[发明专利]一种光纤通信网地理灾难抗毁性评估方法

权利要求书

1.一种光纤通信网地理灾难抗毁性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1用平面图形表示真实地理位置分布的光纤通信网，所述S1具体通过以下方法实现：

S11用无向图G的每个顶点表示光纤通信网的节点，以顶点u、v为端点的边φ_G(e)＝(uv)表示光缆的链路；

S12用邻接矩阵A＝(a_ij)_n×n来表示网络中各节点连接情况，其中n代表网络节点总数，若节点i和节点j直接连接，且其路径长度为num，则a_ij＝a_ji＝num，否则a_ij＝a_ji＝∞，令所有的a_ii等于0；

S13对邻接矩阵采用如下公式进行归一化处理，最终获得光线通信网的平面图形，

于公式(1)中x_i表示第i个节点容量的归一化值，x_max表示网络拓扑中节点容量最大值，x_min表示网络拓扑中节点容量最小值；

S2将真实的光纤通信网嵌入到平面图形中，建立光纤通信网的图论模型，所述S2具体按照以下方法实现：

S21将光线通信网平面图形的节点和图论中的顶点相对应，将光线通信网中的链路与图论中的边相对应，获得光纤通信网地理分布拓扑图；

S22对光纤通信网地理分布拓扑图的节点进行编号，确定每个节点的坐标，利用邻接矩阵对光缆的长度、节点度和节点连接的连通性进行建模，获得光纤通信网的图论模型；

S3计算抗毁性评估指标及抗毁性评估指标权重，具体按照以下方式求得：

对无保护机制下光纤通信网的抗毁性进行评价，所述S3具体按照以下方法实现：

S31计算两节点最短路径与地震风险无关的概率P_ai，具体按如下公式进行计算：

于公式(2)中，a和i为不相邻的节点，m为该两个节点进行通信时，经过最短路径的链路段数，P(k)为第k段链路的地震风险概率；

S32由于一次通信时的容量不会超过路径中任意一个节点的容量，所以以该路径中各个节点中的最小容量作为最短路径时的通信容量；

S33按如下公式进行节点通信效能E_a的计算：

于公式(3)中，a为当前需要计算的节点，M为光纤通信网节点数-1，e_ai为a节点到i节点之间的最短路径上的最大通信带宽容量，P_ai表示节点a到节点i的与地震风险无关的概率；

S34按如下公式计算节点介数：

于公式(4)中，N_jk(i)为任意两节点j和k之间最短路径经过节点i的条数，N_jk为j和k之间的所有最短路径的条数；

对保护机制下光纤通信网的抗毁性进行评价，所述S3具体按照以下方法实现：

S31计算两节点最短路径与地震风险无关的概率P_ai，具体按如下公式进行计算：

于公式(5)中，a和i为不相邻的节点，m为该两个节点进行通信时，经过最短路径的链路段数，P(k)为第k段链路的的地震风险概率；

S32当节点的当前通信路径遭遇破坏时，自动触发节点寻找另一条路径进行通信，在计算出遭遇地震风险后，修正后节点a的通信效能E_a1：

于公式(6)中，M1为通信网络的节点数，e_ai1为a节点到i节点之间最短路径的最大通信容量，P_ai1由公式(5)求得，其为a节点到i节点之间最短路径的与地震风险无关的概率，e_ai2为在遭遇地震风险后，a节点到i节点之间最短路径的最大通信容量，P_ai2由公式(5)求得，其为在遭遇地震风险后，a节点到i节点之间最短路径的与地震风险无关的概率；

S33计算修正后的节点介数B_a：

B_a＝P_a×B_a1+(1-P_a)×B_a2 (7)，

于公式(7)中，B_a1为节点a的最短路径的节点介数，B_a2为节点a在遭遇地震后最短路径的节点介数，B_a1、B_a2分别由公式(4)求得，P_a为节点a所在地与地震风险无关的概率，由公式(5)求得；

S4确定抗毁性程度，所述S4中的抗毁性程度按如下公式进行计算：

于公式(8)中，当在无保护机制下，E_i由公式(3)求得，其为节点a的通信效能，B_i由公式(4)求得，其为节点a的介数；当在有保护机制下，E_i由公式(6)求得，其为修正后节点a的通信效能，B_i由公式(7)求得，其为修正后节点a的介数。