[发明专利]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

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供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，利用GIS数据信息融合多元数据驱动，采用多目标优化算法实现对输电线路最优路径选择方法。

本发明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，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。

在本发明的基于步进环栅的输电线路的多目标优化路径选择方法中，所述步骤2中具体为：