CN107909226A - 一种业扩报装供电方案设计方法及装置 - Google Patents

一种业扩报装供电方案设计方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种业扩报装供电方案设计方法及装置，方法包括：根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。

Description

一种业扩报装供电方案设计方法及装置
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，特别涉及一种业扩报装供电方案设计方法及装置。
背景技术
随着信息技术、机器学习等相关技术的不断发展，电网公司不断积累电网网架、配网设备信息台账、配网运行和电力营销相关信息和数据，实现了PMS系统、营销业务系统、配网自动化系统、EMS系统的更新升级和营配调信息的全面集成贯通。
在现有技术中，有一种结合管理信息系统(MIS)与地理信息系统(GIS)的业扩报装辅助决策系统。该系统采用插件式开发结构，结合数据库、智能算法等工具实现了业扩报装的辅助决策。另一种技术方案是将GIS应用开发与现有自动化系统相互融合来实现业扩报装自动化的方法。该方法能够快速适应现有系统，具有更改小，实现简单等方法。
综上分析可知，现有业扩报装的营配贯通技术主要是通过将管理信息系统(MIS)与地理信息系统(GIS)进行结合，并采用迪杰斯特拉算法与A*算法实现空间分析。但这种方法在面对大型城市的海量数据时将十分耗费计算资源。
发明内容
本申请实施方式的目的是提供一种业扩报装供电方案自动化设计方法及装置，解决传统技术处理速度慢的技术问题。
为实现上述目的，本申请实施方式提供一种业扩报装供电方案设计方法，包括：
根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；
由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；
对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；
从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
优选地，所述第一路径集合通过Floyd算法获得。
优选地，所述第二路径集合通过IDA*算法获得。
优选地，所述供电路径决策树获得步骤包括：
根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；
根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点；直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
优选地，所述决策规则包括：报装容量规则、走廊及跨越条件规则、可开放容量阈值规则、线路敷设条件规则。
为实现上述目的，本申请实施方式还提供一种业扩报装供电方案设计装置，包括：
道路决策单元，用于根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；
第一路径集合获得单元，用于由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；
第二路径集合获得单元，用于对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；
业扩报装供电方案确定单元，用于从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
优选地，所述第一路径集合获得单元通过Floyd算法获得第一路径集合。
优选地，所述第二路径集合获得单元通过IDA*算法获得第二路径集合。
优选地，所述装置还包括供电路径决策树建立单元；其中，所述供电路径决策树建立单元包括：
根节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；
子节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点，直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
上述技术方案具有如下有益效果：
本技术方案综合利用电力行业相关的空间信息和非空间信息，通过供电路径决策树算法、Floyd算法和IDA*算法，仅需记录已探明最优路径的节点，内存占用呈线性增长。对于大城市复杂道路构成的海量数据，该方法可以有效减少内存占用，处理速度快等优势。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提出的一种业扩报装供电方案设计方法流程图；
图2为供电路径决策树示意图；
图3为本申请实施例提出的一种业扩报装供电方案设计装置功能框图；
图4为本实施例的业扩报装供电方案设计装置软件功能实现示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，为本申请实施例提出的一种业扩报装供电方案设计方法流程图。包括：
步骤101)：根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路。
在本实施例中，根据申请报装点周围道路的各种属性使用供电路径决策树对周边道路进行决策，得到目标决策变量为“是否允许规划供电路径”。在实际中，道路的属性包括但不限于跨越条件、变压器负荷条件等。
对于供电路径决策树来说，根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点；直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
有新的用户申请报装时，将用户的报装信息输入至供电路决策树中，根据决策规则判断，可以得到申请报装点到供电点之间哪些道路是否能够布线的结论。在本实施例中，用户的报装信息包括但不限于新用户的申请报装位置、新用户的申请报装需求等等。
在决策过程中，需要对申请报装点到供电点之间的道路属性进行分类。本技术方案以信息熵增益为分类属性不纯度的度量进行属性选择。首先，信息熵的定义为：
其中，P(xi|t)表示给定节点t中属于类xi对象的比例；n为对象个数；H(X)为信息熵。
需要比较划分前的属性不纯度与划分后属性不纯度，其差距越大，说明选择的划分属性越好。定义信息熵增益为Δinfo：
其中，Hf(X)为划分前信息熵；N是划分前对象总数，k是属性值的个数，N(tj)是与划分后节点tj相关联的对象个数。在这里，“对象”即指代道路属性。
对不同道路属性进行计算，选择使得信息熵增益达到最大的划分属性对道路属性进行划分。
根据式(1)、式(2)计算每个属性的信息熵增益，根据信息熵增益最高原则对道路属性进行划分，知道将所有的道路属性分开，最终得到供电路径决策树，如图2所示。
