【摘要】：電力通信網(wǎng)作為智能電網(wǎng)系統(tǒng)安全可靠運行的基礎網(wǎng)絡,必須保證其可靠性,改善其脆弱性,如果通信網(wǎng)中的設備發(fā)生故障,可能會導致整個網(wǎng)絡系統(tǒng)不能正常運轉。因此,需要采取可靠的策略來改善電力通信網(wǎng)的脆弱性,以實現(xiàn)電力通信網(wǎng)的高效可靠運行。至今為止,對電力通信網(wǎng)脆弱性的改善主要從兩個方面考慮。一方面是基于網(wǎng)絡的拓撲結構層面,通過相應的策略來改善整個網(wǎng)絡的拓撲,從而達到改善網(wǎng)絡的脆弱性的目的;另一方面基于業(yè)務和路由優(yōu)化層面,采取可靠的路由優(yōu)化策略對業(yè)務進行合理的分配,以避免網(wǎng)絡發(fā)生擁塞,造成網(wǎng)絡的癱瘓。本文基于復雜網(wǎng)絡理論知識,將電力通信網(wǎng)采取相應的原則進行抽象簡化,以便于對網(wǎng)絡的性能進行分析并加以優(yōu)化,驗證優(yōu)化策略的有效性。首先,本文通過對復雜網(wǎng)絡的典型模型和網(wǎng)絡特征參數(shù)進行詳細介紹,基于復雜網(wǎng)絡理論采取一定的內部準則對電力通信網(wǎng)的物理模型加以構建;然后,基于網(wǎng)絡拓撲層面提出了一種綜合考慮節(jié)點KPI指標以及考慮節(jié)點的介數(shù)性能進行加邊的LD_CA加邊策略,通過對比RA、LDA、LD_CA三種不同的擴容策略下網(wǎng)絡的性能,凸顯出LD_CA策略在改善網(wǎng)絡脆弱性方面所具有的優(yōu)勢;最后基于路由層面提出一種高效的路由優(yōu)化策略—Off_hub路由策略,該策略不同于傳統(tǒng)的路由策略易造成網(wǎng)絡中的關鍵節(jié)點發(fā)生信息過載,造成網(wǎng)絡擁塞的風險,Off_hub路由策略在進行路由選擇時根據(jù)網(wǎng)絡實時狀況,避免過多的業(yè)務信息流經網(wǎng)絡中的關鍵節(jié)點,以至于造成網(wǎng)絡擁塞。最終仿真結果表明LD_CA策略和Off_hub路由策略相結合,既能改善網(wǎng)絡的脆弱性,在電力通信網(wǎng)發(fā)生節(jié)點隨機失效和特定區(qū)域攻擊時,網(wǎng)絡依然能保持一定的連通性,又能提高網(wǎng)絡的容量,避免發(fā)生網(wǎng)絡擁塞。本文所提出的優(yōu)化策略,可以為未來的電力通信網(wǎng)規(guī)劃提供依據(jù),以更優(yōu)的方式實現(xiàn)對電力通網(wǎng)的升級改造。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN915.853;O157.5
【圖文】：

Ｗａｔｔｓ和Ｓｔｒｏｇｔｚ提出的小世界網(wǎng)絡模型就是有的小世界特性的基礎上構建的。ＷＳ小世界網(wǎng)絡的前身上，在引入新的邊時，以一定的概率進行隨機化重連得次新加入連邊時，保證每條邊對應的一個節(jié)點不變，并節(jié)點進行連接［２５］，同時保證所連接的邊不會出現(xiàn)重復。但能會影響網(wǎng)絡的連通性，導致網(wǎng)絡中的部分節(jié)點成為為解決這一問題，后來Ｎｅｗｍａｎ和Ｗａｔｔｓ提出了邋ＮＷ型采取某一節(jié)點固定不變的隨機連邊方式，ＮＷ小世界模規(guī)則網(wǎng)絡的基礎上以某一概率隨機化加邊，即隨機的選增加一條邊，同時也要保證加邊的過程中不會出現(xiàn)重連。小世界網(wǎng)絡模型，通過ＭＡＴＬＡＢ仿真對網(wǎng)絡的性能進行涉及到的網(wǎng)絡性能參數(shù)包括網(wǎng)絡的平均路徑長度和聚類系的特征。以規(guī)則網(wǎng)絡中的最近鄰耦合網(wǎng)絡為代表，對比分區(qū)別。為了更清晰的看到小世界網(wǎng)絡的結構特征，在進構造適合Ｐａｊｅｋ的數(shù)據(jù)采�。校幔辏澹胲浖嬀W(wǎng)絡圖。逡逑

