【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力线路迁改数字化，尤其涉及一种数字化电力线路迁改设计方法及系统。
技术介绍
1、随着路桥工程的快速发展，尤其是铁路桥梁的建设，建设工程中，容易引起电力通信线路的迁改。
2、在电力线路迁改的相关技术中，传统方式是在纸质地图上完成后，再到现场进行踏勘，通过不断的踏勘和调整，从而形成最终的路径，但是采用上述方法需要非常长的时间周期并且还存在较大的误差；随着计算机技术的快速发展，针对电力线路数字化迁改，目前也出现了一些采用计算机技术进行迁改方案设计，但这种方案也仅限于将纸质图纸转化为电子图纸，这种单一的电力线路迁改数字化，并不能为施工人员提供辅助性的迁改决策，存在功能比较单一的问题。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种数字化电力线路迁改设计方法及系统，旨在解决传统的电力线路迁改数字化技术，并不能为施工人员提供辅助性的迁改决策，存在功能比较单一的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。
3、本专利技术一实施例提供了一种数字化电力线路迁改设计方法，包括以下步骤：
4、对目标迁改区域进行栅格化处理，对每个栅格进行成本赋值，得到每个栅格的成本期望，成本期望用于表征栅格所在区域对电力线路迁改工程造价的成本；
5、根据每个栅格的成本期望，确定目标迁改区域中由低成本栅格所组成的低成本区域；
6、基于既有电力线路和目标迁改区域，确定目标迁改区域中目标路径的起始栅格和目标栅格；>
7、利用引入低成本区域的蚁群算法在目标迁改区域中搜索所述起始栅格和目标栅格之间的多个迁改路径，计算并比较每个迁改路径的成本数据，基于比较结果确定电力线路迁改设计方案并输出。
8、进一步的，所述对目标迁改区域进行栅格化处理的步骤，包括：
9、获取目标迁改区域的遥感图像，对遥感图像转化为灰度图；
10、对所述灰度图进行栅格化，得到由规则排列的初始栅格拼接而成的灰度图，依次对每个初始栅格进行自适应四叉树图像分割，得到自适应分辨率栅格区域图。
11、进一步的，所述对每个初始栅格进行自适应四叉树图像分割，得到自适应分辨率栅格区域图的步骤，包括：
12、设定整个栅格地图中最小的栅格尺寸为lm，并将所有初始栅格定义为第一代栅格；
13、对于每个栅格，如果当前栅格的尺寸大于lm，则继续进行分割判断；如果等于或小于lm，则停止分割，进入下一步；
14、判断当前栅格的灰度值方差是否大于预设的方差阈值vf；如果大于vf，则需要进行分割；如果小于或等于vf，则进一步检查栅格内的4×4个子栅格的灰度值方差；
15、如果栅格内的4×4个子栅格的灰度值方差都小于均值阈值vs，则当前栅格不进行分割，进入下一步；如果至少有一个子栅格的灰度值方差大于vs，则需要进行分割；
16、对需要分割的栅格进行四叉树分割，将其划分为4个相同尺寸的第二代子栅格；这些子栅格属于同一代，而当前栅格成为这4个子栅格的上一代栅格；然后，对这4个第二代子栅格依次进行灰度值方差是否大于预设的方差阈值vf的判断，以决定是否需要进一步分割；
17、对于已经完成分割判断的栅格，如果其同一代的其他栅格还有未进行分割判断的，继续对这些栅格进行灰度值方差是否大于预设的方差阈值vf的判断；如果同一代的所有栅格都已完成判断，则对上一代的栅格进行同样的判断过程；
18、重复上述过程，直到整个图像的每个栅格都不满足分割判断条件，得到自适应分辨率栅格区域图。
19、进一步的，所述对每个栅格进行成本赋值的步骤，包括：
20、基于影响电力线路迁改选线成本的因素建立层次分析模型，得到每个栅格的成本期望，其中，所述影响电力线路迁改选线成本的因素包括：环境因素、社会因素、建设因素和运维因素；
21、将栅格的成本期望作为目标层，将环境因素、社会因素、建设因素和运维因素作为因素层，将评价指标作为评价指标层，构建层次基础模型；
22、采用层析分析法ahp将层次基础模型构建为层次分析模型，根据层析分析法ahp中的0.1至0.9标度对每个因素层下的评价指标进行量化评估，得到评估数据，然后基于模糊层次分析法fahp对评估数据构造出优先关系矩阵，通过优先关系矩阵求解出每个因素层下的评价指标的权重，求解出各个评价指标对目标选线成本的综合权重，根据综合权重得到栅格的成本期望。
23、进一步的，所述栅格的成本期望表示为：
24、；
25、其中，r表示栅格的成本期望；表示人工成本的理想值；表示材料成本的理想值；p表示考虑人工成本因素的总数；q表示考虑材料成本因素的总数。
26、进一步的，所述利用引入低成本区域的蚁群算法在目标迁改区域中搜索所述起始栅格和目标栅格之间的多个迁改路径的步骤，包括：
27、设置蚁群算法的各个初始参数，包括蚂蚁数量、最大迭代次数、信息素浓度和启发信息；
