[发明专利]一种基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复杂网络理论中社团结构探索的方法，特别是一种基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法。

背景技术

复杂网络中的社团结构是许多现实复杂网络普遍具有的一个结构特征，准确、快速地完成社团结构探索具有广泛而重要的实际意义。电力通信网络作为电力系统专网，是电力系统中不可缺少的重要组成部分，随着通信技术的发展，电力通信网络承载的业务越来越多，规模也是越来越大，对网络中重要节点的管理、维护和保护也是非常必要的。目前，虽然传输设备形成了物理环网结构，但没有形成逻辑上的环网，当电网建设工程密集、运行方式变化多样的时候，不能充分发挥通信网络保护机制和功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法，以更好地管理、维护、保护电力通信网络的运行和发展。

本发明的目的是这样实现的：一种基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法，其特征在于包含以下方法及步骤：

1、根据电力通信网络的业务类型和特征参数，将电力通信网络抽象为复杂网络，基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法确定电力通信网络的关键节点、关键连边；

2、将节点i的度k_i定义为与该节点连接的其他节点的数目，或者定义为与节点i相连接的边的数目；

3、确定网络中每个节点的度值，提取网络中的所有极大完全子图；

4、按照公式将两个以上的极大完全子图合并为一个更大的子图，其中：N_M表示两个极大完全子图的节点总数,N_O表示两个极大完全子图公共节点的数目，如果成立，则两个极大完全子图合并为一个更大子图，否则，两个极大完全子图不进行合并；

5、重复步骤4，直至没有更大子图产生；

6、按照公式计算节点与子图的亲密度，确定孤立节点的归属，其中，M_e为节点与某一个子图连接的边数，k_i为节点的度值。

本发明将网络社团结构理论运用于电力通信网络的管理及维护，能极大提高管理维护的科学性、规范性和效率，尤其是对于超大规模、超复杂结构的智能电网电力通信网络的管理，能起到化繁为简、提高效率的效果。

附图说明

图1是本发明的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步详述：

首先，要根据实际电力通信网络的业务类型和特征参数，将电力网络抽象为具复杂网络，基于社团结构的电力通信网络安全性分析方法确定电力通信网络的关键节点、关键连边。节点是图最基本、重要的构成元素。若子图中每个节点之间都恰有一条边，且任意两个节点都是相连的，将这样的全连通子图称为极大完全子图。每个极大完全子图不能包含于其他极大完全子图中。在复杂网络理论中，一般认为极大完全子图中所有节点都属于同一个社团。若某个节点同时属于两个极大完全子图，则这个节点就是重叠节点。

在无向网络中，节点度是描述单独节点简单而又重要的属性。节点i的度k_i定义为与该节点连接的其他节点的数目，或者说与节点i相连接的边的数目。在不同的网络中，节点度有不同的含义，但是从直观上看，一个节点的度值越大就意味着这个节点在某种程度上在网络中的越“重要”。

本方法由三部分构成：第一部分是提取复杂网络中所有的极大完全子图；第二部分是合并相邻的极大完全子图并得到更大的社团，并判断任意两个社团之间是否有重叠节点；第三部分是处理不属于某个社团的孤立节点，实现电力网络中社团结构的探索。

为了判断某一个节点的归属问题，提出亲密度概念，定义如下：

其中，M_e为节点与某一个子图连接的边数，k_i为节点的度值。若节点与某一个子图的亲密度IND＞0.5，则节点属于这个子图。若某一个节点同时属于多个子图，节点与哪个子图的亲密度最大，则节点属于哪个子图；若某一个节点同时属于多个子图，且亲密度都相同，则节点为重叠节点。

如图所示，本发明的算法步骤如下：

1)计算电力网络中每个节点的度值；

2)提取电力网络中的所有极大完全子图；

3)极大完全子图：N_M表示两个极大完全子图的节点总数,N_O表示两个极大完全子图公共节点的数目，如果成立，则两个极大完全子图合并为一个更大子图；否则，两个极大完全子图不进行合并；

4)重复步骤3，直到没有更大子图产生；

5)孤立节点的归属：计算亲密度IND，根据亲密度判断孤立节点的归属问题。