基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法，包括：S1、初始化数据：S2、随机生成若干条损伤构件序号的序列，这些序列作为染色体即为初始种群，设置染色体切片的身份编码和相应损伤状态下水电整体功能水平的信息池，并设置遗传算法的迭代次数；S3、判断需评估的染色体切片的身份编码是否已经存在于信息池中：若存在，则直接调用信息池中的水电整体功能水平；否则，计算获取水电整体功能水平；S4、对染色体进行操作，获得下一代染色体，如已经达到迭代次数，则基于适应性函数值选取最优染色体。本发明专利技术在优化互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法时，能满足灾后恢复的时间紧迫性要求，从而能真正应用到实际灾害场景中。实际灾害场景中。实际灾害场景中。

【技术实现步骤摘要】
基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法


[0001]本专利技术涉及一种基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法。

技术介绍

[0002]每当地震灾害发生，都会对城市的经济运行和社会活动造成巨大影响。韧性城市是防灾减灾领域中的新范式，要求城市能够有抵御灾害并从灾害中快速恢复过来的能力。作为城市必不可少的组成部分——关键基础设施系统，需要在灾后尽可能短的时间内恢复到正常的功能水平，从而对城市中的社会、经济和政府活动提供至关重要的支持。近年来，人们逐渐认识到关键基础设施系统是存在互相依赖关系的，如供水系统中的水泵需要电力系统供电才能维持正常运转、供水系统中水管的爆裂会影响交通系统的正常运行等。
[0003]但目前，考虑存在互相依赖关系的供水系统和电力系统的灾后恢复决策，由于需要对供水系统和供电系统的恢复进行整体优化，而非过往两个系统独立进行恢复决策，导致优化过程的决策变量数翻倍，优化所需的时间非线性增长，这就导致恢复决策难以满足灾后恢复的时间紧迫性要求，也就无法应用到实际的灾害应急中去。
专利
技术实现思路

[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、初始化数据：所述数据至少包括供水系统和电力系统的拓扑结构、构件，供水系统和电力系统的构件的初始物理损伤状况，维修损伤构件的维修资源的数量，建立供水系统与电力系统的依赖数据库；S2、基于步骤S1得到的构件的初始物理损伤状况随机生成若干条损伤构件序号的序列，这些序列作为染色体即为初始种群，设置染色体切片的身份编码和相应损伤状态下水电整体功能水平的信息池，并设置遗传算法的迭代次数；S3、判断需评估的染色体切片的身份编码是否已经存在于信息池中：若存在，则直接调用信息池中的水电整体功能水平；否则，使用功能分析方法计算获取水电整体功能水平，即对电力系统做直流潮流分析、对供水系统做水力分析计算；并计算染色体切片的身份编码，将身份编码和水电整体功能水平储存到信息池中，在染色体切片的水电整体功能水平的基础上，结合时间步长获取水电系统的时间累积功能损失，此即为染色体的适应性函数；S4、至少使用选择、交叉和变异遗传算子对染色体进行操作，获得下一代染色体，如果已经达到迭代次数，则基于适应性函数值选取最优染色体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，供水系统和电力系统的拓扑结构是由节点和边构成的几何图形，其中，节点和边都是供水系统和电力系统的构件；在供水系统中，节点至少为水泵或水库，边为供水管道；在电力系统中，节点至少为变电站或发电站，边为输电线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述供水系统与电力系统的依赖数据库是指与供水系统中的水泵存在对应关系的电力系统中的变电站或发电站，其中，对应关系是指水泵需要电力维持正常运转，若对应区域的变电站或发电站损坏，即无法为水泵供电，水泵无法运转。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，供水系统和电力系统的构件的初始物理损伤状况基于损伤程度自低到高依次划分为第一损伤状态、第二损伤状态、第三损伤状态、第四损伤状态和第五损伤状态；所述维修资源是指配备相应维修工具的单个施工队计数，并假设供水系统和电力系统各自有对应的维修资源且不可通用；假设一个损伤构件对应需要一个维修资源，维修时间随构件的损伤程度严重程度而增加。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，一个染色体为一个序列，即由损伤构件序号1、2、3、
…
、N所组成的数字串，N为损伤构件的数目；一个染色体切片有一个相应损伤状态的水电系统对...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秀兵，王乃玉，林陪晖，
申请(专利权)人：海峡创新互联网股份有限公司，
类型：发明
国别省市：