按照关联业务列表，逐一判断主备用路由光纤是否存在SRLG列表中，若存在，则关联业务的所有业务进入优化记录列表，删除路由并清空占用资源，重新根据关联业务间的业务寻路方法为关联业务分配路由；若不存在则保持原有的主备用路由；更新得到SRLG分离优化后的主备用路由组。
3.根据权利要求1所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，根据不同业务类型分别构建各个业务类型的共享风险列表，所述的业务类型包括差动保护、距离保护和安稳控制三类。
4.根据权利要求3所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，对于差动保护业务，得到主备用路由组后，从主备用路由组中选择相对时延满足阈值的主备用路由，作为对应关联业务的主备用路由，得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
5.根据权利要求3所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，对于差动保护业务，所述的共享风险列表包括禁用光纤列表、共享风险链路组和节点连接光纤列表，三个列表中权值从高到低设置，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组。
6.根据权利要求3所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，对于距离保护业务和安稳控制业务，所述的共享风险列表包括禁用光纤列表、共享风险链路组、禁用子网列表和节点连接光纤列表，四个列表中权值从高到低设置，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组。
7.根据权利要求6所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，所述的禁用子网列表按照如下规则形成，
将之前主用路由中所经过的子网与现需寻找主用路由的起始、终止节点所在子网比较，添加不相同的子网形成禁用子网列表。
8.根据权利要求5或6所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，遍历共享风险列表，根据光纤所属的列表，计算光纤权值，更改可用逻辑图中的光纤权值，通过KSP算法寻找权值最小的为业务的路由，作为其备用路径。
9.根据权利要求5或6所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，所述的禁用光纤列表为主用路由中包含的光纤列表；所述的共享风险链路组为主用路由中共用同一光缆的光纤列表；所述的节点连接光纤列表为主用路由中经过的节点与其相连的光纤列表。
10.根据权利要求1所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，循环遍历关联业务列表，采用子网内或跨子网KSP寻路方法进行路由寻路，得到对应的主用路由。
11.根据权利要求1所述的一种面向电力SDH网络的路由规划方法，其特征在于，将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，划分为独立业务、关联两条业务、关联三条业务和关联四条业务，针对关联业务配置主备用路由。
12.一种面向电力SDH网络的路由规划系统，其特征在于，包括，
业务划分模块，将电网控制业务按照关联业务数量进行划分，形成对应的关联业务列表；
主用路由寻路模块，循环遍历关联业务列表，在完成寻路的业务基础上，得到主用路由；
共享风险列表构建模块，根据业务类型和主用路由的光纤和节点构建共享风险列表；
备用路由寻路模块，根据关联业务数量和寻路顺序不断更新共享风险列表，依次找到关联业务的主备用路由组；
路由规划模块，根据主备用路由组得到面向SDH网络的关联业务风险分离的路由规划。
13.一种面向电力SDH网络的路由规划设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一项所述面向电力SDH网络的路由规划方法的步骤。
14.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述面向电力SDH网络的路由规划方法的步骤。
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