CN114221983A - 能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置，方法包括：基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；通过对物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；根据各节点之间的连边权重，确定物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的关键路径。本发明可以基于能源物联网拓扑结构，通过归一化不同能源介质以及信息介质之间的连边权重，可以量化能源物联网中不同业务属性构成网络路径的关键程度。

Description

能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置

技术领域

本发明涉及能源物联网技术领域，具体涉及一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置。

背景技术

随着智能电网、大数据、物联网、云计算、移动互联网和人工智能等技术的发展与高度融合，优先利用可再生能源，以电能作为基础能源介质的能源互联网出现了。所谓能源互联网通过对能源互联网物理空间的状态感知、信息空间的数据传输、数据分析处理和控制的流程，进而完成对能源互联网物理空间和信息空间的高度融合。

相关技术中，由于网络拓扑模型中的网络路径以及节点属性信息复杂多样，若对各网络路径以及各节点信息逐步分析具体的能源介质状态，不但，其分析效率较差，而且，又无法快速获知能源物联网中不同业务属性构成网络路径的关键程度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中网络拓扑模型中的网络路径以及节点属性信息复杂多样，若对各网络路径以及各节点信息逐步分析具体的能源介质状态，不但，其分析效率较差，而且，又无法快速获知能源物联网中不同业务属性构成网络路径的关键程度的问题，从而提供一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置。

根据第一方面，本发明公开一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法，包括如下步骤：

基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；

通过对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；

根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径。

在一种实施方式中，所述目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑通过如下步骤创建：

将能源物联网物理与信息***划分为物理侧和信息侧两部分；

分别从所述物理侧和所述信息侧中确定所述目标能源设备；

获取所述目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性；

确定所述目标能源设备的标识信息与所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性；

根据所述目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性、所述目标能源设备的标识信息与所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性，创建所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑。

在一种实施方式中，所述物理特性包括：供冷特性或供热特性或供电特性或供气特性，所述信息特性包括：处理特性和/或通信特性和/或采集特性，所述物理与信息的交互特性包括：从所述物理侧向所述信息侧传输的特性或从所述信息侧向所述物理侧传输的特性。

在一种实施方式中，基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵，包括：

确定基于所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑形成的各邻接矩阵，所述各邻接矩阵的各元素为所述物理网络拓扑或所述信息网络拓扑或所述交互网络的各节点之间的连边权重，若各节点之间无连接关系，所述各邻接矩阵的各元素为零；

排列所述各邻接矩阵形成能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

在一种实施方式中，对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，包括：

确定所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵；

从所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵的各元素中，确定最大元素；

利用从所述各元素中除去所述最大元素的剩余元素分别除以所述最大元素，更新所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑的各节点之间的连边权重。

在一种实施方式中，对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，包括：

获取所述交互网络拓扑中上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵；

获取上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵中的最大元素；

利用上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵中除去所述最大元素剩余的其余各元素分别除以所述最大元素，更新上行或下行的所述各邻接矩阵，以获取所述交互网络的的各节点之间的连边权重。

在一种实施方式中，根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径通过如下公式执行：

其中，P_ij为所述物理网络拓扑或所述信息网络拓扑或所述交互网络拓扑中的关键路径，a_i1为节点i与节点1之间归一化处理后的所述连边权重，a_i2为节点i与节点2之间归一化处理后的所述连边权重，a_k-1k为节点k-1与节点k之间归一化处理后的所述连边权重，a_kj为节点k与节点j之间归一化处理后的所述连边权重，k+1为任两节点之间的跳数。

根据第二方面，本发明公开一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定装置，包括如下模块：

邻接矩阵确定模块，用于基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；

归一化处理模块，用于通过对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；

关键路径确定模块，用于根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径。

根据第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

根据第四方面，本发明实施例还提供一种电子设备，存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供提供一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法及装置，方法包括：基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；通过对物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；根据各节点之间的连边权重，确定物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的关键路径。本发明可以基于能源物联网拓扑结构，通过归一化不同能源介质以及信息介质之间的连边权重，可以量化能源物联网中不同业务属性构成网络路径的关键程度，进而有利于后续对能源物联网的工程建设。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的物理侧与信息侧之间的交互示意图；

