一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法技術

一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法，涉及電力通信傳輸網可靠性檢測技術領域，其特征在于：包括以下步驟，建立網絡節點的狀態模型、建立參數模型、建立網絡拓撲模型、建立流生成模型、建立節點傳輸模型。本發明專利技術操作方便、效率高、方法可靠。

【技術實現步驟摘要】
一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法
：本專利技術涉及電力通信傳輸網可靠性檢測
，具體涉及一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法。
技術介紹
：隨著智能電網的快速發展，電力系統間的信息交互日趨頻繁，電力通信傳輸網[2]將承載越來越多的控制、自動化等業務。這些業務對電網運行數據的實時性具有較高要求，需要準確掌握傳輸時間的變化規律并實施有效控制，使網絡傳輸時間成為考察傳輸網可靠性的重要指標。電力系統網絡傳輸時間的變化規律需要從大量測試結果中分析得出，但是，電網安全穩定原則又不允許在運行的電網中進行大量的數據實驗。此外，飛速發展的智能電網呈現出結構復雜、設備數量眾多、數據傳遞量大的特點，導致電力數據傳輸時間的可靠性分析變得更加困難。因此，需要研究電力通信傳輸時間可靠性的測量技術，對數據傳輸活動進行模擬，以此研究其變化規律，對于提升網絡可靠性具有重要意義。測量仿真是網絡傳輸時間可靠性研究的一種主要方法。離散事件模型可以用來模擬網絡信息傳輸活動，并評估網絡傳輸時間的可靠性。離散事件模型可以被視為一個網絡系統的一系列隨機過程，發生在各隨機時間點的各種事件的結果用狀態變化表示。大多數的網絡可靠性研究只集中在二態網絡系統上，即只有兩個狀態:工作或故障。然而，在許多實際的網絡系統中，節點存在兩個以上的狀態，除工作狀態和故障狀態之外還有一些中間狀態。因此，在多狀態節點的網絡中，研究網絡傳輸時間的可靠性更具有現實意義。然而，如何建立多狀態節點的網絡模型，并有效體現數據在網絡中的傳輸過程，成為技術研究難點。為此，我們結合電力系統實際情況，提出了一種多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量模型，不僅考慮到更多的節點狀態，并且對節點狀態之間的轉換、數據包的傳輸活動過程進行了描述，使得網絡傳輸時間可靠性分析更加精確有效。為了解現有技術的發展狀況，對已有的論文和專利進行了檢索、比較和分析，篩選出如下與本專利技術相關度比較高的技術信息：已有技術方案1:專利號為CN103501248A的《確定電力通信網絡可靠性的方法、裝置及應用方法》專利，屬于計算機網絡領域，尤其涉及一種基于無向圖的采用誤差可控的因子分解算法。該專利技術提供了一種確定電力通信網絡可靠性的方法、裝置及應用方法，將電力通信網絡抽象為節點和邊均可能失效的無向圖；確定無向圖中的源點集合和匯點集合，其中源點集合中包括作為受控站的節點，匯點集合中包括作為區控中心的節點；將電力通信網絡的無向圖轉化為多個實例，各實例為源點集合中其中一個節點s至匯點集合中的區控中心的無向圖，采用誤差可控的因子分解算法分別確定各實例的不連通概率；將各實例的不連通概率求平方和得到所述電力通信網絡的不連通概率和，所述不連通概率和越高，所述電力通信網絡的可靠性越低，計算出的不連通概率和越低，所述電力通信網絡的可靠性越高。已有技術方案2:專利號為CN102801568A的《網絡可靠性動態評估的方法和裝置》專利，屬于網絡拓撲動態規劃領域，尤其涉及利用網絡路徑函數OBDD和基于OBDD的動態評估算法來評估網絡可靠性。該專利技術為網絡可靠性動態評估的方法和裝置，本法步驟為：I捕獲網絡拓撲信息；II判斷是否第一次評估，是則執行III，否則執行VI；III確定待評估網絡的源點、目的節點；獲取網絡故障數據并建庫；得網絡路徑函數OBDD，并用基于OBDD的邊擴展算法評估網絡可靠性，進入；找到網絡拓撲信息的變化；獲取新增故障數據，并入庫；用上一次評估時得到的網絡路徑函數OBDD和基于OBDD的動態評估算法，評估網絡可靠性；輸出網絡可靠性評估結果和評估建議。本裝置包括拓撲分析單元、故障數據獲取單元和可靠性動態評估單元。本專利技術適應動態變化的網絡，快速高效地精確評估網絡的可靠性；避免重復計算、效率提高。適用多種網絡系統。已有技術方案3:專利號為CN105469317A的《一種電力通信網絡可靠性分析方法》專利，屬于計算機網絡矩陣領域，尤其涉及一種運用矩陣描述電力通信網絡拓撲并用鏈路失效矩陣來解決故障的方法。該專利技術提出了一種運用矩陣法描述電力通信網絡業務拓撲，當網絡業務拓撲發生失效時，生成鏈路失效矩陣；通過判斷業務通道是否存在，分析失效鏈路的影響范圍；確定系統的關鍵部件，獲取關鍵部件失效集合；對所述關鍵部件失效集合進行優化，獲取最小負載業務通道；為電力通信網絡可靠性評價提供了一種新的思維方法，其過程僅需要表示網絡矩陣的存儲空間，簡單有效地解決了電力通信網絡拓撲復雜度高，所需存儲空間大，計算不便等問題。已有技術方案1提出了一種基于無向圖，利用各實例不連通概率和來確定電力通信網可靠性的方法，將電力通信網抽象為節點和邊均可能失效的無向圖，確定無向圖中的源點和匯點集合，其中源點集合包括作為受控點的節點，匯點集合包括作為區控中心的節點，之后將電力通信網絡的無向圖轉化為多個實例，采用誤差可控的因子分解算法分別確定各實例的不連通概率，將各實例的不連通概率求平方和得到不連通概率和，通過不連通概率和來確定電力通信網絡的可靠性。但該方法需要確定網絡中所有實例的不連通概率，計算不連通概率算式復雜，計算復雜度高。已有技術方案2提出了一種利用網絡路徑函數OBDD和基于OBDD的動態評估算法來動態評估網絡可靠性的方法，通過對每次捕獲的網絡拓撲信息和上一次進行網絡可靠性評估得到的拓撲信息進行比較，發現拓撲信息的變化后將新增加的節點和鏈路故障數據加入到故障數據庫，最后利用上一次評估時得到的網絡路徑函數OBDD和基于OBDD的動態評估算法，評估網絡可靠性。該方案改進了對靜態網絡可靠性進行精確評估的OBDD邊擴展算法，能夠對網絡進行動態評估，但OBDD其義為有序二叉決策圖，只能考慮網絡節點的兩種狀態，而不能表示網絡節點的一些中間狀態。已有技術方案3提出了一種運用矩陣描述電力通信網絡拓撲，利用鏈路失效矩陣來評價網絡可靠性的方法，通過及時采集失效信息，可以對失效引起的業務全局變化及時反映，并可以判斷在給定失效模式下，業務是否受影響及影響范圍，并最終確定失效模式。該方案解決了用圖表示電力通信網絡拓撲復雜度高，所需存儲空間大，計算不便等問題，但若存在多個失效時，需要循環計算并生成鏈路失效矩陣，對于同一時刻發生的多個失效來講，效率過低。
技術實現思路
：本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有的技術缺陷提供一種操作方便、效率高、方法可靠的一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法。本專利技術所要解決的技術問題采用以下的技術方案來實現：一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟一、建立網絡節點的狀態模型：網絡可靠性研究的網絡節點的狀態模型只包含兩個狀態:工作或故障，然而，在實際的網絡系統中，會有兩個或者兩個以上的狀態，在網絡運行期間，各個組件狀態受硬件故障、軟件錯誤、擁塞等因素的影響；設多狀態網絡的節點集合為。對于任何節點vi，用Sij表示節點狀態，狀態個數為hi，即j＝1,…,hi；Si＝{si1,si2,…,sij,…}(1)式中，Si為狀態集合。狀態si1代表物理故障狀態，而Sihi代表功能正常狀態；在網絡運行過程中，節點的狀態將不斷變化，為了模擬這個節點狀態的變化過程，定義隨機變量Ti：Ti,i＝1,…,n(2)Ti代表節點vi狀態改變的時間間隔本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟一、建立網絡節點的狀態模型：網絡可靠性研究的網絡節點的狀態模型只包含兩個狀態:工作或故障，然而，在實際的網絡系統中，會有兩個或者兩個以上的狀態，在網絡運行期間，各個組件狀態受硬件故障、軟件錯誤、擁塞等因素的影響；設多狀態網絡的節點集合為。對于任何節點v

