电力通信网络管理优化模型研究.pdf
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1、 电网 素 ,建立了模糊最小生成树模型,具有简单 、实用 、实时性强等特点 ,在电力通信 网络建设 中有很强的适用性 。 关键词: 通信网络 ;图论 ;模糊集合 ;最小生成树 ;K r u s k a l 算法 中图分 类号 :T M7 3 文献标识码 :A 文章编号 :1 0 0 9 9 4 9 2( 2 0 1 1 )1 2 0 0 5 2 0 5 Re s e a r c h o n Op t i mi z a t i o n M o d e l o f El e c t r i c Po we r Co mmu n i c a t i o n s Ne t wor k M a na g
2、 e m e nt W ANG S ha o f e n g ( G u a n g d o n g P o w e r Gr i d Co r p ,S h e n z h e n P o we r S u p p l y B u r e a u,S h e n z h e n 5 1 8 0 01 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t :Ba s e d o n t h e Gr a p h a n d Fu z z y s e t s t h e o r y, a n o p t i mi z a t i o n mo d e l o n t h e g o a l o
3、f mi n i mi z i n g t h e f u z z y l o g i c a l d i s t a n c e i s e s t a b l i s h e d f o r t h e EC C c o mmun i c a t i o n s u b n e t wo r k d i v i s i o n T h e n e t wo r k c o n n e c t i v i t y, r a d i a l r u n a n d o t h e r c o n s t r a i n t s a r e c o n s i d e r e d d u r i
4、 n g mo d e l i n g a n d a p p r o x i ma t e o p t i ma l s o l ut i o n s a r e a c h i e v e d T he f u z z y mi n i mu m s p a n n i n g t r e e mo d e l wh i c h i s s i mp l e, p r a c t i c a l , s t r o n g r e a l t i me a n d s t r o n g l y a p p l i c a b l e i n t h e c o n s t r uc t
5、i o n o f c o mmu n i c a t i o n n e t wo r k i s p r o p o s e d t o r e s e a r c h f uz z y b o u n d ar i e s i n n e t wo r k c o n s t ru c t i o n Ke y wo r d s : c o mmu n i c a t i o n n e t w o r k;g r a p h t h e o ry ;f u z z y s e t ;mi n i mu m s p a n n i n g t r e e; Kms k a l a l g
6、 o r i t h m 1引言 传输 网络 E C C的优化 主要 目的是 为 了避 免 E C C风暴 的产生以及提升 E C C网络的响应速度 。 E C C风暴是指 E C C网络中节点太多或者线路质量 问题 ,使 E C C网络中存在大量的广播和重传信息 或者频繁的重路 由,导致部分或全部网元脱管 的 情况 。避免 E C C风暴需要合理规划 网关 ,控制 同 一 个 E C C网络中的节点个数 ,以及保证线路传输 质量。 E C C网络管理优化 问题可以转化为图论 问题 求得优化解 。此类问题 国内很少有人研究 ,国 外则一般将其与模糊理论结合起来 ,研究的过程 及其成果主要有 :
7、模糊图的定义 、模糊 图一般问 题的优化方法 、模糊图流 的定 义 2 1等 。本文从 基于模糊逻辑距离的最短路径规划角度 ,对传输 网络的 E C C路 由进行合理的规划 ,优化子 网划分 收稿 13期 :2 0 1 1 - 1 0 1 7 方 式 以及 子 网 主备 网关 配 置 实 施 后 可 达 到提 高 网络性能和保证 网络安全的 目的。 2问题描述 E C C路 由规划是指一个 网关网元所辖的网元 数应该在一个 比较合理 的范围内。网络通过 E C C ( 或 扩 展 E C C)互 相 连 接 时 , 网络 中 网元 越 多 , E C C路 由越复杂 ,如果 E C C路由规划
