電網應急通信的業務調度方法與系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種電網應急通信的業務調度方法與系統，網間通信采用集中式調度，網內通信采用分布式調度，在自組織通信模式下，對于需經過多跳經基站的網間通信業務，集中式調度比分布式調度更具優勢，因為集中式調度的協商時間比分布式少。而對于網內通信業務，如對于網內距離較近節點間的通信，分布式協商時間少，分布式調度更具優勢，因此，對于網內通信業務采用分布式調度，以減輕基站的負擔，確保實時業務的高效傳輸。另外，整個業務調度過程完全依托于自組織配電網網絡，不需要外部通信網絡的參與，確保數據傳輸的安全與可靠，根據自組織網絡中節點的優先級和傳輸數據閾值合理分配共享信道，確保傳輸信道的合理利用，數據傳輸的高效穩定。
【專利說明】電網應急通信的業務調度方法與系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力電網【技術領域】，特別是涉及電網應急通信的業務調度方法與系統。
【背景技術】
[0002]我國是災難頻發的國家，災害種類多、分布廣、頻率高、危害大，泥石流、地震、洪災、臺風等嚴重危害著電力系統特別是配電系統的安全運行。配電系統的損壞將導致整個智能電網系統的癱瘓，因此建立一套面向配電網應用且具備快速靈活部署、高寬帶實時傳輸、安全可靠、堅固自愈等特點的應急通信系統，實現在突發情況下配電網通信系統的快速恢復、減少經濟損失變得極為重要。
[0003]目前，在配電網通信系統中，主要有光纖、載波及無線通信等方式。光纖等有線通信方式具有結構簡單、可靠性強、數據傳輸速率高、傳輸損耗低及抗干擾能力強的特點，但多依附于配電網絡，在突發事件情況下，該網絡系統可能隨著配電網本身癱瘓，導致網絡恢復周期長，不能承擔起應急救災的功能。短距離Zigbee、W1-Fi等無線通信技術具備低成本、易擴展等特點，但存在可靠性差、安全性無法保證等問題，基于公共通信網絡的2G/3G移動通信等解決方案，在承擔電網數據傳輸方面可發揮作用，但是受制于網絡結構復雜、依賴于電信運營商，傳輸效率低下。
【發明內容】
[0004]基于此，有必要針對現有配電網通信系統傳輸效率、可靠性和安全性差無法滿足電網應急通信的問題，提供一種傳輸效率、可靠性和安全性性良好能夠滿足電網應急通信的方法與系統。
[0005]一種電網應急通信的業務調度方法，包括步驟:
[0006]構建自組織配電網網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據；
[0007]響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據；
[0008]檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道；
[0009]通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳，
[0010]接收所述經過業務調度后的業務數據并處理，將處理結果反饋發回至各個用戶。
[0011]一種電網應急通信的業務調度系統，包括；
[0012]應用平臺模塊，用于構建自組織配電網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據；
[0013]調度模塊，用于響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據；
[0014]節點分配模塊，用于檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道；
[0015]通信模塊，用于通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳到所述遠程指揮中心平臺模塊；
[0016]遠程指揮中心平臺模塊，用于接收并處理所述經過業務調度后的業務數據，并將處理結果反饋發回至各個用戶。
[0017]本發明電網應急通信的業務調度方法與系統，在自組織通信模式下，網間通信采用集中式調度，網內通信采用分布式調度，對于需經過多跳經基站的網間通信業務，集中式調度比分布式調度更具優勢，因為集中式調度的協商時間比分布式少。而對于網內通信業務，如對于網內距離較近節點間的通信，分布式協商時間少，分布式調度更具優勢，因此，對于網內通信業務采用分布式調度，以減輕基站的負擔，確保實時業務的高效傳輸。另外，整個業務調度過程完全依托于自組織配電網網絡，不需要外部通信網絡的參與，確保數據傳輸的安全與可靠，根據自組織網絡中節點的優先級和傳輸數據閾值合理分配共享信道，確保傳輸信道的合理利用，數據傳輸的高效穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明電網應急通信的業務調度方法第一個實施例中的流程示意圖；
[0019]圖2為本發明電網應急通信的業務調度方法第二個實施例中的流程示意圖；
