電網專網布局建設方法與流程

2023-07-09 01:34:46 1

本專利涉及電網建設方法，具體涉及一種電網專網布局建設方法。

背景技術：

td-lte230無線專網具有覆蓋廣、傳輸速率高、實時性和頻譜適應性強等特點，是終端通信接入網的主要技術手段。隨著智能電網時代的到來，建設電力無線專網勢在必行，無線通信技術中，我國擁有td-lte技術體制的智慧財產權，可以滿足電力當前及未來一定時期的業務發展需求，未來還可以向5g演進，極具發展潛力。

移動通信在網絡建設的初期，用戶量少，站點較少，基站覆蓋半徑較大，較少考慮投資控制和後期維護，那時基站建設主要解決網絡覆蓋問題，基站站址的選擇自由度大，往往不經過科學的論證和分析，指示憑經驗和直覺選擇基站站址，只要天線掛的足夠高，信號傳播夠遠即可，由此易造成基站運行的安全穩定性差，建設維護難度大等問題。因此對於td-lte230無線專網基站的建設規劃，應吸取以前的經驗教訓，綜合考慮基站建設的難易程度、基站開通後的維護等，在保證網絡覆蓋和流量需求的前提下，進行合理規劃，充分考慮建設方已有的基礎設施，確定基站建設的位置和數量，對於電力行業來說還要充分考慮變電站、營業廳以及可租用基站的位置。

中國專利公開號cn104378769，公開日2015年2月25日，發明創造的名稱為基於覆蓋預測的td-scdma基站規劃點自動選點方法，該申請案公開了基站規劃點自動選點方法核心步驟包括：採集宏基站小區信息，得到集合a；計算集合a內小區經緯度最大值和最小值並按步長進行取整；將經緯度從最小到最大值按步長分割；按照經緯度配對，得到集合b；對集合b屬性初始化；採集集合b的柵格地物信息等。其不足之處是行動網路對應的終端大多為移動終端，而一般電網建設的時候需要的終端是固定的終端，固定的終端可以儘可能的靠近基站，同時可以考慮傳輸路徑中的高遮擋物的阻隔，因此針對電網建設一個專網的時候可以通過合理的規劃選址達到更好的通信效果。同時，電網設備的安全性和可靠性的要求比行動網路更高，因此，研發一種針對電力專網的布局建設方法勢在必行。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決上述現有技術電網設備的安全性和可靠性的要求比行動網路更高，因此需要一種針對電力專網的布局建設方法的問題，提供一種電網專網布局建設方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種電網專網布局建設方法，以下步驟：

步驟一，獲取目標地點的區域地圖、基站備選點和終端信息；

步驟二，對區域地圖進行網格化處理；

步驟三，獲取所有的達標基站組合；

步驟四，計算區域地圖內所有網格的流量密度；

步驟五，對所有的達標基站組合進行傳輸度排序；

步驟六，選用排序最高的基站組合進行基站建設。

本發明通過對選取所有達標基站組合，作為備選的基站組合的方式，通過引入流量密度和傳輸度的概念，將儘可能產生的數據多的終端設備配置在基站的附件，使得基站與終端設備之間的距離降低，降低雨衰或其他路程損耗，同時為設備終端選擇了合適的基站，儘可能避免基站與終端之間存在過多的高樓或者類似高建築，防止了高樓或者類似高建築這些對輻射波的阻礙，起到提高數據傳輸可靠性的效果。

作為優選，所述步驟一中，所述目標地點的區域地圖為電子地圖，基站備選點包括電網自有建築點和建築高點，所述的終端信息包括配電自動化終端位置、用電信息採集終端位置、負荷控制終端位置和電力業務設備終端位置。本發明中包括這些類的終端設備，但也不局限與此，還可以包括路燈終端、充電樁終端或者其他任意的電力相關設備的自動化終端、計量終端等。在本發明中這些終端數據的來源均由電力系統根據各種終端的運行日常狀態進行提供，本發明中的終端設備一般都是固定的終端，本發明中的移動終端數量不多，一般包括移動檢修設備，數據用量不大，因此在本發明中暫不考慮。

作為優選，所述步驟二中，對區域地圖進行等量的網格化劃分，每個網格的參數由人工設定。在本發明中，網格化劃分的方法可以為矩形劃分的方式進行劃分，也可以通過正六角形劃分的方法進行劃分，另外，也可以採用正三角形的方式進行劃分，劃分的方法較多，可以由人工進行設定。

