CN113285834A - 一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法 - Google Patents

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陈一鸣
张全明
罗劲瑭
高栋梁
姚实颖
胥威汀
张晨琳
王子南
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Abstract

本发明公开了一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，该方法包括以下步骤：获取获取感知通信一体化网络的评价指标和评价指标对应的评价指标数据；对评价指标数据进行去量纲操作；计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度；基于拉格朗日函数进行多目标规划，使得偏离度的和最小；对拉格朗日函数求偏导，获得评价指标的新权值；根据新权值对感知通信一体化网络进行全面综合的评估。该方法既融入了人的主观意见，又兼顾了客观实际的要求，避免了各评价目标之间的主观性带来的误差，并且所需信息量小、计算简单、能够获得满意的结果。

Description

一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法
技术领域
本发明涉及通信网络技术领域，具体涉及一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法。
背景技术
在智能电网快速发展的过程中，电网运行势必面临各种潜在风险因素。电网通信设备和感知设备是电力感知通信一体化系统的关键组成部分，如果设备发生故障或出现异常，必将导致一定的经济损失，甚至是危害工作人员、居民的生命安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：智能电网领域中存在各种潜在的风险因素，如果电力感知通信一体化系统中的电网通信设备和感知设备出现异常，必然引发经济损失及安全问题，因此，需要对感知通信一体化系统进行评估，以加强系统的可维护性和可管理性，本发明提供了解决上述问题的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，该方法包括以下步骤：
获取感知通信一体化网络的评价指标和所述评价指标对应的评价指标数据；
对所述评价指标数据进行去量纲操作；
计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度；
基于拉格朗日函数进行多目标规划，使得所述偏离度的和最小；
对所述拉格朗日函数求偏导，获得所述评价指标的新权值；
根据所述新权值对感知通信一体化网络进行全面综合的评估。
感知通信一体化网络的评估方法，需要抓住感知通信一体化网络的关键性的指标，在不同的实际应用中获取多个主观评估得分较高评价指标，作为关键性的评价指标，并通过多目标规划算法量化这些评价指标，建立相互之间的联系，得到一个综合评价指标，实现对感知通信一体化网络的综合评估。
本发明的多目标规划赋权法是在一定的约束条件下对多个评估指标同时求极值的一种最优方法，它是在线性规划基础上发展起来的一种处理多目标决策问题的科学方法，可以在综合评估过程中兼顾多方面目标，其判断结果不依赖于人的主观判断，可以直观反映和评估感知通信一体化网络的合理性，是一种有较强的数学理论依据的客观赋权方法。
由此可见，本发明的评估方法，既融入了人的主观意见，又兼顾了客观实际的要求，避免了各评价目标之间的主观性带来的误差，并且该方法所需信息量小、计算简单、能够获得满意的结果。
常规的需求评估评价方法，包括电网资产利用率、需求负载系数、电网弹性系数和电网故障自愈率等不同的指标。由于评价的指标较多且从不同角度评估系统，缺乏统一的评价标准，并且这些指标之间不能相互转化，因此不能直观反映和评估出感知通信一体化网络的合理性。
为了避免提出的评估方法脱离实际场景，本发明选取关键性指标时，必须要遵循以下原则：首先，为保证其评估方面可顺利量化，需保证输入数据的易获取性以及指标量化公式的可计算性，使综合评估指标体系兼容多类电网的工作环境；选取的指标应具有实际应用价值，保证各指标与实际情况之间应具备逻辑关系，指标之间可以从不同角度对实际情况进行描述，做到对感知一体化网络的全面评估。根据以上原则，我们可以从系统工作环境、系统建设合理性、自愈能力等多个方面评估感知通信一体化网络。
优选的，所述关键性的评价指标包括设备利用率、设备故障率和电网自愈能力。
优选的，在不同的实际应用中获取了q组主观评估得分较高评价指标，所述每组评价指标均包含p个具体的指标，为了减小随机误差，对感知通信一体化网络进行多方位的综合评估，评价指标的数量满足：q≥3,p≥3。用xjk代表第j组评价指标中的第k个指标，形成目标矩阵(xjk)p×q。
具体的，所述去量纲操作用公式表示为：
Figure BDA0003084978050000021
其中，rjk表示度量矩阵，度量矩阵rjk越大则表示评估方法越好。
具体的，所述最优评价指标表示为：G0＝[1,1,1,...,1]T，计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度gk(ω)可定义为：
Figure BDA0003084978050000022
其中，ωj表示获取的评价指标的初始权值，q表示评价指标的组数，p表示每组评价指标包含的评价指标个数。
具体的，所述目标规划是在
Figure BDA0003084978050000023
且ωj＞0的情况下，使得
Figure BDA0003084978050000024
最小，所述拉格朗日函数表示为：
Figure BDA0003084978050000031
其中，λ为拉格朗日乘子，ωj表示去量纲操作后获取的评价指标的初始权值，rjk表示度量矩阵，gk(ω)表示偏离度，q表示评价指标的组数，p表示每组评价指标包含的评价指标个数。
具体的，对所述拉格朗日函数求偏导，满足偏导数等于0的情况，即可获得评估指标的新权值ωj *，该过程用公式表示为：
Figure BDA0003084978050000032
Figure BDA0003084978050000033
本发明具有如下的优点和有益效果：
本发明提出的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，既融入了人的主观意见，又兼顾了客观实际的要求，避免了各评价目标之间的主观性带来的误差，并且该方法所需信息量小、计算简单、能够获得满意的结果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的系统简图。
