引言
所谓电力通信网路由优化调整是指通过调整电力通信网中路由所承载的通信业务，改变通信业务在通信通道中传输路径的策略设计过程。通道故障是电力通信网最常见的故障类型，据统计该类型故障占电力通信网实时运行故障的80％以上。一旦通道故障，该通信通道所承载的通信业务均将中断，必须调整至其他通道。如何实施路由优化调整，改变通信业务传输路径，恢复因通道故障导致中断的通信业务，已成为当前电力通信网故障处置方面研究的重点。通信网中通信通道和路由的承载能力有限，为提升通信网运行稳定性，当前路由优化调整往往以通信负载率均衡性为优化目标。然而必须指出的是，负荷均衡尽管有利于电力通信网设备稳定运行，但是为追求设备利用率的均衡，可能造成故障情况下路由调整“舍近求远”，增大了路由优化调整工作量，造成通信业务长时间不能恢复，严重时甚至影响电力系统正常运行。为此，面向实时通道故障的电力通信网路由优化调整方法研究势在必行。
1电力通信专网概述
电力系统的一大重要构成就是电力通信网，主要服务于电力二次系统。无论是电网调度过程中的自动化，还是后期运行维护管理的智能化，电力通信网络都是其不可或缺的基础。实际上，电力通信网络的运营商通常基于他们的经验来配置通信网络路由，或者仅仅站在通信网络的角度来配置通信网络路由。在评估电力通信网络的可靠性时，不仅应该对电力通信网络本身进行网络分析，还应该考虑通信网络故障对电力系统的影响，这是从未来智能电网双向流通的角度出发的。此外，电力通信网络业务的重要性评估还应考虑其对电力系统的影响。建设电力通信网络的目的是为电力系统服务，因此其最佳配置也应从电力系统的利益出发。
2面向风险均衡的电力通信专网路由优化研究
2.1负载均衡策略
现有文献在负载均衡时更多地从链路的容量占用状态进行分析，忽略了节点的流量处理能力和连通度，随着网络负载量的增加，可能导致节点瓶颈化的速率加快。此外，在建模时均假设每条链路上的容量相同，而电力光纤网络中光缆的类型和纤芯数不尽相同，一般为24/36/48芯。
2.2选择操作
为使选择结果更符合全局最优解，本研究采用最佳保留法和轮盘赌相结合的策略进行选择操作。首先，假设种群数量为N（N=100），将N均分呈两组并比较两组的适应度值，选择适应度值高的一组个体留下。重复操作，直至个体数量为0.25N。其次，对原始种群N进行轮盘赌选择，筛选出符合选择的个体0.75N。最后，将最佳保留发选择留下的个体0.25N与轮盘赌选择留下的个体0.75N进行交叉和变异操作。
2.3跨空间风险传播分析
电力通信专网的发展使电力系统对信息系统的依赖性增加。然而，通信网络的最佳路由并不意味着电力系统的路由是最佳的。此外，电力通信专网不同于普通的公共通信网络，作为电力系统的二次系统其主要目的是确保电力系统的可靠性。电力通信专网作为典型的电力信息物理融合系统，用信息流与能量流来刻画信息系统与电力系统的交互行为。电力系统运行时电力空间的运行状态由物理电网的能量流分布决定，当引入信息系统后会使得原有的监控信号到实际电力设备状态的切换。这些事件的发生使系统从一种状态向另一种状态进行转换，从而影响物理电网的能量流分布。
2.4链路可用率
现有文献将链路可用率设为固定值或随机值，而未考虑光缆的类型和长度，这种假设在电力通信光缆路由网络中不尽合理。在电力通信网中，每条光纤链路的可用率不仅与其所处工作环境有关，还与其长度和类型相关。一般而言，对处于相同环境下单位长度的光纤而言，OPGW光纤的可用率最高，ADSS光纤次之，普通光纤最低。此外，由于其他长度的光纤可以视为单位长度光纤的级联，因此光纤可用率随长度的增加而降低。
2.5实验仿真
设电力通信专网有17个节点，通信链路25条，承载7条业务。其中，17个节点包括中调节点03，500kV枢纽站节点01、05、10、17，550kV区域站02、04、06、08、12、14，220kV变电站节点07、09、11、15、16，地调节点13；7条业务分别是{[1，11]，[1，16]，[2，14]，[2，16]，[3，13]，[4，8]，[5，15]}。已知13~14的中断概率P1=0.344，13~17的中断概率P2=0.214，为使各个指标在同一数量级下进行比较，表中数据根据风险评估模型的第一个指标影响值进行了等比缩放，得到相对影响值。由于在风险跨空间传播机制中，间接影响较小，因此本研究只考虑直接影响，并将跨空间风险影响传递概率H的值确定为1。当链路13~14和13~17都中断时，通过遗传算法，可对业务路径进行重新分配。设定遗传算法的初始指标种群规模为100，染色体长度为7，交叉率Pt为0.9，变异率Pm为0.055，仿真迭代次数为300。通过适应度函数可计算出特性向量w1,w2,w3的值分别是0.85、0.14、0.49，由此可计算出三个向量的权重分别为α=0.57,β=0.097,δ=0.333。
2.6均衡效果评价指标
目前，多数文献用链路负载流量的均值和方差评价均衡程度，这种方法只适用于各链路容量相同的情况。在电力通信网中，连接不同等级站点的不同类型的光缆，其纤芯数不尽相同，进而导致链路容量不尽相同。容量的差异会导致负载流量方差偏大。在各链路容量不同的网络中，负载均衡的效果应是尽可能使各链路负载流量与链路总容量的比例趋于一致。为此，本文引入信息熵的概念定义负载均衡熵来评价均衡效果。
结语
本研究针对电力通信专网故障状态下的业务场景，提出了一种改进的遗传算法业务路由优化路径方法。该方法通过分析信息空间和电力空间两个空间之间的风险传播影响机制以及的风险评估模型，采用最佳保留法和轮盘赌选择策略相结合的改进遗传算法进行业务路由优化。最后，通过仿真实验对比分析轮盘赌策略的遗传算法和本研究提出的算法对整体网络业务的影响风险值，证实本研究提出的算法在影响风险值上有较大程度的减少。由此可以得出结论，本研究提出的算法切实可行。
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