作為優選，在步驟三中，將所有基站備選點進行等區域輻射，遍歷所有基站備選點等區域輻射的組合，獲得所有基站備選點組合的覆蓋面與目標地點的面積比，每個面積比大於設定值的基站備選點組合都為達標基站組合。本發明中採用的是等區域輻射的方法進行配置，本發明提供的主要是前期規劃，因此在輻射區域的劃分時，首先採用的是等區域輻射的方法，在數據詳實的情況下可以選擇不等區域的輻射區域劃分，本發明中，遍歷所有基站備選點等區域輻射的組合表示：將所有基站備選點畫好輻射區域存儲之後進行疊加，疊加之後去除重複的輻射區域之後大於區域設定值的基站。例如同一區域內存在a、b、c、d、e，此時，對a、b、c、d、e，建立輻射之後，看a的輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％，看a加b的輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％，如果不夠則看a加b加c是否輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％；直到滿足條件之後，再從b開始繼續這一步驟，直到所有基站的組合覆蓋面積均能大於目標區域面積的90％；然後取出相互之間重複覆蓋率大於設定值的基站組合，剩下的基站組合即為達標基站組合。這一步驟一般由計算機完成。

作為優選，所述步驟四中，通過算式toa＝k×(t1×n1+t2×n2+...+tn×nn)/s計算每個網格區域內的流量密度toa；流量密度是表徵電力通信需求分布密集程度的量化參數，它是每平方km的平均信息通信需求數值，以kbps/km2計量，表示單位平方內電力終端所需通信數據傳輸能力之和，k為網格區域內業務並發係數，由人工設定，tn為各終端類型的信息通信需求數值，nn為對應tn類型的終端在網格區域的數量，s為網格區域面積。

作為優選，在所述步驟五中，計算獲得每個達標基站組合中所有基站與網格的對應關係，計算每個達標基站組合中所有網格的傳輸度，所述每個網格的傳輸度均由算式：q＝toa/l獲得；l為網格中心與存在對應關係的基站之間的距離值，計算每個達標基站組合中所有網格的傳輸度的和，並對所有的達標基站組合進行傳輸度以從高到低進行排序。這樣設置，儘量爭取將大量的數據靠近在基站的周邊，使得基站與發送大量數據終端設備之間的距離降低，降低雨衰或其他路程損耗，同時為設備終端選擇了合適的基站，儘可能避免基站與終端之間存在過多的高樓或者類似高建築，防止了高樓或者類似高建築這些對輻射波的阻礙，起到提高數據傳輸可靠性的效果。

作為優選，在步驟三中，將所有基站備選點中電網自有建築點根據電網自有建築點的高度進行區域輻射，區域輻射的面積sf＝p×(h-ht)×lt；其中h為電網自有建築點的高度，ht為人工設定的起始高度值，lt為人工設定的輻射範圍係數；將建築高點進行等區域輻射，遍歷所有基站備選點的組合，獲得所有基站備選點組合的覆蓋面與目標地點的面積比，每個面積比大於設定值的基站備選點組合都為第一次達標基站組合；在第一次達標基站組合中去除建築高點數量超過設定值的基站組合；剩餘的基站組合即為達標基站組合。在數據詳實的情況下可以選擇不等區域的輻射區域劃分，這裡的p是輻射計算時候的功率相關係數。此方法比上述的類似方法更為準確和詳實，同時考慮到建築高點的幹擾因素，因此更為合適。

作為優選，在所述步驟五結束後，選取傳輸度排在前若干位且傳輸度大於設定標準的達標基站組合作為重點資源基站組合進行重點資源傳輸度排序；

重點資源傳輸度排序子步驟一：計算每個網格內的重點資源流量密度toa；toaz＝kz×(t1×n1+t2×n2+...+tm×nm)/s；toaz為每個網格內的重點資源流量密度，kz為網格區域內重點資源業務並發係數，由人工設定；tm為各重點資源終端的信息通信需求數值，nm為對應tm類型的重點資源終端在網格區域內的數量，m小於等於n；

重點資源傳輸度排序子步驟二：計算每個重點資源基站組合中所有網格的傳輸度，所述每個網格的重點資源傳輸度均由算式：qz＝toaz/l獲得；l為網格中心距離基站的距離，計算每個重點資源基站組合中所有網格的傳輸度的和，並對所有的重點資源基站組合進行傳輸度以從高到低進行排序。

