[發明專利]基于移動自組織的災中配電網通信網絡優化恢復方法有效
| 申請號： | 201910030769.0 | 申請日： | 2019-01-14 |
| 公開（公告）號： | CN109861852B | 公開（公告）日： | 2021-03-30 |
| 發明（設計）人： | 竇春霞;林滬生;周霞;楊洲;岳東;解相朋;歐陽志友 | 申請（專利權）人： | 南京郵電大學 |
| 主分類號： | H04L12/24 | 分類號： | H04L12/24;H02J13/00 |
| 代理公司： | 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102 | 代理人： | 姚姣陽 |
| 地址： | 210023 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 移動 組織 配電網 通信 網絡 優化 恢復 方法 | ||
1.一種基于移動自組織的災中配電網通信網絡優化恢復方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、獲取配電網中的多元數據；
S2、使用網格法確定在中配電網通信網絡狀態；
S3、判斷配電網通信系統是否需要暫態恢復，并依據判斷結果決定配電網通信系統的修復方式；
S4、基于移動自組織網絡特性研究配電網通信網絡的優化修復方案；
S5、利用網絡簡化和深度優先遍歷的路徑搜索算法找出目標下的可行方案集合，對各個可行方案求解，選擇其最優結果作為最終的修復方案；
S1中所述多元數據包括：配電網管理信息數據、配電網通信拓撲信息數據、臺風信息數據、地理信息數據、無人機勘察信息數據以及應急資源分配狀態信息數據；
S2具體包括如下步驟：
S21、以配電網通信拓撲為基礎建立邊長為a的正方形地理網格，并給各個網格編號，使得配電網通信節點及光纖分布在不同的地理網格中；
S22、將災中配電網通信網絡狀態的確定分為三個時刻，即t1、t2、t3三個時刻；隨后依據三個時刻的不同特性進行分析處理，縮小S21中的網格范圍，最終確定災中通信網絡的狀態；
S22具體包括如下步驟：
S221、在t1時刻下，根據風速大小篩選配電網通信節點及光纖的風險區域；
根據長途通信干線光纜傳輸系統線路工程設計規范，臺風的風速模型建立如下，
其中，Vi表示i點處臺風風速；ri為i點處到臺風中心的距離；Vmax為臺風水平結構內部最大風速；Rmax表示臺風最大風速半徑；當Vi＞25m/s時，視為風險區域；
S222、在t2時刻下，根據配網管理信息找出S221中風險區域內的問題集合；
S223、在t3時刻下，根據無人機或人為統計的方式對S222中的問題集合進行判斷，最終確定災中通信網絡的狀態；
S3具體包括如下步驟：根據指揮調度人員對電力災害的監測情況判斷配電網通信系統是否需要暫態恢復，隨后決定配電網通信系統的修復方式；如果能夠監測到電力災損，則不需要對配網通信系統進行暫態恢復；所述暫態恢復是指借助應急通信車恢復配電網通信節點的通信功能，其中，應急通信車每經過一個節點，該節點即刻實現與上層節點的通信，應急通信車離開節點，該節點即刻失去通信；
S4具體包括如下步驟：
S41、建立目標函數，
f1＝max(minT1，minT2，…minTM)，
其中，Tx為搶修隊伍x完成分配任務量的時間，M為搶修隊伍數量，N為搶修隊伍x所需完成任務總數，tj為搶修隊伍完成第j個通信節點的所需時間，tG為搶修隊伍進行光纖搶修的時間，t0為搶修隊伍正常行駛的時間，I為光纖搶修的路程，s為搶修隊伍正常行駛的路程，vG為光纖搶修路段的行駛速度，v0為搶修隊伍正常行駛的速度；
S42、確定針對配電網通信系統搶修時間短的約束條件，所述約束條件如下，
(1)簇頭節點能直接與上層節點通信，其余節點不能直接與上層節點通信，
其中，xI取值為1代表配電網通信節點I為簇頭節點，能夠與上層節點實現通信；取值為0代表不能與上層節點直接通信，EPS為應急電源配備情況，配有應急電源取值為1、未配應急電源取值為0；
(2)每個配電網故障通信節點只能分配且必須分配給一個搶修隊伍，
其中，xik在配電網通信節點i分配給任一搶修隊伍j時取值為1，未分配取值為0；
(3)每個配電網通信節點相連的光纖至少有一條正常，
其中，lij為第i個通信節點連接的第j根光纖，光纖正常取值為1，光纖斷裂取值為0，P為通信節點相連的光纖總數；
(4)修復的任一失效通信節點能夠與簇頭節點通過光纖實現連接，
其中，xJ為已恢復通信的節點，lJi為修復的任一失效節點與恢復通信功能節點間的光纖，光纖正常取值為1，斷裂取值為0；
S4還包括如下步驟：
S43、引入應急通信車概念，將目標函數更改為，
f2＝max{(minT1，minT2，…minTM)，(minTc1，minTc2，…minTcZ)}，
其中，Tcy為應急通信車y完成搶修的時間，Z為應急通信車的數量，sche為應急通信車走過的路程，vche為應急通信車的行駛速度；
S44、針對應急通信車經過的節點建立約束條件，
(5)應急通信車每經過一個失效的通信節點，該節點即刻實現與上層節點的通信，應急通信車離開節點，該節點即刻失去通信，
其中，f2為加入應急通信車后的搶修時間，xK為失效的配電網通信節點，取值為1代表節點K能夠與上層節點實現通信；取值為0代表不能與上層節點直接通信；ECV為應急通信車路徑情況，應急通信車經過通信節點取值為1、離開取值為0；
S5具體包括如下步驟：
針對S4中建立的目標函數，利用網絡簡化和深度優先遍歷的路徑搜索算法找出目標下的可行方案集合，對各個可行方案求解其搶修時長，選擇其最優結果作為最終的修復方案，并以此方案修復配電網通信網絡。
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