【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及輸電線路規(guī)劃，具體而言，涉及一種山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法。
技術(shù)介紹
1、目前輸電線路工程常規(guī)的最短路徑計(jì)算算法大部分基于a*搜索算法（a?starsearch?algorithm）或bfs算法（breadth-first-search?寬度優(yōu)先搜索），對(duì)桿塔路徑進(jìn)行規(guī)劃，然而對(duì)于經(jīng)常經(jīng)過山區(qū)進(jìn)行建設(shè)的輸電線路而言，山區(qū)中經(jīng)常存在影響輸電桿塔建設(shè)的障礙區(qū)，障礙區(qū)可能為存在障礙物的區(qū)域、土地、草地、丘陵、沙地、雷區(qū)或環(huán)境保護(hù)區(qū)等，這些障礙區(qū)由于地形環(huán)境限制或者政策法規(guī)限制，無法進(jìn)行桿塔的建設(shè)，通常需要進(jìn)行繞行。
2、而在上述路徑規(guī)劃方法中，缺少路徑障礙區(qū)信息的普通尋址算法，其中未考慮障礙區(qū)的實(shí)際影響范圍，需要多次通過人工修改計(jì)算結(jié)果的方式對(duì)路徑進(jìn)行修正；并且根據(jù)計(jì)算的范圍擴(kuò)大導(dǎo)致運(yùn)算過程過長(zhǎng)，使用8核64g的民用電腦進(jìn)行一次規(guī)劃計(jì)算需要數(shù)周甚至數(shù)月；同時(shí)由于山區(qū)桿塔建設(shè)的特殊性，傳統(tǒng)算法未結(jié)合山區(qū)特點(diǎn)進(jìn)行考量，最終規(guī)劃結(jié)果難以實(shí)現(xiàn)山區(qū)桿塔建設(shè)的最優(yōu)化，即最經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題之一。
2、為此，本專利技術(shù)提供了一種山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法。
3、本專利技術(shù)提供了一種山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，包括：
4、獲取建設(shè)地址的gis地圖信息；所述gis地圖信息至少包括山峰位置、山峰高度、障礙區(qū)位置和障礙區(qū)范圍；其中，所述障礙區(qū)為地形條件限制或政策法規(guī)限制需要進(jìn)行避
5、對(duì)建設(shè)地址進(jìn)行網(wǎng)格化處理，劃分為若干個(gè)柵格，形成網(wǎng)格地圖；
6、根據(jù)建設(shè)地址的網(wǎng)格地圖進(jìn)行版塊分割，對(duì)每個(gè)版塊分別進(jìn)行路徑設(shè)計(jì)；
7、隨機(jī)選擇一點(diǎn)作為起點(diǎn)，采用尋路算法以起點(diǎn)為基礎(chǔ)尋找初始最優(yōu)路徑；所述尋路算法采用f、g和h值標(biāo)注法對(duì)路徑移動(dòng)的成本進(jìn)行表示，其中，g表示上一節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)際成本，h表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到版塊邊緣的估計(jì)成本，f表示節(jié)點(diǎn)選擇總成本，即g與h的和；所述起點(diǎn)、當(dāng)前節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)均以柵格為單位進(jìn)行表示；在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)中選擇節(jié)點(diǎn)選擇總成本最低的節(jié)點(diǎn)作為下一節(jié)點(diǎn)，直至當(dāng)前節(jié)點(diǎn)達(dá)到版塊邊緣；每確定一個(gè)下一節(jié)點(diǎn)，則對(duì)路徑距離進(jìn)行累計(jì)，得到初始最優(yōu)路徑的路徑距離；
8、采用dread模型對(duì)障礙區(qū)的威脅等級(jí)進(jìn)行判斷，根據(jù)障礙區(qū)范圍和威脅等級(jí)確定障礙區(qū)影響范圍；當(dāng)初始最優(yōu)路徑經(jīng)過障礙區(qū)影響范圍時(shí)，根據(jù)障礙區(qū)影響范圍進(jìn)行路徑繞行設(shè)計(jì)，得到最優(yōu)路徑，最優(yōu)路徑的路徑距離為初始最優(yōu)路徑的路徑距離與繞行距離的和；
9、進(jìn)行節(jié)點(diǎn)選擇和繞行時(shí)，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否為山峰，在節(jié)點(diǎn)為山峰時(shí)，判斷當(dāng)前山峰是否為版塊內(nèi)的最高峰，對(duì)山峰高度進(jìn)行累計(jì)，得到最優(yōu)路徑的累計(jì)高度；
