山東大學馬丕明獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉山東大學申請的專利一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116599889B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-22發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310628340.8,技術領域涉及:H04L45/02;該發明授權一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法是由馬丕明;劉曉龍;張文勝設計研發完成,并于2023-05-29向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法,包括:輸入實際網絡拓撲、交換節點和光纜鏈路的相關參數;直接確定各業務的第一路由和第二路由;采用基于優先權的編碼方式,進行染色體的編碼;隨機生成初始種群,設置最大遺傳代數;根據最大遺傳代數,對種群進行多輪選擇、交叉和變異操作;遺傳算法迭代結束后,選擇當前種群中最優個體的染色體,經過解碼得到各業務的第三路由。本發明能夠滿足繼電保護業務路由規劃的“雙保護三路由”要求,并在滿足繼電保護業務時延約束的前提下,降低所有業務的總傳輸時延。本發明能夠有效地均衡光纜鏈路的負載,提高繼電保護業務傳輸的可靠性。
本發明授權一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法在權利要求書中公布了:1.一種基于遺傳算法的繼電保護專網路由規劃方法,其特征在于,包括: 步驟1:輸入實際網絡拓撲、交換節點和光纜鏈路的相關參數; 步驟1中,在實際網絡拓撲中,將交換節點間兩條光纜鏈路等效為一條光纜鏈路,得到等效網絡拓撲G=V,E,其中,V={vi,i∈Λ}為交換節點集合,Λ={1,2,...,N},N為節點數量,E={eij|ij,vi與vj之間存在等效鏈路}為等效鏈路集合,K=|E|為等效鏈路數; 交換節點和光纜鏈路的相關參數包括:交換節點vi的數據處理轉發時延tvvi,光纜鏈路eij的長度leij、帶寬容量feij和承載業務數量beij; 繼電保護業務數量與等效鏈路數相等,所有繼電保護業務組成業務集合S={sk,k∈Π},其中Π={1,2,...,K},繼電保護業務的時延要求和帶寬需求分別為τ和ω; 步驟2:直接確定各繼電保護業務的第一路由和第二路由; 步驟3:采用基于優先權的編碼方式,進行染色體的編碼; 步驟4:隨機生成大小為Q的初始種群作為親本種群,設置最大遺傳代數; 步驟5:計算親本種群中個體的適應度F; 步驟6:對親本種群進行二元錦標賽選擇操作,得到種群大小為Q2的新種群; 步驟7:對新種群中的染色體進行交叉操作,將種群大小擴大到Q; 步驟8:根據變異概率對新種群中的染色體進行變異操作; 步驟9:將親本種群中適應度F最小的個體替換新種群的第一個個體,從而保留最優個體,得到種群大小為Q的后代種群; 步驟10:判斷后代種群中種群代數是否達到最大遺傳代數,未達到,將后代種群作為親本種群,轉向步驟6,否則,迭代結束,選擇當前后代種群中最優個體的染色體,經過解碼得到各繼電保護業務的第三路由; 步驟5中,個體的適應度函數F的計算步驟如下: 步驟501:計算單個業務sk的傳輸時延; 計算業務路由的中間交換節點轉發處理時延t1k,如式I所示: 計算光纜鏈路傳輸時延t2k,如式II所示: 式I、式II中,為該業務路由的中間交換節點集合,Ek為該業務路由的光纜鏈路集合,c為光速,r為光纜纖芯的折射率; 計算業務sk的傳輸時延tk,如式III所示: tk=t1k+t2kIII 步驟502:對所有業務的傳輸時延求和,得到所有業務的總傳輸時延T; 步驟503:計算等效鏈路承載業務數的方差B,如式IV所示: 式IV中,為等效鏈路承載業務數的均值; 步驟504:對T和B進行歸一化,得到和如式V、式VI所示: 式V、式VI中,Tmax和Tmin分別為不同路由規劃方案中T的最大值和最小值,Bmax和Bmin分別為不同路由規劃方案中B的最大值和最小值; 步驟505:求取適應度函數F,如式VII所示: 式VII中,α為均衡因子; 步驟506:通過式VIII、式IX判斷各路由方案是否滿足業務時延約束和鏈路帶寬約束; tk≤τ,k∈ΠVIII beij·ω≤feij,eij∈EIX 其中,ω是指帶寬需求; 如果個體對應的路由方案不滿足業務時延約束即式VIII,或個體對應的路由方案不滿足鏈路帶寬約束即式IX,將其適應度F設置為種群中個體適應度的最大值,否則,不作變動。
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