一种基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法技术

本发明专利技术的一种基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，采用多元数据驱动，对地域进行分类，选择虚拟拓扑节点构造虚拟拓扑地图，根据短路径最短优化方法选取可行拓扑节点行总体路径规划；在选择的虚拟拓扑路径后，在所经的拓扑节点间构造半环域式步进环栅地图，才用分段式切割法，对栅格进行编号，根据栅格属性定义，利用栅格属性对路径进行优化筛选，根据距离函数、成本目标函数和转角目标函数，构造多目标优化函数，对输电线路路径进行协同优化。

A multi-objective optimal route selection method for transmission lines based on step-by-step ring grid

The multi-objective optimization path selection method of transmission line based on step-by-step ring grid adopts multi-element data drive to classify regions, selects virtual topology nodes to construct virtual topology map, selects feasible topology nodes to conduct total path planning according to the shortest path optimization method, and constructs a half ring between the topological nodes after the selected virtual topology path In the domain step-by-step ring grid map, the grid is numbered by the segmented cutting method. According to the grid attribute definition, the path is optimized and screened by the grid attribute. According to the distance function, the cost objective function and the corner objective function, the multi-objective optimization function is constructed to optimize the transmission line path cooperatively.

【技术实现步骤摘要】
一种基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法
本专利技术属于输电线路路径选择优化领域，涉及一种于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法。
技术介绍
在经济发展的带动下，社会对于电力的需求不断增长，电网的规划问题也引起了社会各界的广泛关注。电网的规划属于一个多决策变量、多约束条件的混合整数非线性规划问题。输电线路路径选择作为输电线路设计的基础，已经有完善的设计流程，选线工作一般按照设计阶段分为四步进行，即室内选线、收集资料、初勘与终勘选线。传统输电线路路径选择时依托于地形图，不过由于地形图上信息无法更新，加之近年来我国经济飞速发展，城乡建设加快，导致现场实际情况与地形图上信息差距较大，设计人员需多次到现场核实并到各地国土资源局收集相关信息后，对线路路径进行多次调整，不仅延长设计周期，更难以保证设计的准确性和时效性。该方法耗费大量人力物力且人工勘测过程存在一定的危险性且存在人工进行输电线路路径设计时需考虑的信息复杂困难，工作量大的问题，主观性强，缺乏系统的整体性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：选取相关影响因素并融合GIS数据，构造特征因素指标集；/n步骤2：根据区域性质将可建造电塔的半环域划分为多类，将多个种类构造成区域特征集；/n步骤3：构造分类算法，根据特征因素指标集和区域特征集，对多个可建造电塔的半环域进行分类；/n步骤4：以起点、终点、居住群落中间区域或者必经点为拓扑节点，生成虚拟拓扑路径网络，构造虚拟拓扑地图，根据虚拟拓扑地图对路径进行总体规划；/n步骤5：根据分类算法对拓扑节点进行分类，并将拓扑节点间的距离作为拓扑节点的权值，选择虚拟拓扑地图中的最优拓扑总体路径；/n步骤6：在...

【技术特征摘要】
1.一种基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：选取相关影响因素并融合GIS数据，构造特征因素指标集；
步骤2：根据区域性质将可建造电塔的半环域划分为多类，将多个种类构造成区域特征集；
步骤3：构造分类算法，根据特征因素指标集和区域特征集，对多个可建造电塔的半环域进行分类；
步骤4：以起点、终点、居住群落中间区域或者必经点为拓扑节点，生成虚拟拓扑路径网络，构造虚拟拓扑地图，根据虚拟拓扑地图对路径进行总体规划；
步骤5：根据分类算法对拓扑节点进行分类，并将拓扑节点间的距离作为拓扑节点的权值，选择虚拟拓扑地图中的最优拓扑总体路径；
步骤6：在最优拓扑总体路径的相邻拓扑节点间构造局域步进环栅地图，将可建造电塔的区域构成半环域，将相邻拓扑节点间的半环域划分成多个栅格，并对栅格进行编号；
步骤7：读取GIS数据，根据不可建造区域的海拔因素对可建造电塔的半环域的栅格进行筛选，对筛选出的可行栅格和不可行栅格进行标识，将可行栅格构成预选区域；
步骤8：根据基尼系数判断预选区域内每个可行栅格的复杂程度；
步骤9：对可建造区域内的可行栅格进行参数配置，根据配置的参数中的经、纬度属性、电塔高度构造距离函数；
步骤10：根据步进环栅地图，构造成本目标函数；
步骤11：根据相邻电塔间的转角，构造转角目标函数；
步骤12：根据距离函数、成本目标函数和转角目标函数，构造多目标优化函数，对输电线路路径进行协同优化。


2.如权利要求1所述的基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，所述步骤2中具体为：
将可建造环形区域划分为：可行区、可穿越区、可跨越区和不可行区4类，区域特征集表示为D＝{dm,m＝1,2,3,4}，其中dm表示区域标识。


3.如权利要求1所述的基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，所述步骤3中具体为：
步骤3.1：特征因素指标集表示为F＝{f1,f2,...fi,...,fN1}，其中i＜N1，i∈Z；N1表示特征因素指标的数量，fi表示选取的特征因素指标，构造子特征因素集R1,R2,其中R1∪R2＝F；R1包含k个子元素，R2包含q个子元素，k+q＝N1，即R1＝{ri(1),i＝1,2,...,k}为决策辅集，有将其进行成本估算权重赋值，ri(1)∈(0,1)，为决策主集，将其进行决策赋值其中0表示不可建造点，1表示可建造点；
步骤3.2：各个决策辅集所共有的并运算为Scale表示占据比，各个决策主集所共有的交运算子空间Ru和RI都是逻辑运算结果，则有R＝Ru^RI，其中，运算为1，则可确定为建造可行点，0为不可行点。


4.如权利要求1所述的基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，所述步骤5具体为：
根据分类算法对拓扑节点进行分类，排除不可行区，将起点到终点间的拓扑节点的距离权重构造成权重向量ωT＝(ω1,ω2,...,ωn)T，其中n表示拓扑结构的边数；由起点到终点的拓扑节点集合表示为OT＝(O1,O2,...,On)T，则根据拓扑目标方程选择最短路径，作为最优拓扑总体路径。


5.如权利要求1所述的基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法，其特征在于，所述步骤6具体为：
步骤6.1：以拓扑节点为坐标原点，纵坐标轴取两相邻拓扑节点的连线方向为正方向，构造直角...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯健，于春洋，卢森骧，任程泽，马大中，李云博，徐临平，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21