[发明专利]一种基于风电场场内道路自动选线的升压站选址系统及选址方法

权利要求书

1.一种基于风电场场内道路自动选线的升压站选址系统，其特征在于该系统包括：

(1)数据采集器，用于采集风电场场内道路地理场景的完备三维地形数据；

(2)数字地形模型生成器，用于建立基于地形模型无缝套合的风电场三维场模型；

(3)施工量计算器，用于升压站施工工程量的智能计算；

(4)路径规划器，基于A*寻径算法，基于两节点欧几里得距离dis计算纵坡成本函数、横坡成本函数以及土石填挖方的成本函数，对三者加权计算最优成本，即综合距离最短、坡度最优、升压站建设道路填挖方最少三个参数进行寻优计算获得最优成本，自适应的生成相应的成本最优、坡度符合要求而距离最短的升压站建设线路设计方案；

所述成本函数的计算方法如下：

(3.1)使用欧几里得距离来计算三维空间中i(x_i,y_i.z_i)，j(x_j,y_j.z_j)两节点的距离；

(3.2)设f_{slope_1}(dis)表示纵坡的成本函数，起始点到风机位点的坡度为α，节点间的坡度为β_n，其中n∈V，则纵坡的成本函数：；

(3.3)设f_{slope_c}(dis)表示横坡的成本函数，横向坡度为γ，则横坡的成本函数：；

(3.4)设f_earthwork(dis)表示升压站土石填挖方的成本函数，连接节点i，j之间的直线为L_ij，令每次搜索线所在的地形剖面线为D_ij，其高于L_ij的部分为挖方量，记为Δ_挖，低于L_ij的部分为填方量，记为Δ_填，用节点i，j连接所得的直线剖面线构成的三角形SL_ij来衡量多余的工程量，即升压站建设道路土石填挖方的成本函数；

(3.5)令纵坡、横坡、土石填挖方量分别所占权重为：∑ω_i＝1,ω_i∈(0,1),i＝(1,2,3)；

(3.6)不同影响因子约束下的升压站建设道路规划成本函数为：；

(5)升压站位置计算器，用于在获得最短的升压站建设道路设计方案基础之上，计算通达各风机位点的平均最短距离，应用最小平均距离算法，以确定升压站的最优选址；

(6)显示器及接口，显示风电场升压站的二维施工图并提供二维施工图导出。

2.根据权利要求1所述的一种基于风电场场内道路自动选线的升压站选址系统，其特征在于：所述系统还包括：(7)交互设备，用户使用所述交互设备提供升压站建设道路路宽、坡度和/或转弯半径阈值的交互式输入作为约束条件，从而在升压站选址中规避超过上述阈值的弯道，在保证安全性和通达性的前提下选取符合路宽、坡度要求和/或弯道最少的升压站建设线路。

3.根据权利要求1所述的一种基于风电场场内道路自动选线的升压站选址系统，其特征在于：所述数据采集器采用无人机，利用航空摄影测量技术，实现由点到面、由面到带的风电场高精度地形影像数据获取。