【技術特征摘要】
1.一種基于多狀態網絡的傳輸時間可靠性測量的方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟一、建立網絡節點的狀態模型：網絡可靠性研究的網絡節點的狀態模型只包含兩個狀態:工作或故障，然而，在實際的網絡系統中，會有兩個或者兩個以上的狀態，在網絡運行期間，各個組件狀態受硬件故障、軟件錯誤、擁塞等因素的影響；設多狀態網絡的節點集合為。對于任何節點vi，用Sij表示節點狀態，狀態個數為hi，即j＝1,…,hi；Si＝{si1,si2,…,sij,…}(1)式中，Si為狀態集合。狀態si1代表物理故障狀態，而Sihi代表功能正常狀態；在網絡運行過程中，節點的狀態將不斷變化，為了模擬這個節點狀態的變化過程，定義隨機變量Ti：Ti,i＝1,…,n(2)Ti代表節點vi狀態改變的時間間隔，可以通過下述方法生成隨機數：xi＝(xi-1×a+c)modM(3)這些隨機數可以表達節點vi狀態變化的時間，其中a,c,M為常數；步驟二、建立參數模型：tk,m表示第k個數據包沿路徑Pm從起始節點到目的節點傳輸時間，表示為式中，Pm表示數據包通過的節點集合，TPi表示傳輸時間，TW表示等待時間，假設每個路徑段的傳輸時間是相同的，整個網絡的平均傳輸是Np是網路中的路徑數，Nm是路徑Pm上的數據包數量，傳輸時間可靠性定義為：Tmax表示數據包的最大允許傳輸時間，表示傳輸時間不超過Tmax的數據包數量，NS代表數據包的總數；步驟三、建立網絡拓撲模型：網絡拓撲模型描述了網絡節點之間的連接關系，表示為鄰接矩陣的形式，設G(N,E,S)表示一個從源點到目的節點的網絡，N表示節點集合，E表示邊的集合，S＝{Si|i＝1,...,n}表示節點的可能狀態節點，網絡拓撲的鄰接矩陣是一個n×n矩陣，E(G)＝(eij)，其中，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李敏，許振飛，許崇志，年安君，王潔，徐曉明，何海濤，張友，馬曙光，易飛，楊志千，劉會昌，嚴軍，王宇彥，
申請(專利權)人：李敏，國網安徽省電力公司蚌埠供電公司，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34