實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的電力通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略研究.pdf

1、國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)、能源形式的深刻變化,給電網(wǎng)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。近年來,智能電網(wǎng)的建設(shè)不斷深入,現(xiàn)代電網(wǎng)信息化、自動化、互動化的特征愈發(fā)明顯,為電網(wǎng)起著強(qiáng)力支撐作用的電力通信網(wǎng)絡(luò)也隨之發(fā)生著深刻的變革。隨著信息通信技術(shù)與電力生產(chǎn)、經(jīng)營的深度滲透,電網(wǎng)對電力通信網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越強(qiáng),通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性和傳輸性能也成為影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
　　隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜找鎻?fù)雜、業(yè)務(wù)需求的逐步豐富,電力通信網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載不均衡問題也愈發(fā)嚴(yán)

2、重,部分核心節(jié)點(diǎn)或重要鏈路承載著大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),一方面增加了網(wǎng)絡(luò)的脆弱性;另一方面降低了網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。傳統(tǒng)的優(yōu)化策略由于未考慮電力通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜆I(yè)務(wù)流量的特殊屬性,難以直接應(yīng)用。本文依據(jù)電力通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮匦院蜆I(yè)務(wù)流量屬性,針對電力通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化、業(yè)務(wù)流量分析和預(yù)測及路由優(yōu)化問題進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)在魯棒性和脆弱性分析的基礎(chǔ)上,提出了基于節(jié)點(diǎn)介數(shù)加矩陣的拓?fù)鋬?yōu)化算法,主要針對網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)

3、行拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法首先基于節(jié)點(diǎn)介數(shù)加矩陣生成優(yōu)化鏈路集,然后通過增加有限數(shù)量的鏈路來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo),同時采用重復(fù)節(jié)點(diǎn)回避機(jī)制避免網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的過度集中。仿真實(shí)驗(yàn)表明,該算法能夠有效增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)抵御選擇性攻擊的能力,延緩網(wǎng)絡(luò)的一次效能突降現(xiàn)象,同時可以提高關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的帶寬利用效率,降低關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞的幾率,對電力通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?yōu)化具有更強(qiáng)的針對性和更明顯的效果。
　　(2)基于ARIMA(Autoregressive Integrated

4、MovingAverage Model)模型提出了適用于電力通信網(wǎng)絡(luò)流量特點(diǎn)的流量分析預(yù)測方法,對電力通信業(yè)務(wù)流量進(jìn)行了分析和預(yù)測。按照ARIMA建模流程和方法,重點(diǎn)對生產(chǎn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)進(jìn)行了流量分析與預(yù)測,通過數(shù)據(jù)預(yù)處理、確定模型參數(shù)、模型建立等幾個步驟構(gòu)建電力通信業(yè)務(wù)流量分析預(yù)測模型,并采用殘差檢驗(yàn)的方法對模型的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。仿真實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的流量分析和預(yù)測方法充分考慮了流量自身變化趨勢、周期性等因素,能夠較好的適應(yīng)電力

5、通信業(yè)務(wù)流量特點(diǎn),有效提高了模型擬合的精確度和預(yù)測的準(zhǔn)確度。
　　(3)提出了一種基于鏈路權(quán)重控制的可變等價多路徑模型VECMP(Variable Equal-Cost Multi-Path),并基于改進(jìn)遺傳算法設(shè)計IGA-VECMP(Improved GeneticAlgorithm for Variable Equal-Cost Multi-Path)求解算法,對VECMP模型進(jìn)行求解。其中,VECMP模型基于鏈路權(quán)重可變原則

6、,在傳統(tǒng)ECMP模型的基礎(chǔ)上引入鏈路狀態(tài)控制因子,依據(jù)節(jié)點(diǎn)配置比例,通過動態(tài)選擇策略按照配置優(yōu)先級為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)開通ECMP功能,從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的有效分擔(dān);IGA-VECMP算法通過對選擇、交叉、變異三種遺傳算子的優(yōu)化改進(jìn),有效提升了VECMP模型的求解效率。仿真實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的IGA-VECMP求解算法能夠快速得到網(wǎng)絡(luò)的最佳權(quán)重配置方案,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的有效均衡,降低最大鏈路利用率,提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率,在電力通信網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化領(lǐng)域具