图3为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法的另一个具体示例的流程图；

图4为本发明实施例中物理侧与信息侧之间各网络拓扑的映射关系示意图；

图5为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法的另一个具体示例的流程图；

图6为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法的另一个具体示例的流程图；

图7为本发明实施例中能源物联网物理与信息***的关键路径确定装置的结构框图；

图8为本发明实施例中电子设备的硬件示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S11：基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

目标能源设备为分析能源物联网物理与信息***的关键组成设备，如图2所示，分别包括物理侧的生产设备、传输设备和存储转换设备，信息侧的采集设备、传输设备和分析处理设备。在图2中，其中，物理侧的生产设备包含燃气轮机、风力发电机、光伏面板以及油气厂站；物理侧传输设备包括常见的输电网络、输气管道和供热管网；物理侧存储转换设备包括日常照明负荷、日常空调负荷、日常冰箱负荷以及电动汽车充电、储能、储热。而信息侧的采集设备包括状态运行和用能采集等设备，信息侧的传输设备包括电力通信网络、光纤通信网络和无线通信网络等设备，而信息侧的分析处理设备包括调度中心、主站等设备。物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑是以节点和节点边形成的网络拓扑结构。

在一种实施方式中，如图3所示，上述步骤S11基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵，包括：

步骤S111：将能源物联网物理与信息***划分为物理侧和信息侧两部分。

在图2中，能源物联网物理与信息***分为物理侧和信息侧两部分。

步骤S112：分别从物理侧和信息侧中确定目标能源设备。

目标能源设备为上述所提及的用于分析能源物联网物理与信息***的关键组成设备。

步骤S113：获取目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性。

例如：物理特性包括：供冷特性或供热特性或供电特性或供气特性，信息特性包括：处理特性和/或通信特性和/或采集特性，物理与信息的交互特性包括：从物理侧向信息侧传输的特性或从信息侧向物理侧传输的特性。

步骤S114：确定目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性。

根据目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射关系，确定目标能源设备映射在物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的属性信息。如图4所示，为物理侧与信息侧之间各节点之间的映射关系图。

上述中的映射关系为目标能源设备的ID与节点编号之间的一一对应的映射关系。基于目标能源设备的ID与节点编号的一一对应的映射关系，在能源物联网物理与信息***的背景下具备公共、统一和一致的语义，信息共享交换接口与服务需标准化。

步骤S115：根据目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性、目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性，创建物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑。

例如：基于目标能源设备的供冷特性或供热特性或供电特性或供气特性的物理信息，以及目标能源设备的处理特性和/或通信特性和/或采集特性的信息，结合目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性，将其映射在物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑上，使得各网络拓扑具备属性信息。

物理网络拓扑可以用：

G_physical＝{N_grid,N_gas,N_heating,N_cooling,E_grid,E_gas,E_heating,E_cooling}表示，其中，N_grid为供电节点，N_has为供气节点，N_heating为供热节点，N_cooling供冷节点，E_grid为供电连边，E_gas为供气连边，E_heating为供热连边，E_cooling为供冷连边。信息网络拓扑可以用G_cyber＝{N_cyber,E_cyber}表示，其中，N_cyber为信息节点，E_cyber为信息连边。交互网络可以用G_inter＝{N_physical,N_cyber,E_{cyber→physical},E_{physcial→cyber}}表示，其中，N_physical为物理节点，N_cyber为信息节点，N_{cyber→physical}为信息节点指向至物理节点，N_{physica1→cyberl}为物理节点指向信息节点。将目标能源设备映射在物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中，更能清楚获知物理侧、信息侧的不同能源介质的状态信息以及信息介质之间的交互信息。

在一种实施方式中，上述步骤S11，基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵，包括：

第一步：确定基于物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑形成的各邻接矩阵，各邻接矩阵的各元素为物理网络拓扑或信息网络拓扑或交互网络的各节点之间的连边权重，若各节点之间无连接关系，各邻接矩阵的各元素为零。

