[发明专利]基于移动自组织的灾中配电网通信网络优化恢复方法

权利要求书

1.一种基于移动自组织的灾中配电网通信网络优化恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取配电网中的多元数据；

S2、使用网格法确定在中配电网通信网络状态；

S3、判断配电网通信系统是否需要暂态恢复，并依据判断结果决定配电网通信系统的修复方式；

S4、基于移动自组织网络特性研究配电网通信网络的优化修复方案；

S5、利用网络简化和深度优先遍历的路径搜索算法找出目标下的可行方案集合，对各个可行方案求解，选择其最优结果作为最终的修复方案；

S1中所述多元数据包括：配电网管理信息数据、配电网通信拓扑信息数据、台风信息数据、地理信息数据、无人机勘察信息数据以及应急资源分配状态信息数据；

S2具体包括如下步骤：

S21、以配电网通信拓扑为基础建立边长为a的正方形地理网格，并给各个网格编号，使得配电网通信节点及光纤分布在不同的地理网格中；

S22、将灾中配电网通信网络状态的确定分为三个时刻，即t₁、t₂、t₃三个时刻；随后依据三个时刻的不同特性进行分析处理，缩小S21中的网格范围，最终确定灾中通信网络的状态；

S22具体包括如下步骤：

S221、在t₁时刻下，根据风速大小筛选配电网通信节点及光纤的风险区域；

根据长途通信干线光缆传输系统线路工程设计规范，台风的风速模型建立如下，

其中，V_i表示i点处台风风速；r_i为i点处到台风中心的距离；V_max为台风水平结构内部最大风速；R_max表示台风最大风速半径；当V_i＞25m/s时，视为风险区域；

S222、在t₂时刻下，根据配网管理信息找出S221中风险区域内的问题集合；

S223、在t₃时刻下，根据无人机或人为统计的方式对S222中的问题集合进行判断，最终确定灾中通信网络的状态；

S3具体包括如下步骤：根据指挥调度人员对电力灾害的监测情况判断配电网通信系统是否需要暂态恢复，随后决定配电网通信系统的修复方式；如果能够监测到电力灾损，则不需要对配网通信系统进行暂态恢复；所述暂态恢复是指借助应急通信车恢复配电网通信节点的通信功能，其中，应急通信车每经过一个节点，该节点即刻实现与上层节点的通信，应急通信车离开节点，该节点即刻失去通信；

S4具体包括如下步骤：

S41、建立目标函数，

f₁＝max(minT₁，minT₂，…minT_M)，

其中，T_x为抢修队伍x完成分配任务量的时间，M为抢修队伍数量，N为抢修队伍x所需完成任务总数，t_j为抢修队伍完成第j个通信节点的所需时间，t_G为抢修队伍进行光纤抢修的时间，t₀为抢修队伍正常行驶的时间，I为光纤抢修的路程，s为抢修队伍正常行驶的路程，v_G为光纤抢修路段的行驶速度，v₀为抢修队伍正常行驶的速度；

S42、确定针对配电网通信系统抢修时间短的约束条件，所述约束条件如下，

(1)簇头节点能直接与上层节点通信，其余节点不能直接与上层节点通信，

其中，x_I取值为1代表配电网通信节点I为簇头节点，能够与上层节点实现通信；取值为0代表不能与上层节点直接通信，EPS为应急电源配备情况，配有应急电源取值为1、未配应急电源取值为0；

(2)每个配电网故障通信节点只能分配且必须分配给一个抢修队伍，

其中，x_ik在配电网通信节点i分配给任一抢修队伍j时取值为1，未分配取值为0；

(3)每个配电网通信节点相连的光纤至少有一条正常，

其中，l_ij为第i个通信节点连接的第j根光纤，光纤正常取值为1，光纤断裂取值为0，P为通信节点相连的光纤总数；

(4)修复的任一失效通信节点能够与簇头节点通过光纤实现连接，

其中，x_J为已恢复通信的节点，l_Ji为修复的任一失效节点与恢复通信功能节点间的光纤，光纤正常取值为1，断裂取值为0；

S4还包括如下步骤：

S43、引入应急通信车概念，将目标函数更改为，

f₂＝max{(minT₁，minT₂，…minT_M)，(minT_c1，minT_c2，…minT_cZ)}，

其中，T_cy为应急通信车y完成抢修的时间，Z为应急通信车的数量，s_che为应急通信车走过的路程，v_che为应急通信车的行驶速度；

S44、针对应急通信车经过的节点建立约束条件，

(5)应急通信车每经过一个失效的通信节点，该节点即刻实现与上层节点的通信，应急通信车离开节点，该节点即刻失去通信，

其中，f₂为加入应急通信车后的抢修时间，x_K为失效的配电网通信节点，取值为1代表节点K能够与上层节点实现通信；取值为0代表不能与上层节点直接通信；ECV为应急通信车路径情况，应急通信车经过通信节点取值为1、离开取值为0；

S5具体包括如下步骤：

针对S4中建立的目标函数，利用网络简化和深度优先遍历的路径搜索算法找出目标下的可行方案集合，对各个可行方案求解其抢修时长，选择其最优结果作为最终的修复方案，并以此方案修复配电网通信网络。