[發(fā)明專利]基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010514935.7
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111711538B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳賽;王智慧;馬寶娟;丁慧霞;李哲;孟薩出拉;楊德龍;段鈞寶;鄭偉軍;邵煒平;陳鼎;方景輝;吳國慶;唐錦江;王瑩;唐子行;席林晗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/851
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 齊書田

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法及系統(tǒng)，包括：步驟1、數(shù)據(jù)鏈路層中的業(yè)務(wù)分類器將數(shù)據(jù)采集層采集的業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，并貼上相應(yīng)類標(biāo)簽；步驟2、業(yè)務(wù)分類器將分類結(jié)果傳遞到位于數(shù)據(jù)處理層的總控制器，總控制器根據(jù)分類結(jié)果，計算最優(yōu)調(diào)度策略，并根據(jù)最優(yōu)調(diào)度策略為業(yè)務(wù)節(jié)點進(jìn)行載波的調(diào)度、基站資源的分配，同時對業(yè)務(wù)節(jié)點的發(fā)射功率進(jìn)行控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。本發(fā)明相較于傳統(tǒng)的根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級分配資源的方法，考慮了與其他業(yè)務(wù)之間的影響，從而提高頻譜資源的利用率，可以實現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)效用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)業(yè)務(wù)分類領(lǐng)域，特別涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，高速泛在、低功耗、低時延的5G時代即將到來，人類社會的通信目前正逐步實現(xiàn)暢通化。5G的超高帶寬、超低時延、支持海量接入的特性，使得其在垂直行業(yè)的發(fā)展中具備了無限可能性，為萬物互聯(lián)的暢想提供了基礎(chǔ)。

電力網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代社會必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，也是國家發(fā)展的能源支撐，無論是工業(yè)制造、社會生產(chǎn)還是人們的日常生活，均離不開電能的供應(yīng)。智能電網(wǎng)的高效開發(fā)與管理一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究的重要課題。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和用電需求的不斷增加，電網(wǎng)的覆蓋面積和應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，逐漸形成了大規(guī)模的智能電網(wǎng)覆蓋體系，在這過程中，通信技術(shù)扮演了極為重要的影響角色，是保證智能電網(wǎng)運行效果最大化的最基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

智能電網(wǎng)傳遞的是雙向的電力與信息流，通信網(wǎng)絡(luò)是智能電網(wǎng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它可以將電網(wǎng)的運行狀態(tài)和設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行恼荆⒖梢赃M(jìn)行實時監(jiān)控和控制。伴隨著配電領(lǐng)域的加速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IoT)的廣泛普及，電網(wǎng)中出現(xiàn)了大量傳感器，執(zhí)行器和其他終端，導(dǎo)致電網(wǎng)業(yè)務(wù)類型多樣且難以預(yù)測。為了使電網(wǎng)的智能操作具備普適的感知和處理能力，這些終端迫切需要普適的通信覆蓋范圍，并提供可保障服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)的多服務(wù)傳輸鏈路。因此，創(chuàng)建一種智能電網(wǎng)以電力通信技術(shù)的覆蓋面積為主，具備完善化、科學(xué)化的通信機(jī)制，實現(xiàn)各電力設(shè)備之間暢通的穩(wěn)定運行是非常必要的。

現(xiàn)實中隨著電網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆發(fā)式增長，在智能電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中，業(yè)務(wù)的識別與分類對于網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要，根據(jù)分類結(jié)果分配能夠保障業(yè)務(wù)QoS要求的網(wǎng)絡(luò)資源，以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本有限的情況下達(dá)到最大網(wǎng)絡(luò)效用。另外，由于通過通信基礎(chǔ)設(shè)施交換的信息的類型與數(shù)量呈指數(shù)增長，一些增強(qiáng)的信息僅在預(yù)定義的時間范圍內(nèi)可用，如果通信延遲超過預(yù)定義的時間窗口，則該信息將不可用，并且在最壞的情況下，甚至可能會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)損壞。傳統(tǒng)的通信技術(shù)僅提供“盡力而為”的服務(wù)，并不能保證及時性或?qū)崟r傳遞。

在已有的相關(guān)研究中，對于網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分類，大多根據(jù)多層協(xié)議標(biāo)簽或者端口號進(jìn)行分類，后在業(yè)務(wù)感知和分類的結(jié)果基礎(chǔ)上，面向業(yè)務(wù)的感知控制協(xié)議使用分類整形，隊列管理等方法來確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。一方面，由于動態(tài)端口號的使用以及處理一些加密數(shù)據(jù)包，常用的分類方法已經(jīng)難以準(zhǔn)確識別；另一方面，不同的業(yè)務(wù)其QoS要求相差甚大，傳統(tǒng)的資源分配方案不利于網(wǎng)絡(luò)效用的提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在根據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計特征進(jìn)行分類，并在分類基礎(chǔ)上設(shè)計電力通信網(wǎng)絡(luò)無線接入端(Radioaccessnetwork，RAN)的資源分配方案，以達(dá)到優(yōu)化電力通信網(wǎng)絡(luò)的目的。使用流特征來識別不僅可以識別已退出的業(yè)務(wù)類型，對于應(yīng)用層加密或未知的業(yè)務(wù)也具有很高的識別度。

本發(fā)明提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)由下游至上游包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)鏈路層和數(shù)據(jù)處理層；所述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法包括以下步驟：

步驟1、數(shù)據(jù)鏈路層中的業(yè)務(wù)分類器將數(shù)據(jù)采集層采集的業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，并貼上相應(yīng)類標(biāo)簽；

步驟2、業(yè)務(wù)分類器將分類結(jié)果傳遞到位于數(shù)據(jù)處理層的總控制器，總控制器根據(jù)分類結(jié)果，計算最優(yōu)調(diào)度策略，并根據(jù)最優(yōu)調(diào)度策略為業(yè)務(wù)節(jié)點進(jìn)行載波的調(diào)度、基站資源的分配，同時對業(yè)務(wù)節(jié)點的發(fā)射功率進(jìn)行控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。