第二步：排列各邻接矩阵形成能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

如下表1所示，为能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

表1

在表1中，A_ecps为能源物联网物理与信息***的邻接矩阵，A_cyber为信息网络拓扑的邻接矩阵，A_cyber→grid为交互网络拓扑中由信息节点指向物理节点的邻接矩阵，A_cyber→gas为交互网络拓扑中由信息节点指向供气节点的邻接矩阵，A_{cyber→heating}为交互网络拓扑中由信息节点指向供热节点的邻接矩阵，A_{cyber→cooling}为交互网络拓扑中由信息节点指向供冷节点的邻接矩阵，A_grid→cyber为交互网络拓扑中由供电节点指向信息节点的邻接矩阵，A_grid为物理网络拓扑中供电节点的邻接矩阵，A_grid→gas为交互网络拓扑中由供电节点指向供气节点的邻接矩阵，A_{grid→heating}为交互网络拓扑中由供电节点指向供热节点的邻接矩阵，A_{grid→cooling}为交互网络拓扑中由供电节点指向供冷节点的邻接矩阵，A_gas→cyber为交互网络拓扑中由供气节点指向信息节点的邻接矩阵，A_gas→grid为交互网络拓扑中由供气节点指向供电节点的邻接矩阵，A_gas为物理网络拓扑中的供气节点，A_{gas→heating}为交互网络拓扑中由供气节点指向供热节点的邻接矩阵，A_{gas→cooling}为交互网络拓扑中由供气节点指向供冷节点的邻接矩阵，A_{heating→cyber}为交互网络拓扑中由供热节点指向信息节点的邻接矩阵，A_{heating→grid}为交互网络拓扑中由供热节点指向供电节点的邻接矩阵，A_{heating→gas}为交互网络拓扑中由供热节点指向供气节点的邻接矩阵，A_heating为交互网络拓扑中由供热节点的邻接矩阵，A_{heating→cooling}为交互网络拓扑中由供热节点指向供冷节点的邻接矩阵，A_{cooling→cyber}为供冷节点指向信息节点的邻接矩阵，A_{cooling→grid}为供冷节点指向供电节点的邻接矩阵，A_{cooling→gas}为交互网络拓扑中由供冷节点指向供气节点的邻接矩阵，A_{cooling→heating}为交互网络拓扑中由供冷节点指向供热节点的邻接矩阵，A_cooling为供冷节点的邻接矩阵。

其中，能源物联网物理与信息***的邻接矩阵A_cyber满足如下矩阵式：

其中，

代表信息节点c1和信息节点ci的连接关系，其满足：

等对角线元素代表信息节点的自环情况，一般情况下不存在自环，元素设为0。

物理网络拓扑中的供电节点的邻接矩阵A_grid满足如下矩阵式：

其中，

同理，在表1中的剩余各邻接矩阵均按照类似于A_cyber、A_grid的矩阵式排列，在此，不再赘述。

物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑形成的各邻接矩阵分别为：A_cyber，A_cyber→grid，A_cyber→gas，A_{cyber→heating}，A_{cyber→cooling}，A_grid→cyber，A_grid→gas，A_{grid→heating}，A_{grid→cooling}，A_gas→cyber，A_gas→grid，A_gas，A_{gas→heating}，A_{gas→cooling}，A_{heating→cyber}，

A_{heating→grid}，A_{heating→gas}，A_heating，A_{heating→cooling}，A_{cooling→cyber}，A_{cooling→cyber}，A_{cooling→grid},A_{cooling→gas}，A_{cooling→heating}，A_cooling，即上述的各邻接矩阵按照相邻关系排列成上述表1所示的邻接矩阵，在表1中的各邻接矩阵，若各节点之间不存在连接关系，则相应元素为0，即对应的邻接矩阵为零矩阵，例如：供冷节点与供热节点之间无连接关系，二者之间交互的邻接矩阵即为零矩阵，即A_{heating→cooling}和A_{cooling→heating}均为零矩阵。例如：在实际应用中，在物理网络拓扑中的供气网络和供冷网络通常也是独立运行的两个***，因此，邻接矩阵A_{gas→cooling}和邻接矩阵A_{cooling→heating}亦均为零矩阵。由供热***反向供气，供冷***反向供电，目前并无实际应用，因而A_{heating→cooling}和A_{cooling→heating}也为零矩阵。步骤S12，通过对物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各节点之间的连边权重。

