适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构

技术领域

本发明涉及一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构，属于电力系统技术领域。

背景技术

目前，智慧园区利用先进的信息技术和物联网技术，将传统园区与智能化技术相结合，实现园区内各种设施、设备和资源的智能化管理和互联互通。智慧园区通过数据采集、传输、分析和应用，提高园区的运行效率、资源利用率和服务质量，为企业和居民提供更便捷、高效、舒适的工作和生活环境。

智慧园区的通信网络架构是实现园区内各种设备和系统之间互联互通的基础。一个高效可靠的通信网络架构应综合考虑智慧园区园区各方面的需求，以实现园区内各种设备和系统的智能化管理和互联互通。然而，现有的智慧园区通信网络架构还存在以下问题：首先，现有智慧园区通信网络架构在考虑组网需求时往往忽略了智慧园区地域差异和性能的波动性，导致计算得到的组网需求与实际差异较大；其次，现有智慧园区通信网络架构对智慧园区整体覆盖性较差，无法实现智慧园区空域、终端、业务全覆盖。因此，亟需一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构。

本发明的一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构，具体流程为：

根据园区原生条件，生成园区地域特点；

根据不同地域园区组网的历史时延、丢包率性能数据拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系；

根据所述园区地域特点、能源调控精度的波动性关系、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性要求；

基于所述智慧园区组网时延和可靠性要求，映射出可用组网路由选择集合；并根据可用路由提供的通信资源、计算资源和存储资源数量以及所覆盖的业务终端数量计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度，根据覆盖冗余度选择每个业务终端的组网路由；进一步考虑多个业务终端同时选择同一条路由的情况，计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求以及组网时延和可靠性要求满足情况，根据时延和可靠性要求满足情况判断是否重新选择每个业务终端的路由；

重复上述步骤直到智慧园区所有业务终端的业务需求均得到满足，则采用当前组网路由选择策略进行智慧园区通信组网。

进一步的，所述园区地域特点包含源荷储分布情况和自然资源条件；

所述源荷储分布情况分为以下三类：

第一类为电源设施主导类型，该类型中光伏等分布式电源设施占比最高，为园区主要安装设备；

第二类为负荷设施主导类型，该类型中用电设施占比最高，为园区主要安装设备；

第三类为储能设施主导类型，该类型中电池等储能设备占比最高；

所述自然资源条件类型分为以下三种：

第一种为光照资源充足类型，该类型在历史参考数据中光照强度超过阈值天数最多；

第二种为水资源充足类型，该类型地域中水资源含量最多；

第三种风能资源充足类型，该类型在历史参考数据中风力等级超过阈值的天数最多；

设智慧园区p

进一步的，所述拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系具体为：

智慧园区p

其中，

进一步的，所述智慧园区组网的时延和可靠性要求具体为：

智慧园区p

其中η

进一步的，所述可用组网路由选择集合为：

其中M

进一步的，所述计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度具体为：

对于智慧园区p

其中，ω

进一步的，所述计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求以及组网时延和可靠性要求满足情况具体为：

设定多个业务终端同时选择同一条路由，对于智慧园区p

其中，

进一步的，所述判断是否采用该路由选择策略进行智慧园区通信组网的具体方法为：

(1)对于智慧园区p

(2)对于智慧园区p

(3)重复计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求以及组网时延和可靠性要求满足情况和步骤(1)、(2)直到智慧园区p

一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构装置，包括：

地域特点生成模块：用于根据园区原生条件，生成园区地域特点；

波动性关系确定模块：用于根据不同地域园区组网的历史时延、丢包率性能数据拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系；

时延和可靠性要求推断模块：用于根据园区地域特点、能源调控精度的波动性关系、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性要求；

计算模块：用于基于所述智慧园区组网时延和可靠性要求，映射出可用组网路由选择集合；并根据可用路由提供的通信资源、计算资源和存储资源数量以及所覆盖的业务终端数量计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度，根据覆盖冗余度选择每个业务终端的组网路由；进一步考虑多个业务终端同时选择同一条路由的情况，计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求以及组网时延和可靠性要求满足情况，根据时延和可靠性要求满足情况判断是否重新选择每个业务终端的路由；

判断模块：用于重复上述模块直到智慧园区所有业务终端的业务需求均得到满足，则采用当前组网路由选择策略进行智慧园区通信组网。

进一步的，所述判断模块的具体工作方法为：

(1)对于智慧园区p

(2)对于智慧园区p

(3)重复计算模块和步骤(1)、(2)直到智慧园区p

进一步的，所述波动性关系确定模块拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系具体为：

智慧园区p

其中，

进一步的，所述时延和可靠性要求推断模块中智慧园区组网的时延和可靠性要求具体为：

智慧园区p

其中η

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1)结合地域特点和业务需求的智慧园区组网要求推断方法：本发明提出一种结合地域特点和业务需求的智慧园区组网要求推断方法。首先，基于园区源荷储分布、气候条件等原生条件生成园区地域特点；其次，根据园区组网的历史时延、丢包率性能数据拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系；最后，基于园区的地域特点、波动性关系、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性要求。降低了园区组网要求与实际情况的偏差，为园区组网架构构建奠定基础。

