一种输电线路应急抢修路径优化系统及方法技术方案

一种输电线路应急抢修路径优化系统及方法，其中，系统包括：故障定位装置，定位故障发生点的位置；调度中心，根据抢修人员手持终端或抢修车辆上GPS跟踪设备确定人员和车辆位置，选取抢修人员和车辆；调度中心根据各物资库现有所需物资库存情况，选择目标物资库；调度中心按照本发明专利技术的应急抢修路径优化方法确定最佳路径并下发到抢修人员和车辆的导航设备；抢修人员和车辆按照导航设备的最佳路线指示迅速到达物资库领取所需抢修物资并到达抢修现场。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路应急抢修路径优化系统及方法
本专利技术属于计算机应用
，具体地，涉及一种输电线路应急抢修路径优化系统及方法。
技术介绍
在整个发电、变电、输电、用电过程中，输电是保证电网稳定供电的重要环节，能在输电线路发生故障后迅速完成调度及抢修对于提高电网运行效率、减小停电面积、缩短停电时间等都具有重要意义。完成调度及抢修的关键步骤之一就是抢修车辆能沿着最优路径快速获取抢修物资并到达抢修现场。目前有很多算法来求解路径优化问题,如Dijkstra算法、模拟退火算法、蚁群算法和遗传算法，但每种算法都存在自身缺点，其中：Dijkstra算法随着网络规模的不断扩大执行效率会严重下降；模拟退火算法中的某些收敛条件不容易实现，且实际应用效果不佳；遗传算法局部搜索能力较差,很容易出现早熟收敛现象；蚁群算法存在四个控制参数(n、β、ρ、q0)选取难问题，过小收敛速度慢，过大容易得到局部最优解。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有路径优化算法存在的缺陷，提出一种输电线路应急抢修路径优化系统及方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：包括故障定位装置、调度中心、手持或车载移动端，其中，故障定位装置通过移动基站与调度中心进行信息交互，调度中心与手持车载移动端通过无线网络进行信息交互；所述的故障定位装置包括主控模块、故障检测模块、数据收发模块和定位模块，故障检测模块将故障信息发送给主控模块，定位模块将定位数据传送给主控模块，主控模块将故障及位置信息发送给数据收发模块，数据收发模块向调度中心发送故障信息及故障点位置信息；调度中心软系统包括故障管理模块、人员车辆管理模块、物资库管理模块、路径优化模块和统计分析模块，其中：通过故障管理模块用于实时接收故障信息，发出报警提示音及信息，并自动计算故障点的位置与变电站之间的距离，计算出距离故障点最近的杆塔，获得杆塔号及杆塔信息；结合GIS系统，用于在地图上动态查看抢修人员及车辆位置，查看所有物资库位置，同时查看每个物资库的物资库存信息；路径优化模块用于根据故障点的位置、抢修人员和车辆位置、物资库位置及库存信息，结合改进的遗传-蚁群算法，迅速自动求解应急抢修最佳路径，并在地图上显示，同时可下发至抢修人员和车辆；通过人员车辆管理模块和物资库管理模块对抢修人员、车辆及物资库进行信息的管理和维护；统计分析模块用于存储和处理历史故障信息、抢修现场发送的所有信息、抢修人员及车辆的所有历史轨迹结构化、半结构化及非结构化数据，对常见故障点及故障所需物资、抢修及抢修最优路径进行统计分析，供日后参考及决策使用。所述的手持移动端软系统包括任务模块、导航模块、信息查询模块及信息交互模块，其中：任务模块用于下载当前调度中心下发的任务，查看任务所涉及的输电线路、杆塔、抢修物资信息，上传现场照片，同时对工作票进行管理；导航模块用于下载导航路径，供抢修人员依据导航路径到达故障杆塔，进行抢修；信息交互模块用于抢修人员在抢修现场与调度中心实时进行沟通，包括文字、语音、图像、视频信息；抢修人员通过信息查询模块查看本辖区所有输电线路信息、杆塔信息、历史抢修记录及故障处理操作手册文件。一种输电线路应急抢修路径优化方法，其特征在于包括下列步骤：故障定位装置定位故障发生点的位置；调度中心根据抢修人员手持终端或抢修车辆上GPS跟踪设备，确定人员和车辆位置，选取抢修人员和车辆；调度中心根据各物资库现有所需物资库存情况，选择目标物资库；调度中心确定最佳路径并下发到抢修人员和车辆的导航设备；抢修人员和车辆按照导航设备的最佳路线指示迅速到达物资库，领取所需抢修物资并迅速到达抢修现场。进一步地，结合GIS系统将整个输电线路变成地理数据，故障定位装置定位故障发生点的位置并将其显示在地图上，通过计算故障点的位置与变电站之间的距离，计算出距离故障点最近的杆塔，获得杆塔号。进一步地，抢修人员手持终端或抢修车辆上GPS跟踪设备24小时开启，抢修人员和抢修车辆信息通过无线数据网络传送到调度中心并显示在电子地图上，方便管理中心管理员进行统一定位、调度及管理。进一步地，电子地图上能够查看各物资库位置，通过单击动态查看物资库中各种物资库存情况，调度中心根据各物资库与抢修人员和抢修车辆的距离及所需物资的库存量，确定获取物资的物资库。进一步地，建立路网数学模型，将道路的交叉路口抽象为拓扑图中的节点，道路抽象为拓扑图中的边，将路网抽象为拓扑图，采用行驶时间作为每段路段的权值，在图中搜寻一条从起始点到目标点的路径，使路径权值最小。进一步地，将搜索区域进行动态划分，以起始点A和目标点B的距离为直径建立圆形搜索区域，减少搜索节点的数目，进而减小问题的规模。进一步地，采用改进的遗传-蚁群算法求解输电线路应急抢修路径，建立矩阵，存储不同时间段的路段平均等待时间dtij＝1/(pjcj-mij)和通过交叉路口时间ttij＝1/pjcj，其中pj为j路口的绿灯信号比，cj为j路口通行能力，mij为此路段的实际车流量，用于计算蚁群算法中能见度ηij的值，将故障发生时间作为系统输入值，按照其所属的时间段，将能见度ηij的值更新为1/Wij+λ/(dtij+ttij),其中λ是该路段等待时间发生概率，取值在[0,1]之间，Wij＝d/v，其中，d为路段长度，v为路段限制速度。进一步地，抢修人员利用移动设备或车载导航系统动态下载、查看导航路径，同时，在抢修现场实时查看目的杆塔和线路的相关信息，通过文字、语音、图像及视频信息与调度中心实时进行沟通。进一步地，基于建立的私有云平台，系统采用海量数据存储和管理技术，现场发送的所有信息及抢修人员及车辆的轨迹结构化、半结构化及非结构化数据全部进行自动保存和管理，用于数据的统计、分析及决策所需。本专利技术提供的一种输电线路应急抢修路径优化方法，调度中心实时接收到故障信息后，迅速定位故障发生点的位置及抢修人员和车辆位置，基于距离及物资库存情况选择目标物资库，采用改进的遗传-蚁群算法求解应急抢修最佳路径，引导抢修人员及车辆以最短时间到达抢修现场，解决了传统人工查找故障点，根据经验到达抢修现场方法存在用时较长、效率低下的问题。同时，建立私有云平台，抢修人员能及时了解需抢修杆塔及线路的相关数据，包括杆塔经纬度、杆塔类型等等，并能存储以往的抢修路径、各种类型的历史信息供分析和决策使用。附图说明图1为本专利技术实施例中输电线路应急抢修路径优化系统的结构图；图2为本专利技术实施例中输电线路应急抢修路径优化方法流程图；图3为本专利技术实施例中输电线路应急抢修路径优化方法中蚁群算法详细流程图。具体实施方式参照图1，本专利技术具体实施方式的系统具体包括：故障定位装置、调度中心、手持(车载)移动端。其中，故障定位装置通过移动基站与调度中心进行信息交互，调度中心与手持车载移动端通过无线网络进行信息交互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：包括故障定位装置、调度中心、手持或车载移动端，其中：/n所述故障定位装置将故障发生点的位置信息发送给调度中心；/n所述调度中心使用应急抢修路径优化方法确定最佳抢修路径；/n所述手持(车载)移动端下载最佳抢修路径并进行导航。/n

