CN108596389A - 基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,通过对各电能表作为测量点顺序编号,按照编号顺序依次完成对各测量点的电表数据抄读后,记录完成整个抄读工作所对应的抄表流程顺序及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间,电力集中器通过在若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,自该起始抄表测量点开始选取电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,在被访问的前后两个抄表测量点形成的抄表流程路径上留下信息素,记录完成整个抄读工作对应的抄表流程顺序及完成抄表流程顺序耗费的抄表时间,如此重复执行,得到多个抄表流程顺序对应的抄表时间,以抄表时间最短的抄表流程顺序为电力集中器的最佳抄读流程顺序,提高电力集中器的抄表效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力集中器领域,尤其涉及一种基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法。
背景技术
作为城市中布局最为广泛的国家公有基础设施,电力系统在国民经济社会发展中至关重要。实现电力集中器对各电能表数据的快速读取、提高电能表数据采集效率对于保证电力系统的正常运行具有重要意义。
在电力系统中,电力集中器通常会与多个电能表形成一个电力抄表系统,电力集中器负责完成对各电能表数据的采集工作。当前,一个电力集中器一般需要管理上千只电能表,这时就需要在电力集中器中建立针对各电能表的电表档案,并以这些电表档案所对应的电能表作为测量点。电力集中器通过向其所管辖的各电能表按照一定顺序(例如逻辑顺序)下发抄表方案,然后由各电能表将对应的应答数据信息反馈给电力集中器,从而完成电力集中器对各电能表数据的抄读工作。
然而,现有的这种电力集中器抄表方法仍然存在不足之处:由于电力集中器对各电能表的抄读顺序通常是固定的,这将导致出现抄表速度慢以及采集率低的缺点;另外,一旦现场安装的电能表出现物理故障,如果仍旧按照现有的基于固定顺序的抄表方法更无法解决抄表速度慢、采集率低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,用于包括有电力集中器以及若干电能表所形成的电力抄表系统,其特征在于,所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法包括如下步骤1至步骤8:
步骤1,在所述电力集中器中建立针对所述各电能表的表档案,由电力集中器将各表档案所对应的电能表分别作为测量点进行顺序编号;其中,所述电力抄表系统中的电能表个数标记为N,第i个测量点标记为Meteri,1≤i≤N;
步骤2,所述电力集中器按照各测量点的编号大小顺序依次完成对所述各测量点的电表数据抄读工作,并由电力集中器记录完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;其中,所述完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H0,完成该抄表流程顺序H0耗费的抄表时间标记为T0;
步骤3,所述电力集中器在所述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上留下信息素,记录完成该步骤3中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;
其中,所述电力集中器在该步骤3中对各抄表测量点仅访问一次,该步骤3中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H1,完成该抄表流程顺序H1所耗费的抄表时间标记为T1;所述选择访问概率标记为Pij(t):
其中,Pij(t)表示在当前时刻t,电力集中器从测量点Meteri选择访问测量点Meterj的选择访问概率;Cij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的信息素挥发函数,Cij(t)=C·e-t,C为信息素常数;Dij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的启发函数,Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;Fij(t)表示在当前时刻t,对应步骤3中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子;1≤j≤N;
J(i)表示截止当前时刻t时,电力集中器在测量点Meteri处所能够选择的可选择测量点列表;Cis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的信息素挥发函数,Cis(t)=C·e-t;Dis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的启发函数,Tis表示截止当前时刻t时,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的平均时间;
步骤4,所述电力集中器获取步骤2和步骤3中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,得到步骤3中所述抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤4中的所述抄表时间差值标记为△T1,△T1=|T1-T0|;步骤3中所述抄表流程顺序中所对应的反馈因子标记为Fij(t):
其中,Fij(t)表示在当前时刻t所对应抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子,∑Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中测量点Meteri到测量点Meterj之间的累积时间;Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;1≤j≤N;