图2为本发明的具体流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1和图2所示，一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，该方法包括以下步骤：
获取感知通信一体化网络的评价指标和所述评价指标对应的评价指标数据；
对评价指标数据进行去量纲操作；
计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度；
基于拉格朗日函数进行多目标规划，使得偏离度的和最小；
对拉格朗日函数求偏导，获得评价指标的新权值；
根据新权值对感知通信一体化网络进行全面综合的评估。
感知通信一体化网络的评估方法，需要抓住感知通信一体化网络的关键性的指标，在不同的实际应用中获取多个主观评估得分较高评价指标，作为关键性的评价指标，并通过多目标规划算法量化这些评价指标，建立相互之间的联系，得到一个综合评价指标，实现对感知通信一体化网络的综合评估。
本实施例的多目标规划赋权法是在一定的约束条件下对多个评估指标同时求极值的一种最优方法，它是在线性规划基础上发展起来的一种处理多目标决策问题的科学方法，可以在综合评估过程中兼顾多方面目标，其判断结果不依赖于人的主观判断，可以直观反映和评估感知通信一体化网络的合理性，是一种有较强的数学理论依据的客观赋权方法。
由此可见，本实施例的评估方法，既融入了人的主观意见，又兼顾了客观实际的要求，避免了各评价目标之间的主观性带来的误差，并且该方法所需信息量小、计算简单、能够获得满意的结果。
常规的需求评估评价方法，包括电网资产利用率、需求负载系数、电网弹性系数和电网故障自愈率等不同的指标。由于评价的指标较多且从不同角度评估系统，缺乏统一的评价标准，并且这些指标之间不能相互转化，因此不能直观反映和评估出感知通信一体化网络的合理性。
本实施例中：
为了避免提出的评估方法脱离实际场景，本实施例选取关键性指标时，必须要遵循以下原则：首先，为保证其评估方面可顺利量化，需保证输入数据的易获取性以及指标量化公式的可计算性，使综合评估指标体系兼容多类电网的工作环境；选取的指标应具有实际应用价值，保证各指标与实际情况之间应具备逻辑关系，指标之间可以从不同角度对实际情况进行描述，做到对感知一体化网络的全面评估。根据以上原则，我们可以从系统工作环境、系统建设合理性、自愈能力等多个方面评估感知通信一体化网络。关键性的评价指标包括设备利用率、设备故障率和电网自愈能力。在不同的实际应用中获取了q组主观评估得分较高评价指标，每组评价指标均包含p个具体的指标，为了减小随机误差，对感知通信一体化网络进行多方位的综合评估，评价指标的数量满足：q≥3,p≥3。用xjk代表第j组评估结果中的第k个指标，形成目标矩阵(xjk)p×q。
去量纲操作用公式表示为：
Figure BDA0003084978050000051
其中，rjk表示度量矩阵，度量矩阵rjk越大则表示评估方法越好。
最优评价指标表示为：G0＝[1,1,1,...,1]T，计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度gk(ω)可定义为：
Figure BDA0003084978050000052
其中，ωj表示获取的评价指标的初始权值。
目标规划是在
Figure BDA0003084978050000053
且ωj＞0的情况下，使得
Figure BDA0003084978050000054
最小，拉格朗日函数表示为：
Figure BDA0003084978050000055
其中，λ为拉格朗日乘子。
对拉格朗日函数求偏导，满足偏导数等于0的情况，即可获得评估指标的新权值ωj *，该过程用公式表示为：
Figure BDA0003084978050000056
Figure BDA0003084978050000057
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取感知通信一体化网络的评价指标和所述评价指标对应的评价指标数据；
对所述评价指标数据进行去量纲操作；
计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度；
基于拉格朗日函数进行多目标规划，使得所述偏离度的和最小；
对所述拉格朗日函数求偏导，获得所述评价指标的新权值；
根据所述新权值对感知通信一体化网络进行全面综合的评估。
2.根据权利要求1所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，所述评价指标包括设备利用率、设备故障率和电网自愈能力。
3.根据权利要求1所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，在不同的实际应用中获取q组评价指标，每组所述评价指标均包含p个具体的指标，其中，q≥3,p≥3，用xjk代表第j组评价指标中的第k个指标，形成目标矩阵(xjk)p×q。
4.根据权利要求3所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，所述去量纲操作用公式表示为：
Figure FDA0003084978040000011
其中，rjk表示度量矩阵。
5.根据权利要求1所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，所述最优评价指标表示为：G0＝[1,1,1,...,1]T，计算去量纲操作后获得的评价指标数据与最优评价指标数据的偏离度gk(ω)可定义为：
Figure FDA0003084978040000012
其中，ωj表示获取的评价指标的初始权值，rjk表示度量矩阵，q表示评价指标的组数，p表示每组评价指标包含的评价指标个数。
6.根据权利要求1所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，所述多目标规划是在
Figure FDA0003084978040000013
且ωj＞0的前提下，使得
Figure FDA0003084978040000014
最小，所述拉格朗日函数表示为：
Figure FDA0003084978040000021
其中，λ为拉格朗日乘子，ωj表示去量纲操作后获取的评价指标的初始权值，rjk表示度量矩阵，gk(ω)表示偏离度，q表示评价指标的组数，p表示每组评价指标包含的评价指标个数。
7.根据权利要求6所述的一种感知通信一体化网络的多目标规划赋权评估方法，其特征在于，对所述拉格朗日函数求偏导，满足偏导数等于0的情况，即可获得评估指标的新权值ωj *，该过程用公式表示为：
Figure FDA0003084978040000022
Figure FDA0003084978040000023
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