供电路径决策树无需在每次新用户报装时重新训练，可以在新用户数量达到一定程度时再对供电路径决策树进行重新训练，对决策规则进行更新，具有自我学习的能力。
在本实施例中，当完成申请报装点到供电点之间的道路能否布线进行决策后，得到可以布线与不可以布线两类道路。将两类道路抽象成图，以不同的标识在地图中显示。
在本实施例中，所述决策规则包括：报装容量规则、走廊及跨越条件规则、可开放容量阈值规则、线路敷设条件规则。其中，对于报装容量规则来说，在用户交互界面输入供电方案的电压等级。设定报装容量为X，报装容量域值为X1、X2,X1<X2,规则如下：
规则1：IF 0<X<X1,THEN报装用户∈低压用户；
规则2：IF X1<X<X2,THEN报装用户∈专变用户；
规则3：IF X2<X,THEN报装用户∈专线用户；
在用户交互界面输入供电方案的电压等级。
对于走廊及跨越条件规则来说，在基础信息库中设置表示走廊、跨越条件等信息的字段。电力线路不受到限制的路段满足走廊条件，2个走廊之间能够实现连接满足跨越条件。系统根据建筑物高度、道路宽度、是否存在支路、是否遭遇河流、铁路等障碍物自动为走廊条件和跨越条件赋值，以1和0分别表示满足规则和不满足规则。
对于可开放容量阈值规则来说，从PMS系统中获取变压器、电力线路、变电站的设备信息，采集变电站及变压器的容量、负载率、历史最高负荷信息、间隔利用率和电力线路负载率、历史最高电流信息、线路短时允许载流等信息，分别计算变压器及线路的可开放容量，设置可开放容量域值为Sm。则可开放容量域值规则设置为IF接入设备容量<Sm，THEN可以接入。
对于线路敷设条件规则来说，线路敷设方式分为电缆沟道与导线架空。线路敷设条件，完成电缆沟道信息与地理信息的数据融合。若设计线路敷设方式采用电缆沟道，供电路径需满足走廊条件的同时，电缆沟道利用率满足供电要求，否则采用导线架空敷设方式。设置1和0分别表示满足规则和不满足规则。
线路敷设条件规则设置为：IF走廊条件＝1∩电缆沟道利用率＝1，THEN采用电缆沟道方式，ELSE采用导线架空方式。
步骤102)：由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合。
在本实施例中，使用Floyd算法获得第一路径集合。长度阈值根据实际情况进行设置。
步骤103)：对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合。
在本实施例中，通过IDA*算法获得第二路径集合。投资阈值根据实际情况进行设置。
步骤104)：从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
在本实施例中，将不同的布线方案以不同颜色显示，对布线方案进行潮流计算、线路损耗计算，校验布线方案是否合理。如果布线方案合理，则让用户从合理的布线方案中选择布线方案。如果布线方案不合理，则本技术方案重新迭代运算，直至获得合理的布线方案。
如图3所示，为本申请实施例提出的一种业扩报装供电方案设计装置功能框图。包括：
道路决策单元301，用于根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；
第一路径集合获得单元302，用于由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；
第二路径集合获得单元303，用于对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；
业扩报装供电方案确定单元304，用于从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
在本实施例中，所述第一路径集合获得单元通过Floyd算法获得第一路径集合。
在本实施例中，所述第二路径集合获得单元通过IDA*算法获得第二路径集合。
在本实施例中，所述装置还包括供电路径决策树建立单元；其中，所述供电路径决策树建立单元包括：
根节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；
子节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点，直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
本技术方案是为解决营销、运检、调度、规划业务融合和供电方案寻优的实际应用问题开发的一种自动化、智慧化、交互化的软件，它综合利用与空间分布相关的各类数据信息，融合电网公司自身营销、运检、调度、规划业务系统的数据信息及电力行业相关的模型与知识，采用智能化、信息化手段解决业扩报装决策问题。面向营配信息贯通的业扩报装系统包括基础信息库、模型库、规则库、综合数据库和用户界面。
在软件上为了实现业扩报装供电方案设计装置的功能单元，设置了如图4所示的软件功能实现示意图。包括：
(1)基础信息库：基础信息库是面向营配信息贯通的业扩报装系统设计开发应用的基础，存储电力行业相关的空间信息和非空间信息，在原PMS系统中站、线、变、户等系统数据的基础上，存储了实时/准实时同步设备台账与网络拓扑关系和多源数据，融合像元级、特征级、决策级等地理信息、电网信息、营销信息数据。
(2)模型库：模型库是面向营配信息贯通的业扩报装系统的核心，该库内各个模型可单独使用，也可通过组装、生成、连接等进行统一管理，包括可视化的电网模型、接入点选择模型、供电路径规划模型、供电方案评价模型，其中供电方案评价模型中包括潮流分析计算模型、可开放容量计算模型、负荷平衡模型等。
(3)规则库：规则库用于存储规则、方法和推理机制。
(4)综合数据库：综合数据库用于存储系统推理过程的中间数据和被处理对象的一些当前信息。
软件的用户界面简洁友好，营销业务人员可便捷地使用数据库、模型库，自动生成供电方案极大地提高了工作效率。面向营配信息贯通的业扩报装系统以基础信息库为基础，将供电方案自动生成的相关知识、算法、模型纳入模型库中，运用启发式搜索、决策树和空间分析方法抽象成图，实现业扩报装供电方案自动设计。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog2。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现客户端、服务器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得客户端、服务器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种客户端、服务器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。尤其，针对客户端的实施方式来说，均可以参照前述方法的实施方式的介绍对照解释。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。