28、每只蚂蚁从目标迁改区域的起始栅格出发，开始搜索遍历进行路径寻优，选择转移概率最大的栅格作为转移栅格；
29、每次寻优迭代后，更新信息素浓度，开始新一轮的搜索，使蚁群重新回到起始栅格，并在达到预定的迭代次数后，结束搜索，找出多个优选路径作为迁改路径。
30、进一步的，所述选择转移概率最大的栅格作为转移栅格的步骤，包括：
31、利用引入低成本区域的转移概率公式计算第w只蚂蚁从栅格u转移到栅格v的转移概率，转移概率公式表示为：
32、；
33、；
34、式中，表示第w只蚂蚁在t时刻从栅格u转移到栅格v的转移概率；表示在成本期望的条件下，蚂蚁转移的信息量；表示信息素浓度函数；表示启发信息函数；表示在成本期望的条件下，蚂蚁在t时刻的期望转移程度；表示在t时刻栅格u、栅格v之间的路径是否落在低成本区域内的取值，引入低成本区域可以提高蚁群搜索的效率，并防止蚁群陷入局部最优解；表示在成本期望的条件下，t时刻蚂蚁路径是否落在低成本区域内的取值；、分别表示信息素浓度因子和启发信息因子。
35、进一步的，在所述更新信息素浓度的步骤中，信息素浓度随着每次迭代而更新，信息素浓度的更新方式表示为：
36、；
37、其中，ρ是信息素的挥发率，ρ是一个介于0和1之间的常数，表示信息素随时间减少的比例；表示第m只蚂蚁在第k轮迭代中完成搜索且经过栅格u到栅格v时留下的信息素，计算方式表示为：
38、；
39、其中，c（m）表示蚂蚁m搜索得到的路径的成本；q表示修正系数。
40、本专利技术另一实施例提供了一种数字化电力线路迁改设计系统，包括以下模块：
41、区域处理模块，用于对目标迁改区域进行栅格化处理，对每个栅格进行成本赋值，得到每个栅格的成本期望，成本期望用于表征栅格所在区域对电力线路迁改工程造价的成本；
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1.一种数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对目标迁改区域进行栅格化处理的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对每个初始栅格进行自适应四叉树图像分割，得到自适应分辨率栅格区域图的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对每个栅格进行成本赋值的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述栅格的成本期望表示为：
6.根据权利要求5所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述利用引入低成本区域的蚁群算法在目标迁改区域中搜索所述起始栅格和目标栅格之间的多个迁改路径的步骤，包括：
7.根据权利要求6所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述选择转移概率最大的栅格作为转移栅格的步骤，包括：
8.根据权利要求7所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，在所述更新信息素浓度的步骤中，信
9.一种用于实现如权利要求1至8任一项所述数字化电力线路迁改设计方法的系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：
...【技术特征摘要】
1.一种数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对目标迁改区域进行栅格化处理的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对每个初始栅格进行自适应四叉树图像分割，得到自适应分辨率栅格区域图的步骤，包括：
4.根据权利要求3所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述对每个栅格进行成本赋值的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的数字化电力线路迁改设计方法，其特征在于，所述栅格的成本期望表示为：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：籍云龙，王立明，李朋飞，郭彦凯，迟洪伟，苑丰，苏宁，顾世民，毕爱文，卫永杰，赵运文，
申请(专利权)人：中铁二十二局集团电气化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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