步骤5,所述电力集中器再次在所述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始按照步骤3的方式将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上再次留下信息素,记录完成该步骤5中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
其中,所述电力集中器在该步骤5中对各抄表测量点仅访问一次,该步骤5中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H2,完成该抄表流程顺序H2所耗费的抄表时间标记为T2;
步骤6,所述电力集中器获取步骤4和步骤5中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,并按照步骤4中的方式得到步骤5中所述抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤6中的所述抄表时间差值标记为△T2,△T2=|T2-T1|;
步骤7,所述电力集中器重复执行步骤5和步骤6,得到多个抄表流程顺序以及分别对应完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
步骤8,所述电力集中器根据分别完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间,选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,并由该电力集中器后续按照所得最佳抄表流程顺序抄读所述各测量点的电表数据。
可选地,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,所述电力集中器通过电力线载波方式或485通信方式或无线方式抄读各电能表中的数据。
改进地,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,在步骤8中,满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序个数大于1时,所述电力集中器按照如下步骤a1~步骤a3选取最佳抄表流程顺序:
步骤a1,所述电力集中器分别获取满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的各抄表流程顺序;
步骤a2,所述电力集中器分别提取步骤a1中各抄表流程顺序对应的反馈因子,并得到所提取反馈因子中的最大值;
步骤a3,所述电力集中器以步骤a2中具有最大值的反馈因子所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,以由该电力集中器后续按照该最佳抄表流程顺序抄读所述各测量点的电表数据。
改进地,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,在步骤1中,所述电力集中器分别对各表档案所对应的电能表赋予不同级别的抄读优先级,并由电力集中器按照电能表抄读优先级的级别高低顺序对各测量点进行顺序编号。
进一步地,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,所述电力集中器按照各电能表与该电力集中器之间的通信质量强弱程度分别对应赋予不同的抄读优先级给各测量点。
进一步改进,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,所述电力集中器按照电能表数据类型赋予不同的抄读优先级给对应类型的电能表数据。
再改进,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,所述电力抄表系统内还具有能够分别通信连接电力集中器以及所述各电能表的路由器;所述电力集中器智能抄表方法还包括如下步骤b1~步骤b4:
步骤b1,所述电力集中器发送包括有预定采集时间的定时采集指令给路由器;其中,所述定时采集指令包括有电力集中器所要采集的目标测量点编号;
步骤b2,所述路由器在所述预定采集时间到来之前预先获取各测量点内的电能表数据,并分别存储获取的电能表数据到路由器的内存中;
步骤b3,所述电力集中器在所述预定采集时间发送数据采集指令给路由器;其中,所述数据采集指令包括所要采集的目标测量点编号以及对应采集该目标测量点的电能表数据类型;
步骤b4,所述路由器解析所述数据采集指令中的目标测量点编号,并由该路由器将自身预先存储的所述目标测量点编号所对应的电能表数据发送给电力集中器处理。
改进地,所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法还包括:所述电力集中器与路由器进行针对步骤1中所述表档案的同步操作,并且由所述路由器按照电力集中器对各测量点的编号顺序分别获取和存储对应测量点中的电能表数据的步骤;或者,
所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法还包括:所述路由器在接收到电力集中器新发送来的定时采集指令时,路由器删除自身已经存储的前一个定时采集指令所对应的电能表数据,并且按照该新发送来的定时采集指令获取对应测量点内的电能表数据的步骤。
改进地,在所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法中,所述路由器按照不同的电能表数据类型对应分配不同的存储区间,所述表档案包括电能表地址和电能表规约类型;或者,
所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法还包括:所述电力集中器发送针对定时采集指令有效时间的指令时效性信息给路由器,且所述路由器在所述指令时效性信息的有效时间内接收到对应的定时采集指令后,该路由器执行步骤b2至步骤b4;否则,所述路由器不予执行针对各测量点的任何操作。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
首先,本发明中的电力集中器智能抄表方法通过将各电能表作为测量点进行顺序编号,且按照编号顺序依次完成对各测量点的电表数据抄读后,记录完成整个抄读工作对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间,然后电力集中器通过在若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上留下信息素,记录完成整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间,如此重复执行,以得到多个抄表流程顺序所对应的抄表时间,再以抄表时间最短的抄表流程顺序作为电力集中器后续抄读电能表数据时的最佳抄读流程顺序,从而可以大大缩短电力集中器抄读电能表数据的时间,提高了采集效率;