10、對(duì)版塊中由若干個(gè)起點(diǎn)形成的若干條最優(yōu)路徑進(jìn)行篩選，篩選原則包括：丟棄未經(jīng)過版塊內(nèi)最高峰的路徑，選擇累計(jì)高度最高的最優(yōu)路徑作為本版塊內(nèi)的最優(yōu)路徑；
11、利用基于特征的圖像匹配算法對(duì)相鄰版塊內(nèi)的最優(yōu)路徑進(jìn)行拼接，得到建設(shè)地址的桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑。
12、根據(jù)本專利技術(shù)上述技術(shù)方案的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，還可以具有以下附加技術(shù)特征：
13、在上述技術(shù)方案中，所述采用尋路算法以起點(diǎn)為基礎(chǔ)尋找初始最優(yōu)路徑，包括：
14、判斷起點(diǎn)是否位于障礙區(qū)，若起點(diǎn)位于障礙區(qū)，則放棄該起點(diǎn)，重新選擇起點(diǎn)；
15、從起點(diǎn)柵格開始，即起點(diǎn)為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，根據(jù)與起點(diǎn)柵格相臨的所有柵格的f值，選擇其中f值最小的至少一個(gè)柵格作為下一節(jié)點(diǎn)，對(duì)路徑距離進(jìn)行累計(jì)；
16、將下一節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否到達(dá)版塊邊緣，若未到達(dá)版塊邊緣，則根據(jù)與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)相臨的所有柵格的f值，選擇其中f值最小的至少一個(gè)柵格作為下一節(jié)點(diǎn)，對(duì)路徑距離進(jìn)行累計(jì)；若當(dāng)前節(jié)點(diǎn)已到達(dá)版塊邊緣，將篩選出各節(jié)點(diǎn)的連線作為初始最優(yōu)路徑，并形成路線圖，輸出路徑距離累計(jì)結(jié)果作為本條初始最優(yōu)路徑的路徑距離。
17、在上述技術(shù)方案中，所述尋路算法采用f、g和h值標(biāo)注法對(duì)路徑移動(dòng)的成本進(jìn)行表示，包括：
18、對(duì)每個(gè)柵格的g值和h值進(jìn)行賦值，其中，g值為根據(jù)地形和移動(dòng)方向賦予的上一節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)際成本，h值為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到版塊邊緣的估計(jì)成本；
19、所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到版塊邊緣的估計(jì)成本為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與版塊邊緣的垂直距離以及當(dāng)前節(jié)點(diǎn)與版塊邊緣在垂直方向上的坡度之和。
20、在上述技術(shù)方案中，所述采用dread模型對(duì)障礙區(qū)的威脅等級(jí)進(jìn)行判斷，包括：
21、對(duì)障礙區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行求和，將求和結(jié)果作為障礙區(qū)的威脅等級(jí)，所述風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)包括潛在損失、重現(xiàn)性、可利用性、受影響用戶和可發(fā)現(xiàn)性，每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的取值范圍為0~1，則有：
22、
23、其中，表示障礙區(qū)的威脅等級(jí)，表示第m個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的取值。
24、在上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)障礙區(qū)范圍和威脅等級(jí)確定障礙區(qū)影響范圍，包括：
25、以障礙區(qū)中心到障礙區(qū)最遠(yuǎn)邊緣的距離作為障礙區(qū)范圍的實(shí)際半徑；
26、根據(jù)障礙區(qū)范圍的實(shí)際半徑和威脅等級(jí)計(jì)算障礙區(qū)影響范圍半徑：
27、
28、其中，表示障礙區(qū)影響范圍半徑，表示障礙區(qū)范圍的實(shí)際半徑；
29、在障礙區(qū)中心以為半徑的圓形區(qū)域即為障礙區(qū)影響范圍；
30、當(dāng)初始最優(yōu)路徑經(jīng)過障礙區(qū)影響范圍時(shí)，沿障礙區(qū)影響范圍邊緣進(jìn)行路徑繞行直至初始最優(yōu)路徑不與障礙區(qū)影響范圍存在干涉。