归一化处理物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑，其目的为了避免能源物联网物理与信息***的物理侧与信息侧二者连接关系的异质性。

在一种实施方式中，如图5所示，上述步骤S12，通过对物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各节点之间的连边权重，包括：

步骤S121：确定物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵。

事实上，在表1中，在能源物联网物理与信息***的邻接矩阵中确定下对角线上物理网络拓扑的邻接矩阵，即A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling。

步骤S122：从物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵的各元素中，确定最大元素。

从上述A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling中，确定邻接矩阵的最大元素，该最大元素对应的物理属性为各节点之间的连边权重，即最大元素为各节点之间的最大连边权重。

步骤S123：利用从各元素中除去最大元素的剩余元素分别除以最大元素，更新物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑的各节点之间的连边权重。

例如：从上述A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling中，确定邻接矩阵的最大元素为a_r1r10，此时，可以利用A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling中的各元素除去a_r1r10的剩余元素分别除以a_r1r10，从而更新A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling。

例如：邻接矩阵A_cyber，A_grid，A_gas，A_heating，和A_cooling的归一化如下伪代码所示：

for A in[A_cyber,A_grid，A_gas，A_heating，A_cooling]:

max_item＝0

for item in A.item():

if item>max_item:

max_item＝item

A＝A/max_item；

在另一种实施方式中，如图6所示，上述步骤S12通过对物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各节点之间的连边权重，还包括：

步骤S61，获取交互网络拓扑中上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵。

步骤S62，获取上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵中的最大元素。

步骤S63，利用上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵中除去最大元素剩余的其余各元素分别除以最大元素，更新上行或下行的各邻接矩阵，以获取交互网络的的各节点之间的连边权重。

信息侧和物理侧之间交互的邻接矩阵，因为上行数据和下行数据的体量往往差距较大，因此，需要将上行的邻接矩阵和下行的邻接矩阵分开归一化。例如：上行的邻接矩阵是指数据由物理侧经采集、传输至信息侧的交互矩阵，例如：分别为A_grid→cyber，A_gas→cyber，A_{heating→cyber}和A_{cooling→cyber}，其归一化处理的方式从四个上行的邻接矩阵中确定最大元素，然后，利用A_grid→cyber，A_gas→cyber，A_{heating→cyber}和A_{cooling→cyber}，中各个元素分别除以这个最大元素来更新各自的归一化值，当然，也可以从四个下行的邻接矩阵中最大元素，然后，利用A_grid→cyber，A_gas→cyber，A_{heating→cyber}和A_{cooling→cyber}，各个元素分别除以这个最大元素来更新各自的归一化值。例如：交互网络中的A_grid→cyber，A_gas→cyber，A_{heating→cyber}和A_{cooling→cyber}，其归一化处理的伪代码如下所示。

max_item＝0

for A in[A_grid→cyber，A_gas→cyber，A_{heating→cyber}，A_{cooling→cyber}]：

for item inA item():

if item>max_item:

max_item＝item

A_grid→cyber＝A_grid→cyber/max_item

A_gas→syber＝A_gas→cyber/max_item

A_{heating→cyber}＝A_{heating→cyber}/max_item

A_{cooling→cyber}＝A_{cooling→cyber}/max_item

步骤S13，根据各节点之间的连边权重，确定物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的关键路径。

经过上述步骤S12的归一化处理后，上述物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的各邻接矩阵的不同能源介质状态信息以及信息介质之间的交互信息更加简单有序。在此基础上，进一步，就更加容易确定能源物联网中不同业务属性构成的网络路径的关键程度。

在一种实施方式中，上述步骤S13，根据各节点之间的连边权重，确定物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的关键路径可以通过如下公式执行：