這樣設置，可以對重點資源進行更好的考慮，主要是電路系統中重點資源的重要性遠高於一般資源，因此，在合適的情況下，將重點資源安排在更為靠近基站的位置是最好的選擇，這點與一般的行動網路有很大的不同，主要在於行動網路中即使是重點資源也是移動的，無法達到相應的效果，而在電路系統中，重點資源也是固定資源的佔絕大多數，因此對這類資源進行調整是符合設計和規劃要求的，也是有利的。

作為優選，所述重點資源傳輸度排序子步驟一中，重點資源終端包括配電自動化終端。

作為優選，計算獲得每個達標基站組合中所有基站與接收基站覆蓋的網格的對應關係時，獲取所有被至少兩個基站覆蓋的網格為待測網格，計算待測網格中心點與基站之間的距離，選取至待測網格中心點最近的基站即為待測網格對應關係基站。

本發明的實質性效果是：本發明通過對選取所有達標基站組合，作為備選的基站組合的方式，通過引入流量密度和傳輸度的概念，將儘可能產生的數據多的終端設備配置在基站的附件，使得基站與終端設備之間的距離降低，降低雨衰或其他路程損耗，同時為設備終端選擇了合適的基站，儘可能避免基站與終端之間存在過多的高樓或者類似高建築，防止了高樓或者類似高建築這些對輻射波的阻礙，起到提高數據傳輸可靠性的效果。

具體實施方式

下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。

實施例1：

一種電網專網布局建設方法，包括以下步驟：

步驟一，獲取目標地點的區域地圖、基站備選點和終端信息；所述步驟一中，所述目標地點的區域地圖為電子地圖，基站備選點包括電網自有建築點和建築高點，所述的終端信息包括配電自動化終端位置、用電信息採集終端位置、負荷控制終端位置和電力業務設備終端位置。本發明中包括這些類的終端設備，但也不局限與此，還可以包括路燈終端、充電樁終端或者其他任意的電力相關設備的自動化終端、計量終端等。在本發明中這些終端數據的來源均由電力系統根據各種終端的運行日常狀態進行提供，本發明中的終端設備一般都是固定的終端，本發明中的移動終端數量不多，一般包括移動檢修設備，數據用量不大，因此在本發明中暫不考慮。

步驟二，對區域地圖進行網格化處理；所述步驟二中，對區域地圖進行等量的網格化劃分，每個網格的參數由人工設定。本實施例中實行的是等方塊的形式劃分。

步驟三，獲取所有的達標基站組合；在步驟三中，將所有基站備選點進行等區域輻射，遍歷所有基站備選點等區域輻射的組合，獲得所有基站備選點組合的覆蓋面與目標地點的面積比，每個面積比大於設定值的基站備選點組合都為達標基站組合。遍歷所有基站備選點等區域輻射的組合表示：將所有基站備選點畫好輻射區域存儲之後進行疊加，疊加之後去除重複的輻射區域之後大於區域設定值的基站。例如同一區域內存在a、b、c、d、e，此時，對a、b、c、d、e，建立輻射之後，看a的輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％，看a加b的輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％，如果不夠則看a加b加c是否輻射覆蓋區域是否大於目標區域面積的90％；直到滿足條件之後，再從b開始繼續這一步驟，直到所有基站的組合覆蓋面積均能大於目標區域面積的90％；然後取出相互之間重複覆蓋率大於設定值的基站組合，剩下的基站組合即為達標基站組合。這一步驟一般由計算機完成。

步驟四，計算區域地圖內所有網格的流量密度；所述步驟四中，通過算式toa＝k×(t1×n1+t2×n2+...+tn×nn)/s計算每個網格區域內的流量密度toa；流量密度是表徵電力通信需求分布密集程度的量化參數，它是每平方km的平均信息通信需求數值，以kbps/km2計量，表示單位平方內電力終端所需通信數據傳輸能力之和，k為網格區域內業務並發係數，由人工設定，tn為各終端類型的信息通信需求數值，nn為對應tn類型的終端在網格區域的數量，s為網格區域面積。k為網格區域內業務並發係數，主要有電網業務部門提供，一般在設定的時候就有記錄和整理，而且在本實施例中，k的數值取值中也可以考慮到冗餘的需求，不過一般而言在固定終端的電力專網中冗餘的取值會很小，一般影響具體數值很小，很多時候可以不進行考慮。計算獲得每個達標基站組合中所有基站與接收基站覆蓋的網格的對應關係時，獲取所有被至少兩個基站覆蓋的網格為待測網格，計算待測網格中心點與基站之間的距離，選取至待測網格中心點最近的基站即為待測網格對應關係基站。