【技术特征摘要】
1.一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：包括故障定位装置、调度中心、手持或车载移动端，其中：
所述故障定位装置将故障发生点的位置信息发送给调度中心；
所述调度中心使用应急抢修路径优化方法确定最佳抢修路径；
所述手持(车载)移动端下载最佳抢修路径并进行导航。


2.根据权利要求1所述的一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：所述的故障定位装置包括主控模块、故障检测模块、数据收发模块和定位模块，故障检测模块、数据收发模块和定位模块分别与主控模块相连，故障检测模块将故障信息发送给主控模块，定位模块将定位数据传送给主控模块，主控模块将故障及位置信息发送给数据收发模块，数据收发模块向调度中心发送故障点信息。


3.根据权利要求1所述的一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：调度中心软系统包括故障管理模块、人员车辆管理模块、物资库管理模块、路径优化模块和统计分析模块，其中：
故障管理模块用于实时接收故障信息，发出报警提示音及信息，并自动计算故障点的位置与变电站之间的距离，计算出距离故障点最近的杆塔，获得杆塔号及杆塔信息；结合GIS系统，在地图上动态查看抢修人员及车辆位置，查看所有物资库位置，同时查看每个物资库的物资库存信息；
路径优化模块用于根据故障点的位置、抢修人员和车辆位置、物资库位置及库存信息，结合改进的遗传-蚁群算法，迅速自动求解应急抢修最佳路径，并在地图上显示，同时可下发至抢修人员和车辆；
人员车辆管理模块和物资库管理模块用于对抢修人员、车辆及物资库进行信息的管理和维护；
统计分析模块用于存储和处理历史故障信息、抢修现场发送的所有信息、抢修人员及车辆的所有历史轨迹结构化、半结构化及非结构化数据，对常见故障点及故障所需物资、抢修及抢修最优路径进行统计分析，供日后参考及决策使用。


4.根据权利要求1所述的一种输电线路应急抢修路径优化系统，其特征在于：所述的手持移动端软系统包括任务模块、导航模块、信息查询模块及信息交互模块，其中：
任务模块用于下载当前调度中心下发的任务，查看任务所涉及的输电线路、...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓峰，赵立英，王敏珍，顾良翠，官宇哲，刘超，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：吉林;22