例如：若节点i和节点j最少跳数路径P_ij由节点{i,n₁,n₂,...,n_k,j}依次连接而成，其跳数为k+1。

其中，P_ij为物理网络拓扑或信息网络拓扑或交互网络拓扑中的关键路径，a_i1为节点i与节点1之间归一化处理后的连边权重，a_i2为节点i与节点2之间归一化处理后的连边权重，a_k-1k为节点k-1与节点k之间归一化处理后的连边权重，a_kj为节点k与节点j之间归一化处理后的连边权重，k+1为任两节点之间的跳数。

其中a_i1等为归一后的连边权重。可以看到，关键路径P_ij的关键度即为组成其路径连边的归一化权重的几何平均值。若节点i和节点j最少跳数路径有两条及两条以上，取关键度最高的路径作为此两节点的最少跳关键路径，即将该路径作为能源物联网物理与信息***最少跳数的关键路径。

例如：若物理网络拓扑或信息网络拓扑或交互网络拓扑的任两节点为邻接节点，其对应的跳数为1，邻接节点且两节点并不直接相连，则任两个网络节点之间的跳数为2。

对本发明实施例中的关键路径进行量化，有利于后续对能源物联网物理与信息***的工程建设或工程分析。

本发明实施例中的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法，可以基于能源物联网拓扑结构，通过归一化不同能源介质以及信息介质之间的连边权重，可以量化能源物联网中不同业务属性构成的网络路径的关键程度，最终有利于后续对能源物联网的工程建设。

基于相同构思，本发明实施例还提供一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定装置，如图7所示，包括如下模块：

邻接矩阵确定模块71，用于基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；

归一化处理模块72，用于通过对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；

关键路径确定模块73，用于根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径。

在一种实施方式中，邻接矩阵确定模块71中目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑通过如下模块创建：

信息划分子模块，用于将能源物联网物理与信息***划分为物理侧和信息侧两部分；

设备确定子模块，用于分别从物理侧和信息侧中确定目标能源设备；

特性获取子模块，用于获取目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性；

映射特性确定子模块，用于确定目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性；

网络拓扑创建子模块，用于根据目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性、目标能源设备的标识信息与物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性，创建物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑。

在一种实施方式中，物理特性包括：供冷特性或供热特性或供电特性或供气特性，信息特性包括：处理特性和/或通信特性和/或采集特性，物理与信息的交互特性包括：从物理侧向信息侧传输的特性或从信息侧向物理侧传输的特性。

在一种实施方式中，邻接矩阵确定模块71包括：

各邻接矩阵确定子模块，用于确定基于物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑形成的各邻接矩阵，各邻接矩阵的各元素为物理网络拓扑或信息网络拓扑或交互网络的各节点之间的连边权重，若各节点之间无连接关系，各邻接矩阵的各元素为零；

邻接矩阵排列子模块，用于排列各邻接矩阵形成能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

在一种实施方式中，归一化处理模块72，包括：

物理网络拓扑邻接矩阵确定子模块，用于确定物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵；

第一元素确定子模块，用于从物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵的各元素中，确定最大元素；

第一矩阵更新子模块，用于利用从各元素中除去最大元素的剩余元素分别除以最大元素，更新物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵，以获取物理网络拓扑、信息网络拓扑的各节点之间的连边权重。

在一种实施方式中，归一化处理模块72，包括：

各邻接矩阵获取子模块，用于获取交互网络拓扑中上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵；

第二元素确定子模块，用于获取上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵中的最大元素；

第二矩阵更新子模块，用于利用上行的各邻接矩阵或下行的各邻接矩阵中除去最大元素剩余的其余各元素分别除以最大元素，更新上行或下行的各邻接矩阵，以获取交互网络的的各节点之间的连边权重。

在一种实施方式中，关键路径确定模块73，根据各节点之间的连边权重，确定物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑中的关键路径通过如下公式执行：

其中，P_ij为物理网络拓扑或信息网络拓扑或交互网络拓扑中的关键路径，a_i1为节点i与节点1之间的归一化处理后的连边权重，a_i2为节点i与节点2之间的归一化处理后的连边权重，a_k-1k为节点k-1与节点k之间的归一化处理后的连边权重，a_kj为节点k与节点j之间的归一化处理后的连边权重，k+1为任两节点之间的跳数。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，该电子设备可以包括处理器81、存储器82，其中处理器81、存储器82可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