步驟五，對所有的達標基站組合進行傳輸度排序；在所述步驟五中，計算獲得每個達標基站組合中所有基站與網格的對應關係，計算每個達標基站組合中所有網格的傳輸度，所述每個網格的傳輸度均由算式：q＝toa/l獲得；l為網格中心與存在對應關係的基站之間的距離值，計算每個達標基站組合中所有網格的傳輸度的和，並對所有的達標基站組合進行傳輸度以從高到低進行排序。這樣設置，儘量爭取將大量的數據靠近在基站的周邊，使得基站與發送大量數據終端設備之間的距離降低，降低雨衰或其他路程損耗，同時為設備終端選擇了合適的基站，儘可能避免基站與終端之間存在過多的高樓或者類似高建築，防止了高樓或者類似高建築這些對輻射波的阻礙，起到提高數據傳輸可靠性的效果。

步驟六，選用排序最高的基站組合進行基站建設。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，不同點在於，如果初期數據較為詳實的時候，在步驟三中，將所有基站備選點中電網自有建築點根據電網自有建築點的高度進行區域輻射，區域輻射的面積sf＝p×(h-ht)×lt；其中h為電網自有建築點的高度，ht為人工設定的起始高度值，lt為人工設定的輻射範圍係數；將建築高點進行等區域輻射，遍歷所有基站備選點的組合，獲得所有基站備選點組合的覆蓋面與目標地點的面積比，每個面積比大於設定值的基站備選點組合都為第一次達標基站組合；在第一次達標基站組合中去除建築高點數量超過設定值的基站組合；剩餘的基站組合即為達標基站組合。這裡的p是輻射計算時候的功率相關係數。此方法比上述的類似方法更為準確和詳實，同時考慮到建築高點的幹擾因素，因此更為合適。

實施例3：

本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於，在所述步驟五結束後，選取傳輸度排在前若干位且傳輸度大於設定標準的達標基站組合作為重點資源基站組合進行重點資源傳輸度排序；

重點資源傳輸度排序子步驟一：計算每個網格內的重點資源流量密度toa；toaz＝kz×(t1×n1+t2×n2+...+tm×nm)/s；toaz為每個網格內的重點資源流量密度，kz為網格區域內重點資源業務並發係數，由人工設定；tm為各重點資源終端的信息通信需求數值，nm為對應tm類型的重點資源終端在網格區域內的數量，m小於等於n；

重點資源傳輸度排序子步驟二：計算每個重點資源基站組合中所有網格的傳輸度，所述每個網格的重點資源傳輸度均由算式：qz＝toaz/l獲得；l為網格中心距離基站的距離，計算每個重點資源基站組合中所有網格的傳輸度的和，並對所有的重點資源基站組合進行傳輸度以從高到低進行排序。所述重點資源傳輸度排序子步驟一中，重點資源終端包括配電自動化終端。這樣設置，可以對重點資源進行更好的考慮，主要是電路系統中重點資源的重要性遠高於一般資源，因此，在合適的情況下，將重點資源安排在更為靠近基站的位置是最好的選擇，這點與一般的行動網路有很大的不同，主要在於行動網路中即使是重點資源也是移動的，無法達到相應的效果，而在電路系統中，重點資源也是固定資源的佔絕大多數，因此對這類資源進行調整是符合設計和規劃要求的，也是有利的。

實施例4：

本實施例與實施例2基本相同，不同之處在於，各區域由於設備的種類數量不同，每個網格內的終端設備的並發係數可以設置為不同的並發係數。具體參見：

表1某市配電通信終端數量統計和分布密度表

表2a基站配電流量密度(設定並發指數為0.8)

表3b基站配電流量密度(設定並發指數為0.6)

表4c基站配電流量密度(設定並發指數為0.5)

表5d基站配電流量密度(設定並發指數為0.1)

以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，並非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。