Claims (9)

1.一种业扩报装供电方案设计方法，其特征在于，包括：
根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；
由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；
对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；
从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一路径集合通过Floyd算法获得。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二路径集合通过IDA*算法获得。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供电路径决策树获得步骤包括：
根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；
根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点；直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述决策规则包括：报装容量规则、走廊及跨越条件规则、可开放容量阈值规则、线路敷设条件规则。
6.一种业扩报装供电方案设计装置，其特征在于，包括：
道路决策单元，用于根据申请报装点到供电点之间每条道路的属性，通过供电路径决策树对到达供电点需要途经的道路进行决策，确定允许布线的道路与不允许布线的道路；
第一路径集合获得单元，用于由允许布线的道路构成可行性的供电路径，从所述可行性的供电路径中获得路径长度小于长度阈值的第一路径集合；
第二路径集合获得单元，用于对所述第一路径集合中每一条路径进行估价，获得供电路径总体花费小于投资阈值的第二路径集合；
业扩报装供电方案确定单元，用于从所述第二路径集合中确定业扩报装供电方案。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一路径集合获得单元通过Floyd算法获得第一路径集合。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二路径集合获得单元通过IDA*算法获得第二路径集合。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括供电路径决策树建立单元；其中，所述供电路径决策树建立单元包括：
根节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得历史申请报装点到供电点之间道路的属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点；
子节点确定模块，用于根据历史的决策规则获得除所述根节点对应属性之外的其他属性的信息增益，将所述信息增益最高的属性作为根节点的子节点，直至完成历史申请报装点到供电点之间每条道路的属性划分，由所述根节点和所述子节点构成供电路径决策树。
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