基于随机网络演算的电力通信网风险智能评估方法与流程

本发明涉及电力通信网风险评估方法，一种基于随机网络演算的电力通信网风险智能评估方法。

背景技术：

1、随着电力系统信息化、智能化发展，对电力系统安全性和稳定性的要求越来越高。电力通信网风险评估是电力系统运行重要的一环，其保障了电力系统网络安全以及电力系统可靠性和用户的安全，建立一种智能精确的风险评估方法对电力系统稳定运行至关重要。

2、然而，传统的电力通信网风险评估，仅仅考虑网络节点或链路在风险事故发生时对业务的影响，将电力通信网建模成确定网络，带来了两方面的问题：首先，不能考虑电力通信网络的随机性和网络波动，使得风险评估结果与实际风险事故结果不符。其次，由于将电力通信网建模成确定网络，所以不能结合多种性能指标对电力通信网的风险进行综合评估，考虑因素和指标单一，评估精确度差。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，更好地刻画电力通信网中的随机性和不确定性，提高风险智能评估的准确性和可靠性。提出一种基于随机网络演算的电力通信网风险智能评估方法，该方法可以将电力通信网建模成随机网络，利用随机网络演算计算网络性能指标如时延、数据积压等参数的违约概率，结合业务风险事件发生的概率以及重要度实现考虑网络随机性波动的风险评估。

2、本发明实施例提供了如下技术方案：

3、基于随机网络演算的电力通信网风险智能评估方法，包括如下步骤：

4、步骤a，根据电力通信网的拓扑结构和节点的功能，将电力通信网建模为随机网络；

5、步骤b，根据电力通信网的业务需求和流量特征，确定网络中链路参数以及节点参数；

6、步骤c，采用随机网络演算对网络进行性能分析，计算时延、数据积压性能参数的违约概率边界；

7、步骤d，分析网络中可能发生的风险事件对网络性能的影响，计算其发生的概率和损失程度，发生事故时进行风险智能评估，给出风险等级和风险控制建议。

8、其中，步骤a具体包括：

9、a1，根据电力通信网的拓扑结构和节点的功能，将电力通信网建模为一个随机网络g(n,l,p)模型，其中n＝{ni}是网络节点集，l＝{li}是网络链路集，p＝{pi}是节点之间连接的概率；

10、a2，根据电力通信网业务的需求，将电力通信网业务建模为b(m,w)，其中m＝{mi}是业务集，wm＝{wmi}是业务重要度集；

11、a3，确定业务重要度指标，定义为当业务发生故障时对电力通信网运行性能的影响程度，使用层次分析法计算出业务集m对应的业务重要度wm：

12、构建判断矩阵a＝{ai,j}，其中ai,j表示业务mi相对于业务mj的重要性比较值，其值由专家进行打分得出，尺度为(0,9]。重要性比较值小于1表示业务mi相对于业务mj次重要；重要性比较值等于1表示相同重要，重要性等于9表示显著重要。

13、通过判断矩阵a计算业务mi重要性比值的算数平均归一化得到每一个业务的权重：

14、

15、其中，n为业务类型总数。

16、其中，步骤b具体包括：

17、b1，定义电力通信网链路权重wl＝{wli},表示链路l对网络的影响程度，第i条链路权重表示为：

18、

19、其中，j表示链路li上总业务运行数量，nij表示链路li上运行的第j业务类，wj表示第j业务类的业务重要度；

20、b2，对每条链路进行性能分析，确定带宽、时延、丢包率参数，链路li带宽表示为bi、时延表示为τi、丢包率表示为ηi；

21、b3，依据链路重要度计算节点重要度，节点ni的节点重要度表示为wni：

22、

23、其中，ui表示与节点ni相连的所有链路集。

24、b4，对每个节点进行性能分析，确定节点处理能力、故障率参数，节点ni的处理能力表示为节点吞吐量ti，故障率表示为γi。

25、其中，步骤c具体包括：

26、c1，将业务数据包到达过程拟合为泊松分布，定义d(t0,t)表示时间(t0,t)内数据包总到达量，则d(t0,t)服从分布：

27、

28、其中，ρ为数据包平均到达率，节点ni的数据包到达率ρi表示为ρi＝ti×γi，则

29、若数据包大小恒为α，则累计到达过程表示为：

30、a(t)＝d(t)α

31、c2，定义x(t0,t)(t＞t0)为二元随机过程，定义网络演算矩母函数：

32、

33、其中，θ≥0表示任意参数。

34、则到达过程a(t)网络演算矩母函数表示为：

35、

36、c2，利用随机网络演算计算过程拟合业务服务过程s(t)

37、s(t)＝s1(t)+s2(t)

38、其中，s1(t)表示数据传输过程通信服务过程，计算出s1(t)矩母函数s2(t)表示数据包计算过程计算服务，计算出s2(t)矩母函数

39、

40、c3，根据s1(t)、s2(t)分别计算出业务时延τ、数据积压b违约概率边界ετ、εb：

41、

42、其中，

43、其中，步骤d具体包括：

44、d1，分析网络不同状态下可能发生的风险事件有节点故障、链路中断、攻击入侵、网络拥塞，定义风险事件集v＝{vi}；

45、d2，根据统计数据计算风险事件的发生概率pv：

46、

47、其中，num(vi)表示不同状态下的风险事件vi的统计次数，num(v)表示所有风险事件集合v发生的统计次数。

48、d3,分析其对网络性能的影响计算风险事件vi对应的网络损失

49、

50、d4，对风险事件对应的网络损失进行排序，当事故发生时对网络进行风险智能评估，给出风险等级和风险控制建议：

51、将风险事件vi，与对应的网络损失按照网络损失降序排列并给出风险等级。网络损失最高的风险事件等级为1，次高为2，以此类推。当网络发生故障时，根据当前状态下统计概率给出概率最高的风险事件vi，以及对应的风险等级和风险控制经验，其中风险控制经验由专家提前给出。

52、与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

53、本发明将电力通信网建模成随机网络，利用随机网络演算计算网络性能指标如时延、数据积压等参数的违约概率，更好地刻画电力通信网中的随机性和不确定性，实现考虑网络随机性波动的风险评估。

1.基于随机网络演算的电力通信网风险智能评估方法，包括如下步骤：