处理器81可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器81还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器82作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器81通过运行存储在存储器82中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

存储器82可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器81所创建的数据等。此外，存储器82可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器82可选包括相对于处理器81远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器81。上述网络的实例包括但不限于电网、互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器82中，当被所述处理器81执行时，执行如附图所示实施例中的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

上述电子设备具体细节可以对应参阅附图所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；

通过对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；

根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径。

2.根据权利要求1所述的关键路径确定方法，其特征在于，所述目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑通过如下步骤创建：

将能源物联网物理与信息***划分为物理侧和信息侧两部分；

分别从所述物理侧和所述信息侧中确定所述目标能源设备；

获取所述目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性；

确定所述目标能源设备的标识信息与所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性；

根据所述目标能源设备所具备的物理特性或信息特性或物理与信息的交互特性、所述目标能源设备的标识信息与所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的节点编号之间的映射特性，创建所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑。

3.根据权利要求2所述的关键路径确定方法，其特征在于，所述物理特性包括：供冷特性或供热特性或供电特性或供气特性，所述信息特性包括：处理特性和/或通信特性和/或采集特性，所述物理与信息的交互特性包括：从所述物理侧向所述信息侧传输的特性或从所述信息侧向所述物理侧传输的特性。

4.根据权利要求1所述的关键路径确定方法，其特征在于，基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵，包括：

确定基于所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑形成的各邻接矩阵，所述各邻接矩阵的各元素为所述物理网络拓扑或所述信息网络拓扑或所述交互网络的各节点之间的连边权重，若各节点之间无连接关系，所述各邻接矩阵的各元素为零；

排列所述各邻接矩阵形成能源物联网物理与信息***的邻接矩阵。

5.根据权利要求1所述的关键路径确定方法，其特征在于，对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，包括：

确定所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵；

从所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵的各元素中，确定最大元素；

利用从所述各元素中除去所述最大元素的剩余元素分别除以所述最大元素，更新所述物理网络拓扑中具备供冷特性、供热特性、供电特性、供气特性的邻接矩阵和所述信息网络拓扑中具备信息特性的邻接矩阵，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑的各节点之间的连边权重。

6.根据权利要求1所述的关键路径确定方法，其特征在于，对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，包括：

获取所述交互网络拓扑中上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵；

获取上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵中的最大元素；

利用上行的所述各邻接矩阵或下行的所述各邻接矩阵中除去所述最大元素剩余的其余各元素分别除以所述最大元素，更新上行或下行的所述各邻接矩阵，以获取所述交互网络的的各节点之间的连边权重。

7.根据权利要求1所述的关键路径确定方法，其特征在于，根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径通过如下公式执行：

其中，P_ij为所述物理网络拓扑或所述信息网络拓扑或所述交互网络拓扑中的关键路径，a_i1为节点i与节点1之间归一化处理后的所述连边权重，a_i2为节点i与节点2之间归一化处理后的所述连边权重，a_k-1k为节点k-1与节点k之间归一化处理后的所述连边权重，a_kj为节点k与节点j之间归一化处理后的所述连边权重，k+1为任两节点之间的跳数。

8.一种能源物联网物理与信息***的关键路径确定装置，其特征在于，其特征在于，包括如下模块：

邻接矩阵确定模块，用于基于目标能源设备的物理网络拓扑、信息网络拓扑和交互网络拓扑构成的各邻接矩阵创建能源物联网物理与信息***的邻接矩阵；

归一化处理模块，用于通过对所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑构成的各邻接矩阵进行归一化处理，以获取所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑的各节点之间的连边权重；

关键路径确定模块，用于根据所述各节点之间的连边权重，确定所述物理网络拓扑、所述信息网络拓扑和所述交互网络拓扑中的关键路径。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至7中任一项所述的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

10.一种电子设备，其特征在于，存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的能源物联网物理与信息***的关键路径确定方法。

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