[0020]圖3為本發明電網應急通信的業務調度系統第一個實施例中的結構示意圖；
[0021]圖4為本發明電網應急通信的業務調度系統第二個實施例中的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下根據附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明。
[0023]如圖1所示，一種電網應急通信的業務調度方法，包括步驟:
[0024]SlOO:構建自組織配電網網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據。
[0025]自組織配電網應急通信作為寬帶數據傳輸技術，具有傳輸速度快、部署簡易、覆蓋范圍廣等優點。利用自組織技術的通信系統已廣泛應用于面向應急通信、實時監控等專網應用領域。基于自組織配電網應急通信構建，實現配電網應用數據信息的高速回傳及電網控制中心控制指令的傳輸下達。包括自組織配電網應急通信基站設備和終端設備，終端設備承載各類配電網業務，如配電信息感知、綜合調度、應急指揮等。在這里可以采用現在常規手段建立構建一個符合當前配電網絡應用需求的自組織配電網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據。用戶可以在自組織配電網中通過用戶平臺發送業務調度請求和業務數據，這個用戶平臺可以設置有多個，分布在整個配電網絡中，有利于電力電網的安全運行。這個接收用戶數據過程可以通過自組織配電網絡中的應用平臺來接收。
[0026]S200:響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據。
[0027]構建的自組織配電網絡響應用戶的業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務。對于網間通信業務采用集中式調度方案，由用戶站向基站發出請求，不能夠直接連接到基站的用戶站向它們的父節點發送請求消息，父節點接收來自子節點的請求信息中，把子節點的請求和自己的請求一起發送到基站，然后基站根據接收到的帶寬請求和當前網絡的承載能力為其分配資源。對于網內通信業務采用分布式調度方案，它由部分或所有節點按預先約定的方式進行協商確定的，無需經過基站，各節點將根據自身的承載能力，動態地調整接入算法和分配帶寬。
[0028]S300:檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道。
[0029]自組織配電網絡中很多個節點，每個節點所處位置、所需要傳輸數據類型以及傳輸數據量不一樣，所以每個節點都有各自的優先級。在這里需要先遍歷整個自組織配電網絡中的節點，檢測、識別各個節點的優先級和傳輸數據量閾值大小，合理為各個節點分配共享信道，確保數據傳輸的高效與穩定，傳輸信道的充分利用。
[0030]S400:通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳。
[0031]在合理分配自組織配電網絡中各個節點的共享信道后，就需要通過共享信號將業務調度數據上傳處理。
[0032]S500:接收所述經過業務調度后的業務數據并處理，將處理結果反饋發回至各個用戶。
[0033]接收到經過業務調度后的業務數據后，對這些數據進行處理，并且將這些數據反饋到各個用戶。
[0034]本發明電網應急通信的業務調度方法，在自組織通信模式下，在自組織通信模式下，網間通信采用集中式調度，網內通信采用分布式調度，對于需經過多跳經基站的網間通信業務，集中式調度比分布式調度更具優勢，因為集中式調度的協商時間比分布式少。而對于網內通信業務，如對于網內距離較近節點間的通信，分布式協商時間少，分布式調度更具優勢，因此，對于網內通信業務采用分布式調度，以減輕基站的負擔，確保實時業務的高效傳輸。另外，整個業務調度過程完全依托于自組織配電網網絡，不需要外部通信網絡的參與，確保數據傳輸的安全與可靠，根據自組織網絡中節點的優先級和傳輸數據閾值合理分配共享信道，確保傳輸信道的合理利用，數據傳輸的高效穩定。
[0035]如圖2所示,在其中一個實施例中,所述S300具體包括步驟:
[0036]S320:檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小；
[0037]S340:發送MSH-DSCH到自組織配電網網絡中各個節點；
[0038]S360:根據檢測結果，利用所述MSH-DSCH對自組織配電網網絡中各個節點的共享信道進行協商分配。
[0039]節點通過發送MSH-DSCH來與其它節點預約和協商數據帶寬。
[0040]如圖2所示，在其中一個實施例中，所述S500之前還有步驟；
[0041]S420:根據自組織配電網網絡中各個節點的優先級，對自組織配電網網絡中各個節點進行動態資源分配處理，其中，所述動態資源分配處理包括動態分配時隙處理和動態分配信道處理。