2)计及终端-空域-业务全覆盖冗余度的智慧园区通信组网方法：本发明提出一种计及终端-空域-业务全覆盖冗余度的智慧园区通信组网方法。首先，基于智慧园区组网时延和可靠性要求，映射出可用组网路由选择集合；其次，计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度；最后，计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求满足情况，判断是否采用该路由选择策略进行智慧园区通信组网。能够实现智慧园区空域、终端、业务全覆盖。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提出一种适配智慧园区地域特点与业务需求的全覆盖通信网络架构，流程如图1所示。首先，根据园区原生条件，如源荷储分布、气候条件等生成园区地域特点；其次，根据园区组网的历史时延、丢包率性能数据拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系；接着，基于园区的地域特点、波动性关系、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性要求；然后，基于智慧园区组网时延和可靠性要求，映射出可用组网路由选择集合；最后，计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度以及不同路由选择策略下组网需求满足情况，以实现路由选择决策。

(1)结合地域特点和业务需求的智慧园区组网要求推断方法

本发明提出一种结合地域特点和业务需求的智慧园区组网需求推断方法。首先，根据园区原生条件，如源荷储分布、自然资源条件等，生成园区地域特点；其次，根据不同地域园区组网的历史时延、丢包率性能数据拟合生成历史时延、丢包率指标与能源调控精度的波动性关系；最后，基于不同地域园区分布式能源调控精度的波动性、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性需求。本发明考虑I个智慧园区，智慧园区集合表示为P＝{p

步骤1：基于园区原生条件生成地域特点。由于智慧园区的源荷储分布情况与园区自然资源条件可以在一定程度上反映当前智慧园区的地域特点，如：若某智慧园区地处平原、沙漠地带等，日照资源充足，理论上分布式光伏电源应该较多，那么该智慧园区分布式光伏调控业务需求比较高；若某智慧园区负荷占比较高，那么该智慧园区负荷相关业务需求比较高。在本专利中，定义地域特点由源荷储分布情况和自然资源条件两部分组成，根据分布式电源设备、负荷设备和储能设备的占比可以分为以下三类：第一类为电源设施主导类型，该类型中光伏等分布式电源设施占比最高，为园区主要安装设备；第二类为负荷设施主导类型，该类型中用电设施占比最高，为园区主要安装设备；第三类为储能设施主导类型，该类型中电池等储能设备占比最高。根据园区内资源总量将自然资源条件类型分为三种：第一种为光照资源充足类型，该类型在历史参考数据中光照强度超过阈值天数最多；第二种为水资源充足类型，该类型地域中水资源含量最多；第三种风能资源充足类型，该类型在历史参考数据中风力等级超过阈值的天数最多。设智慧园区p

综上所述，根据不同地域源荷储分布以及自然资源条件特点，将智慧园区地域分为以下9种情况，具体如表1所示。

表1智慧园区地域类型识别表

步骤2：根据园区组网的历史时延、丢包率性能拟合生成分布式能源调控精度的波动性关系。园区组网的时延以及丢包率性能可以在一定程度上反映出分布式能源调控精度，园区组网的时延以及丢包率越小表明分布式能源调控精度越高。因此，通过分析园区组网前T个时隙的历史时延波动性、历史丢包率波动性可以推断出分布式能源调控精度的波动性。智慧园区p

其中，

步骤3：根据园区的地域特点、波动性关系、电网分布式能源调控可调资源池的需求推断智慧园区组网的时延和可靠性要求。

基于波动性、资源需求以及地域特征量化得到智慧园区p

其中η

(2)计及终端-空域-业务全覆盖冗余度的智慧园区通信组网方法

本发明提出一种计及终端-空域-业务全覆盖冗余度的智慧园区通信组网方法。首先，基于步骤3推断的智慧园区组网时延和可靠性要求，映射出可用组网路由选择集合；其次，计算业务终端与可用路由之间的全覆盖冗余度；最后，计算所考虑路由选择策略在业务终端并发下的业务需求以及组网时延和可靠性要求满足情况，判断是否采用该路由选择策略进行智慧园区通信组网。

步骤4：考虑智慧园区p

基于步骤3得到的时延与可靠性要求，对智慧园区p

步骤5：对于智慧园区p

其中，ω

步骤6：考虑业务终端并发情况，即多个业务终端同时选择同一条路由，对于智慧园区p

其中，

步骤7：对于智慧园区p

步骤8：对于智慧园区p

重复步骤6到步骤8直到智慧园区p

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。