[發明專利]一種面向輸電線無人機巡檢的網絡擁塞控制方法及系統

在審

• 申請號: 202210093915.6
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114422444A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 武昕;于雅雯;皮譚昕
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H04L47/122
• 分類號: H04L47/122;H04L47/6275;H04L45/24;H04L43/0882;H04W84/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

本發明涉及一種面向輸電線無人機巡檢的網絡擁塞控制方法及系統，屬于無人機電力系統輸電線路巡檢領域，構建無人機自組織網絡架構，從源節點向目的節點發送信息過程中判斷中間節點有沒有發生擁塞，當發生擁塞時根據優先級算法確定數據傳輸優先級進行順序傳輸，并向鄰居節點廣播反壓信號以降低鄰居節點的信息傳輸速率實現擁塞控制，根據各節點當前的擁塞率，需要傳輸數據的節點通過AODV路由協議重新選擇傳輸路徑避免了擁塞，即整個過程包括網絡構建、數據傳輸、擁塞控制、擁塞避免，對數據傳輸過程中產生的擁塞進行有效的檢測、控制與避免，使網絡順利完成數據傳輸過程，保證穩定可靠的信息交互，減少通信的延遲，保證信息交互的實時性。

技術領域

本發明涉及無人機電力系統輸電線路巡檢領域，特別是涉及一種面向輸電線無人機巡檢的網絡擁塞控制方法及系統。

背景技術

近年來，隨著我國經濟水平的迅速發展，人們的用電需求不斷增長，為此，國家大力推動電網的建設。電力安全問題成為關乎國計民生的大事，一旦電力系統的安全出現問題，我們的日常生活、工業生產以及商業活動都會受到巨大的影響，因此，對電力系統進行巡檢維護是十分必要的。然而我國幅員遼闊、地形復雜，而且氣象條件也較為多變，在這種情況下，電網規模的不斷擴大給電網的日常運維工作帶來了巨大的挑戰。為了保證電力系統安全穩定的運行，找到一種可靠高效的電力巡檢方式成為當務之急。

傳統的電力系統輸電線路巡檢方式是依靠人力沿輸電線路進行巡視檢查，對于巡檢人員來說，不僅工作量巨大，而且一旦遇到惡劣的天氣狀況，還會給巡檢人員造成一定的風險，導致巡檢工作無法進行。隨著無人機技術的發展，無人機巡檢作業的方式得到了極大的關注。用無人機代替人工完成輸電線路的巡檢，可以有效降低巡檢人員的工作強度，提高巡檢效率，同時也降低了人工巡檢安全事故發生的概率，保障電力系統的穩定運行。在一些受地理環境、天氣狀況等因素影響較大的地區，無人機集群充分發揮其組網靈活的特點，實現端到端、可靠的數據傳輸，要求通信網絡必須保證穩定可靠的信息交互，減少通信的延遲，保證信息交互的實時性。而當無人機節點接收數據包的速率大于其能夠處理的速率時，就會產生擁塞，導致數據包的傳輸延遲或丟失，甚至造成整個網絡的癱瘓。因此，有必要針對無人機自組網研究其擁塞控制與避免機制。

發明內容

本發明的目的是提供一種面向輸電線無人機巡檢的網絡擁塞控制方法及系統，以對數據傳輸過程中產生的擁塞進行有效的檢測、控制與避免，使網絡順利完成數據傳輸。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種面向輸電線無人機巡檢的網絡擁塞控制方法，所述方法包括：

構建面向電力系統輸電線路巡檢的無人機自組織網絡架構，并初始化無人機自組織網絡架構中無人機節點的參數；所述參數包括總緩存空間、信息傳輸速率和剩余能量；

源節點根據AODV路由協議在無人機自組織網絡架構中選擇的信息傳輸路徑向目的節點發送信息，并設置數據報告速率；

當目的節點的接收速率小于數據報告速率時，目的節點向所述信息傳輸路徑上的各中間節點廣播反壓信號；

根據收到反壓信號的各中間節點的總緩存空間、信息傳輸速率和當前已占用的緩存空間、實際占用信道量，計算各自當前的擁塞率；

當中間節點當前的擁塞率大于門限閾值時，判定該中間節點存在擁塞，并根據優先級算法確定數據傳輸優先級，按照數據傳輸優先級進行順序傳輸；

存在擁塞的中間節點向鄰居節點廣播反壓信號以降低鄰居節點的信息傳輸速率；

計算無人機自組織網絡架構中各節點當前的擁塞率，并反饋給需要傳輸數據的節點；

根據各節點反饋的當前的擁塞率，需要傳輸數據的節點通過AODV路由協議重新選擇傳輸路徑。