8、不合理 ,当 网络出现异常时 。就会 出现 E C C通信困难 。E C C 通道 的建立是采用发端站并发 收端站选择建立 路由的方式 。其选择原则是根据最短路径建立路 由。需要注意 的是 ,这里的最短路径不是指地理 上的实际距离 ,而是指路 由表中的逻辑距离 ,即 间隔站点 的数量 。E C C路由的建立 、更新和维护 都是通过定期广播 的方式来实现 的 ,网络越 大 , 则数据量越大 ,实现方式和路 由器 的 O S P F协议 相似 ,每个路由数据项只有三个数据 :目的网元、 电力电 转发 网元和逻辑距离。 E C C路 由规划分 网络分析和网络配置两个步 骤 。 ( 1 )网络分析 根
9、据组网拓扑 图。合理划分子网 确定 网关 之后确定 每个 网关 的子 网及其 子网号( 扩展 I D 号) 。划分子网和确定网关往往是相伴 的,网关确 定之后 ,子 网在拓扑上也就确定 了。一般这一步 可以分为两步 :网关点的选取 和子 网的划分 。网 关应当选取网络的 “ 关键点” ,如中心节点 、交叉 点 、镶嵌点等 ;存在主干网和分支 网的 ,一般分 支网接入到主干的 N E,该 N E存在于主干 网中 这种 N E设为网关 :网关点应是子 网之间唯一连 接 的点 。即去掉所有网关 ,各个子 网相互不能互 通。子网号从 1 2 5 5 ,最多可以有 2 5 5个 ,其 中 必须包含一个网
10、关子网 ;与网关相邻 的子 网不是 网关 的附属子网就应该是网关子 网 ;网关除 了应 该是 网络拓扑上 的关键点 。还应该是对于全网相 对重要而 E C C通信繁忙的 N E,否则没有必要。 ( 2 )网络配置 确定 出网关和子网后 ,就可 以开始逐项配置。 对于非 网关 N E,只需要根据 网络分析划分的子网 来建立子 网号 ,对于网关 N E需要 以下设置 :1 ) 设置本 N E为 网关模式 ,通常应设为支持 E C C网 关协议模式 ;2 )为本 N E设置特殊的网关子网号 , 建议保持缺省设置 2 5 5 ;3 )添加网关的附属子网。 根据 网络分析确定 E C C组网优化 目标
11、:优化 子网划定方式 ,合理配置主备 网关 最大化 E C C 组 网能力。约束条件如下。 1 )E C C组 网能力 限制 :E C C的组 网能 力是 指在 网络 中需要通过 E C C ( 或扩展 E C C)互相连 接 的网元的最大个数。它实际上指 的是 网管计算 机通过一个网关 网元所能管辖 的最大 网元数 。建 议每一 网关 网元所带的网元数不超过 6 4个 ,但子 网数 以 1 2 8个为上限。一个 网管可 以对多个 E C C 子 网同时进行管理 ,同一网管可以管理不超过 1 6 个 的网关网元 。当 E C C网络过大 ,超 出 E C C组 网能力的情况时 ,需要将一个大的
12、 E C C网络划分 为多个小 的 E C C子 网 。划分 E C C子 网需要根据 情况采取多个 网关 ( 可用 HU B) ,或者将远端 网 元 以远程网管组 网的方案接人 2 )该方案需要增加网关网元的数量,每个子 网通过 网关 网元与网管实现通信 ;网关通过 D C N 数据通信 网直接和中心网管通信。 3 )每个子 网尽量配置主备 网关,网关网元的 选择要方便数据 的传输( 可考 虑选交叉节 点) 。 3模 型建立 本节讨论如何根据最短路径优化算法建立子 网划分模型。对于此类网络规划问题 ,通常采用 星型、环型或总线型网络拓扑结构 ,能够较好地 解决 网络建设过程 中的连接和通信问
13、题 。但仅仅 是基于 网络拓扑结构的网络构架 ,往往达不到逻 辑距离最小的要求 。因此 ,在 网络拓扑结构的优 化中引入 图论 的方法 ,以获得实际应用 中较理想 的子网划分方案 f 1 。 对于逻辑距离 的设定 ,通常都是采用精确数 学的方法去解决 口 。 然而 ,在实际情况中,还需 考虑实际距离 、架设费用 、数据量 、线损等 因素, 无法用精确数字表达 ,所 以,模型引入模糊距离 作为逻辑距离的度量 。模糊距离完全由隶属 函数 所刻 画。在实际应用 中,它 的确定方法主要有模 糊统计法 、德尔菲法 、对 比排序法 、综合加权法 等等 , 当然也可以直接使用常见规则的隶属度函 数 ,但必须
14、知道变量的测度和意义 。按 照表 1所 列出的各种 比较关 系,根据语义规则 ,可 以得到 一 个不同程度对应模糊隶属度 的集合。 表 1 模糊 隶属度语义规则 程度 模糊隶属度 完全是 可认为是 差不多是 非常接近 十分接近 相当接近 很接近 比较接近 大致接近 通过 以上讨论 ,可将 E C C网管优化问题转化 为以 E C C子 网划分最合理为优化 目标 求解最优 子 网的问题 。在逻辑距离 函数未知的情况下 可 先考虑其他 因素 ( 地理 、环境)的影响 ,设计 网 络的初始布局 ,即将这些顶点用边联结起来 用 9 J 石 O O 0 0 ( 电 网 两顶点间的逻辑距离作为边 的权 ,
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