31、在上述技術(shù)方案中，還包括：
32、每次繞行障礙區(qū)時(shí)，計(jì)算繞行權(quán)重消耗，對(duì)繞行權(quán)重消耗進(jìn)行累計(jì)；繞行權(quán)重消耗累計(jì)值超過權(quán)重消耗閾值時(shí)，放棄當(dāng)前路徑，重新進(jìn)行設(shè)計(jì)；
33、所述繞行權(quán)重消耗的計(jì)算方法包括：
34、
35、其中，表示繞行權(quán)重消耗，表示項(xiàng)目權(quán)重因子，項(xiàng)目權(quán)重因子越高，則本次項(xiàng)目成本投入越大，可選用的繞行路徑越長(zhǎng)。
36、在上述技術(shù)方案中，所述利用基于特征的圖像匹配算法對(duì)相鄰版塊內(nèi)的最優(yōu)路徑進(jìn)行拼接，得到建設(shè)地址的桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑，包括：
37、分別提取兩個(gè)相鄰版塊中路線圖的特征點(diǎn)形成特征點(diǎn)集和；其中，表示一個(gè)版塊中第n個(gè)特征點(diǎn)，表示另一個(gè)版塊中第m個(gè)特征點(diǎn)；
38、通過bfmatcher匹配算法找到兩個(gè)特征點(diǎn)集之間的匹配點(diǎn)對(duì)，形成匹配點(diǎn)對(duì)集；其中，，；
39、根據(jù)匹配點(diǎn)對(duì)集m估計(jì)兩版塊之間的變換矩陣t，所述變換矩陣用于通過平移或旋轉(zhuǎn)將特征點(diǎn)集中的特征點(diǎn)映射到新的位置；
40、根據(jù)變換矩陣確定兩版塊中路徑的拼接方案。
41、在上述技術(shù)方案中，所述根據(jù)匹配點(diǎn)對(duì)集m估計(jì)兩版塊之間的變換矩陣，包括：
42、
43、其中，表示誤差函數(shù)，表示歐式距離；
44、通過最小化誤差函數(shù)，確定變換矩陣。
45、在上述技術(shù)方案中，還包括：<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述采用尋路算法以起點(diǎn)為基礎(chǔ)尋找初始最優(yōu)路徑，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述尋路算法采用F、G和H值標(biāo)注法對(duì)路徑移動(dòng)的成本進(jìn)行表示，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述采用DREAD模型對(duì)障礙區(qū)的威脅等級(jí)進(jìn)行判斷，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述根據(jù)障礙區(qū)范圍和威脅等級(jí)確定障礙區(qū)影響范圍，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述利用基于特征的圖像匹配算法對(duì)相鄰版塊內(nèi)的最優(yōu)路徑進(jìn)行拼接，得到建設(shè)地址的桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述根據(jù)匹配點(diǎn)對(duì)集M估計(jì)兩版塊之間的變換矩
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述采用尋路算法以起點(diǎn)為基礎(chǔ)尋找初始最優(yōu)路徑，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述尋路算法采用f、g和h值標(biāo)注法對(duì)路徑移動(dòng)的成本進(jìn)行表示，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述采用dread模型對(duì)障礙區(qū)的威脅等級(jí)進(jìn)行判斷，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的山區(qū)桿塔最優(yōu)建設(shè)路徑選址方法，其特征在于，所述根據(jù)障礙區(qū)范圍和威脅等級(jí)確定障礙區(qū)影響...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮勇，李林君，鄢秀慶，李會(huì)超，郭夢(mèng)琳，熊濤，駱俊林，李元琪，李啟翔，張維，王舒晨，李雨帆，羅倩倩，朱華磊，李冬，吳少南，段升位，陳怡然，李安琪，楊妍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國電力工程顧問集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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