[发明专利]一种输电线路路径优化方法及计算机程序产品

说明书

本发明公开了一种输电线路路径优化方法及计算机程序产品，该方法包括的步骤有：(1)DEM数字化；(2)输电线路平面模型；(3)成路径初始解；(4)设计适应度函数；(5)输电线路优化遗传算子设计；(6)输出最优路径结果。本发明基于改进遗传算法，在进化过程中产生的最优个体(精英个体)不进行交叉配对，直接复制到下一代中，保障最优个体不会被交叉、变异和选择操作破坏或者丢失，对遗传算法的全局收敛性具有重要作用。本发明解决了无法获得全局最优路径的问题，同时结合了GeoServer和OpenLayers，解决了之前研究者基于ArcGIS进行线路优化时权限限制问题，在提升了线路规划效率的前提下，节省了综合成本。

技术领域

本发明涉及一种输电线路路径优化方法及计算机程序产品，尤其涉及一种基于改进遗传算法的输电线路路径优化方法及计算机程序产品，属于输电线路规划设计技术领域。

背景技术

近年来，全国各地对用电的需求不断增加，输电线路是联系发电厂、变电所和用户之间的纽带，是构成输电网和配电网的重要元素，基于此输电线路的高效科学规划具有举足轻重的意义。

电网输电线路规划设计的核心是输电线路路径方案的选定，属于路径优化范畴，早期输电线路的规划主要依赖于人工，工作周期长效率低，难以对线路方案进行优选对比。随着计算机技术的发展，其应用延伸至了输电线路的规划之中，之后又将三维GIS引入至了输电线路的路径优化。

电网规划由传统勘测设计逐渐朝智能化、自动化的方向发展，而GIS在其中有着重要的作用，把GIS与人工智能结合，应用于输电线路的路径选择与优化是电网规划实现自动化、信息化和智能化的发展趋势和必然选择。

目前已有技术将遗传算法与ArcGIS相结合进行输电线路路径优化，但其基于传统遗传算法未能获得全局最优解，且ArcGIS平台具有权限性，不利于扩展应用。

发明内容

本发明基于改进遗传算法，在进化过程中产生的最优个体(精英个体)不进行交叉配对，直接复制到下一代中，保障最优个体不会被交叉、变异和选择操作破坏或者丢失，对遗传算法的全局收敛性具有重要作用，同时结合GIS进行输电线路的路径优化工作。

一种输电线路路径优化方法，步骤如下：

步骤(1)DEM数字化：将研究区域的DEM数字化，作为输电线路平面模型的基础；

步骤(2)输电线路平面模型：将线路进行数字化操作，作为后续的遗传算法的基础；

步骤(3)成路径初始解，每个初始解代表一条规划线路，得到一组初始种群，使算法开始搜索；

步骤(4)设计适应度函数：基于目标要求与输电线路的选线要求，计算每条规划线路的适应度，将适应度最高的规划线路直接添加到下一个待循环种群中(精英保留策略)。

步骤(5)输电线路优化遗传算子设计：设计遗传操作算子；

步骤(6)输出结果(最优路径)。

进一步地，所述DEM数字化包括：

要基于遗传算法进行路径规划，首先将需要进行线路优化区域的DEM进行数字化，转化为ASCII码文件，将其结合java存储至数据库，属性值为空间位置，线路规划影响因素，并新建字段存储每条线路的适应度值。

进一步地，所述输电线路平面模型包括：

将DEM数字化后，进入输电线路优化步骤，为例方便进行计算，将构建便于求解的输电线路平面模型。平面模型的构建思路如下，在数字化后的DEM上确定线路的起点(Ps)与终点(Pe)将其在网格中用曲线SE相连接并保证不产生回路，并用直线段LineSE将Ps线路优化的过程转化为寻找垂直线上适宜点。

进一步地，所述输电线路优化适应度函数包括：