b\0逡逑圖２－２邋ＮＷ小世界網(wǎng)絡逡逑圖２－１和圖２－２分別是在規(guī)則網(wǎng)絡基礎上構建的ＷＳ和ＮＷ小世界模型，最近逡逑鄰耦合網(wǎng)絡中選取網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)均為６０，為方便看出網(wǎng)絡的規(guī)則性，將這６０個節(jié)點逡逑分布在一個圓上，小世界網(wǎng)絡則是在該最近鄰耦合網(wǎng)絡基礎上進行加入新的節(jié)點，逡逑在引入新的邊時隨機化連接得到的。從網(wǎng)絡的結構圖上看，ＷＳ和ＮＷ小世界網(wǎng)絡逡逑中任意兩個節(jié)點之間的距離都是比較小的，可推知網(wǎng)絡的平均路徑長度也是比較小，逡逑這也將在下面的仿真結果中得以驗證。逡逑圖２－３是最近鄰耦合網(wǎng)絡、ＷＳ和ＮＷ小世界網(wǎng)絡的平均路徑長度對比圖。通逡逑過對比可以看出，ＷＳ和ＮＷ小世界網(wǎng)絡的平均路徑長度明顯低于最近鄰耦合網(wǎng)絡，逡逑ＷＳ小世界網(wǎng)絡是在最近鄰耦合網(wǎng)絡基礎上，在引入新的邊時，以一定的概率進行逡逑隨機化重連得到的。在經過隨機重連后得到的網(wǎng)絡大大降低了網(wǎng)絡的平均路徑長度，逡逑ＮＷ小世界網(wǎng)絡的隨機重連特性是完全隨機的

圖２－２邋ＮＷ小世界網(wǎng)絡逡逑圖２－２分別是在規(guī)則網(wǎng)絡基礎上構建的ＷＳ和ＮＷ小世界模型選取網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)均為６０，為方便看出網(wǎng)絡的規(guī)則性，將這６０上，小世界網(wǎng)絡則是在該最近鄰耦合網(wǎng)絡基礎上進行加入新時隨機化連接得到的。從網(wǎng)絡的結構圖上看，ＷＳ和ＮＷ小世點之間的距離都是比較小的，可推知網(wǎng)絡的平均路徑長度也是的仿真結果中得以驗證。逡逑最近鄰耦合網(wǎng)絡、ＷＳ和ＮＷ小世界網(wǎng)絡的平均路徑長度對比出，ＷＳ和ＮＷ小世界網(wǎng)絡的平均路徑長度明顯低于最近鄰耦絡是在最近鄰耦合網(wǎng)絡基礎上，在引入新的邊時，以一定的概到的。在經過隨機重連后得到的網(wǎng)絡大大降低了網(wǎng)絡的平均路絡的隨機重連特性是完全隨機的，所連新邊的兩個節(jié)點都是隨以其平均路徑長度相比于ＷＳ小世界網(wǎng)絡進一步的減小。小世說明處于小世界網(wǎng)絡中的任意兩個節(jié)點之間想要進行通信交較少的中間節(jié)點就可以實現(xiàn)。逡逑１１－１逡逑■邋ＷＳ逡逑

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