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电力通信网大规模网络故障后的恢复方法研究

郑宏达  
【摘要】:电力通信网的规模和结构日趋庞大和复杂,发生大规模故障后会导致相关电力业务中断,若不能及时修复会产生难以估量的经济损失和危险。但是,大规模的通信网故障修复工作需要大量的人力、物力和时间,修复资源不能在同一时间到达恢复现场。研究行之有效的修复策略,使电力通信网发生大规模故障后可以尽快得到相对最优修复策略,从而使受损电力业务尽快恢复通信,避免电力通信网因为无法快速得到修复而造成更严重的经济损失和危险。本文对解决网络故障恢复方法进行研究,针对如何快速、有效地恢复大规模网络故障后的电力通信网,研究单阶段和多阶段以及快速网络故障恢复方法,以期实现电力通信网大规模故障后快速、有效地恢复业务通信,安全稳定地运行。本文的主要研究内容如下:(1)大规模网络故障单阶段恢复方法。当电力通信网发生大规模故障后,由于能够及时提供的恢复资源较少,即无法立即完全修复受损的网络,也无法使所有受损的电力业务恢复通信,这种情况下需要利用有限的恢复资源有选择性地修复网络中的故障链路,使受损业务恢复通信的数量最大化。本文建立以受损业务恢复数量最大化为目标函数的单阶段恢复模型,并提出一种基于故障链路性价比的近似算法来求解所建数学模型。仿真结果表明,本文所提大规模网络故障单阶段恢复方法所得结果与模型最优值的差距较小,对于电力通信网大规模故障恢复具有较好的适用性。(2)大规模网络故障多阶段恢复方法。随着恢复资源陆续到达现场,恢复工作会全面展开,由于前期的恢复结果会对后期的恢复工作产生影响,因此网络的恢复工作需要分阶段、有的放矢的进行。本文建立以受损业务恢复数量最大化为目标函数的多阶段修复模型,并结合局部最优、基于故障链路性价比算法思想,提出一种多阶段恢复近似算法来求解所建数学模型。仿真结果表明,本文所提大规模网络故障多阶段恢复方法可以选择部分故障链路并合理安排在不同的阶段进行修复,使每个阶段的受损业务数量达到最大,最终实现整个恢复进程中受损业务恢复数量最大化的目的。(3)大规模网络故障快速恢复方法。电力通信网发生大规模故障后,若想恢复所有损毁的电力业务需要消耗大量的恢复资源,而恢复资源的调配同样需要占用大量的时间。为了合理的安排恢复资源的调配工作,缩短整个恢复进程时间,往往需要提前预测出整个恢复进程所需要的最小恢复资源值。针对此问题,本文建立以最小化恢复资源为目标的电力通信网大规模故障后快速恢复模型,并结合单阶段恢复方法提出一种近似算法求解所建数学模型。仿真结果表明,本文所提大规模网络故障快速恢复方法可以通过合理选择需要恢复的故障链路,得到消耗恢复资源最少的近似最优修复方案,从而使所有受损电力业务恢复通信。最后,文章对本文的工作进行了总结和展望,希望随着工作的进一步研究,可以为电力通信网大规模故障后的恢复工作提供更完善的方案。


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