[0042]自組織應急通信網絡媒體訪問控制主要在于動態分配資源和區分優先級的服務質量，動態分配資源主要包括:動態地分配時隙，使得空閑的時隙能夠被發送請求數較多的節點充分利用；動態地分配信道，使得節點能夠靈活使用多信道機制，實現快速信息融合所需要的多路接收一路發送的通信能力。區分優先級的服務質量主要包括:對分組區分優先級，始終保障最高優先級的服務質量；其他優先級按比例分配帶寬，該分配比例能夠靈活調整；高負載時性能下降相對平緩。
[0043]資源分配流程包括:(I)獲取節點請求列表過程；(2)請求分類緩沖過程；(3)請求隊列截取過程；(4)資源分配過程；(5)節點使用分配結果過程。資源分配過程使用請求隊列截取過程截取后的各個優先級的實際發送機會數，從最高優先級開始依次為每個優先級分配數量等于該優先級的剩余請求個數的二元組〈時隙，信道 > 資源，并在分配過程中進行收發控制。
[0044]分配資源過程:請求隊列截取過程執行完畢后，網控中心已經知道了為各個優先級實際提供的發送機會數。初始化“節點收發狀態信息表”，之后，按照各個優先級實際提供的發送機會數請求分配〈時隙，信道> 二維資源。如果當前緩沖區中還有請求沒有被分配，且還有可用數據時隙，則按照從高優先級到低優先級的順序，循環取到某個優先級的請求隊列。若該優先級已經被分配的請求個數達到了實際提供的發送機會數，該優先級仍有未被分配的請求且當前還有空閑信道，則獲取該優先級請求隊列的一個未被分配資源的請求。判斷該請求分配到當前時隙上是否滿足節點收發控制的要求，如果滿足就為該請求分配當前時隙上的一個空閑信道，并將請求的部分信息以及分配到的〈時隙，信道〉資源保存為資源分配結果；否則暫時“跳過”該請求。空閑信道標號超出信道數范圍，表示當前時隙上所有信道資源已經被分配完畢，將可用時隙標號增加I以指向下一個可用時隙。當所有的請求都已經被分配資源，或者已經沒有可用的數據時隙，資源分配過程結束。
[0045]如圖3所示，一種電網應急通信的業務調度系統，包括；
[0046]應用平臺模塊100，用于構建自組織配電網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據。
[0047]調度模塊200，用于響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據；
[0048]節點分配模塊300，用于檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道；
[0049]通信模塊400，用于通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳到所述遠程指揮中心平臺模塊；
[0050]遠程指揮中心平臺模塊500，用于接收并處理所述經過業務調度后的業務數據，并將處理結果反饋發回至各個用戶。
[0051]本發明電網應急通信的業務調度系統，應用平臺模塊構建自組織配電網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據，調度模塊響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據，節點分配模塊檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，通信模塊通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳到所述遠程指揮中心平臺模塊，遠程指揮中心平臺模塊接收并處理所述經過業務調度后的業務數據，并將處理結果反饋發回至各個用戶。在自組織通信模式下，對于需經過多跳經基站的網間通信業務，集中式調度比分布式調度更具優勢，因為集中式調度的協商時間比分布式少。而對于網內通信業務，如對于網內距離較近節點間的通信，分布式協商時間少，分布式調度更具優勢，因此，對于網內通信業務采用分布式調度，以減輕基站的負擔，確保實時業務的高效傳輸。另外，整個業務調度系統的業務調度過程完全依托于自組織配電網網絡，不需要外部通信網絡的參與，確保數據傳輸的安全與可靠，根據自組織網絡中節點的優先級和傳輸數據閾值合理分配共享信道，確保傳輸信道的合理利用，數據傳輸的高效穩定。
[0052]如圖4所示,在其中一個實施例中,所述節點分配模塊300具體包括:
[0053]檢測單元320，用于檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小；
[0054]MSH-DSCH發送單元340，用于發送MSH-DSCH到自組織配電網網絡中各個節點；
[0055]分配單元根據檢測結果360，用于利用所述MSH-DSCH對自組織配電網網絡中各個節點的共享信道進行協商分配。
[0056]節點通過發送MSH-DSCH來與其它節點預約和協商數據帶寬。
[0057]如圖4所示，在其中一個實施例中，所述電網應急通信的業務調度系統還包括:
[0058]資源分配模塊600，用于根據自組織配電網網絡中各個節點的優先級，對自組織配電網網絡中各個節點進行動態資源分配處理，其中，所述動態資源分配處理包括動態分配時隙處理和動態分配信道處理。
[0059]在其中一個實施例中，所述調度模塊包括:
[0060]調度業務類型判別單元，用于響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務；
[0061]網間通信業務調度單元，用于當業務調度類型為網間通信業務，采用集中式調度方式調度業務數據。
[0062]網內通信業務調度單元，用于當業務調度類型為網內通信業務，采用分布式調度方式調度業務數據。
[0063]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種電網應急通信的業務調度方法，其特征在于，包括步驟: 構建自組織配電網網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據； 響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據； 檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道； 通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳， 接收所述經過業務調度后的業務數據并處理，將處理結果反饋發回至各個用戶。
2.根據權利要求1所述的電網應急通信的業務調度方法，其特征在于，所述檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道具體包括步驟: 檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小； 發送MSH-DSCH到自組織配電網網絡中各個節點； 根據檢測結果，利用所述MSH-DSCH對自組織配電網網絡中各個節點的共享信道進行協商分配。
3.根據權利要求1所述的電網應急通信的業務調度方法，其特征在于，所述接收所述經過業務調度后的業務數據并處理，將處理結果反饋發回至各個用戶之前還有步驟； 根據自組織配電網網絡中各個節點的優先級，對自組織配電網網絡中各個節點進行動態資源分配處理，其中，所述動態資源分配處理包括動態分配時隙處理和動態分配信道處理。
4.一種電網應急通信的業務調度系統，其特征在于，包括； 應用平臺模塊，用于構建自組織配電網絡，接收用戶發送的業務調度請求和業務數據； 調度模塊，用于響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務，若為網間通信業務，則采用集中式調度方式調度業務數據，若為網內通信業務，則采用分布式調度方式調度業務數據； 節點分配模塊，用于檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小，根據檢測結果為自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道； 通信模塊，用于通過自組織配電網網絡中各個節點分配共享信道，將經過業務調度后的業務數據上傳到所述遠程指揮中心平臺模塊； 遠程指揮中心平臺模塊，用于接收并處理所述經過業務調度后的業務數據，并將處理結果反饋發回至各個用戶。
5.根據權利要求4所述的電網應急通信的業務調度系統，其特征在于，所述節點分配模塊具體包括: 檢測單元，用于檢測自組織配電網網絡中各個節點的優先級和傳輸業務數據量閾值大小; MSH-DSCH發送單元，用于發送MSH-DSCH到自組織配電網網絡中各個節點；分配單元根據檢測結果，用于利用所述MSH-DSCH對自組織配電網網絡中各個節點的共享信道進行協商分配。
6.根據權利要求4或5所述的電網應急通信的業務調度系統，其特征在于，還包括: 資源分配模塊，用于根據自組織配電網網絡中各個節點的優先級，對自組織配電網網絡中各個節點進行動態資源分配處理，其中，所述動態資源分配處理包括動態分配時隙處理和動態分配信道處理。
7.根據權利要求4或5所述的電網應急通信的業務調度系統，其特征在于，所述調度模塊包括: 調度業務類型判別單元，用于響應所述業務調度請求，根據業務調度類型判斷為網間通信業務或為網內通信業務； 網間通信業務調度單元，用于當業務調度類型為網間通信業務，采用集中式調度方式調度業務數據。 網內通信業務調度單元，用于當業務調度類型為網內通信業務，采用分布式調度方式調度業務數據。
【文檔編號】H04W72/12GK103648167SQ201310711252
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】王永才, 余永忠, 陳軼斌, 宋才華, 吳麗賢, 肖招娣, 王晶, 杜家兵, 熊剛, 羅宇, 黃海清, 宋宇, 陳旭宇, 范婷, 楊秋勇, 關志偉, 黃宇魁, 李暢, 項灤 申請人:廣東電網公司佛山供電局, 廣東卓維網絡有限公司