其次,本发明中的电力集中器智能抄表方法通过针对电力抄表系统中各测量点做全局性的智能化遍历搜索和访问,有效地提高了电力集中器针对多个电能表的数据抄读时的适应性,保证了所抄读各测量点的电能表数据的完整性;
最后,本发明中的电力集中器智能抄表方法还通过针对不同电能表、不同类型的电能表数据设置不同的抄读优先级,以满足电力集中器先后对电能表中不同类型数据的抄读需要。
附图说明
图1为本发明实施例中基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示,本实施例中基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,用于包括有电力集中器以及若干电能表所形成的电力抄表系统,该基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法包括如下步骤1至步骤8:
步骤1,在电力集中器中建立针对各电能表的表档案,由电力集中器将各表档案所对应的电能表分别作为测量点进行顺序编号;其中,电力抄表系统中的电能表个数标记为N,第i个测量点标记为Meteri,1≤i≤N;也就说,在本实施例中,电力抄表系统中的每一个电能表均被电力集中器作为测量点而赋予一个顺序编号,从而将具有编号的电能表作为电力集中器执行抄表操作时的测量点;
步骤2,电力集中器按照各测量点的编号大小顺序依次完成对各测量点的电表数据抄读工作,并由电力集中器记录完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;其中,完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H0,完成该抄表流程顺序H0耗费的抄表时间标记为T0;
步骤3,电力集中器在上述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上留下信息素,记录完成该步骤3中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;本实施例中所说的“若干测量点”即为N个测量点;
其中,电力集中器在该步骤3中对各抄表测量点仅访问一次,以确保每一个测量点均被遍历到且只能够被抄一次表;该步骤3中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H1,完成该抄表流程顺序H1所耗费的抄表时间标记为T1;在本实施例中,选择访问概率标记为Pij(t):
其中,Pij(t)表示在当前时刻t,电力集中器从测量点Meteri选择访问测量点Meterj的选择访问概率;Cij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的信息素挥发函数,Cij(t)=C·e-t,C为信息素常数;Dij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的启发函数,Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;Fij(t)表示在当前时刻t,对应步骤3中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子;1≤j≤N;
J(i)表示截止当前时刻t时,电力集中器在测量点Meteri处所能够选择的可选择测量点列表;Cis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的信息素挥发函数,Cis(t)=C·e-t;Dis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的启发函数,Tis表示截止当前时刻t时,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的时间;
例如,在本实施例的电力抄表系统中,电能表的总个数N=6,即对应地,该电力抄表系统中的测量点分别是Meter1、Meter2、Meter3、Meter4、Meter5和Meter6;
该步骤3中,截止当前时刻t时,完成的抄表流程顺序为Meter1→Meter2→Meter4;也就是说,截止当前时刻t,电力集中器在测量点Meter4处所能够选择的可选择测量点只有测量点Meter3、测量点Meter5和测量点Meter6,从而使得截止当前时刻t,电力集中器在测量点Meter4处所能够选择的可选择测量点列表J(4)为{Meter3,Meter5,Meter6};
此时,在当前的这个抄表流程顺序中,如果电力集中器选择的下一个测量点为Meter3,那么,测量点Meter4到可选择测量点列表J(4)中测量点Meter3之间的时间就标记为T43;其他情况依次类推;
另外,针对该步骤3中的参数Tij此处做如下说明:
假如截止当前时刻t,该电力抄表系统已经完成了三个抄表流程顺序,即完成了抄表流程顺序H1、抄表流程顺序H2和抄表流程顺序H3:
在抄表流程顺序H1中,电力集中器访问测量点Meteri到测量点Meterj之间的时间为5秒;在抄表流程顺序H2中,电力集中器访问测量点Meteri到测量点Meterj之间的时间为6秒,在抄表流程顺序H3中,电力集中器访问测量点Meteri到测量点Meterj之间的时间为4秒。这样,截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间为5秒,即Tij=5秒;
步骤4,电力集中器获取步骤2和步骤3中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,得到步骤3中抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤4中的抄表时间差值标记为△T1,△T1=|T1-T0|;步骤3中抄表流程顺序中所对应的反馈因子标记为Fij(t):
其中,Fij(t)表示在当前时刻t所对应抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子,∑Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中测量点Meteri到测量点Meterj之间的累积时间;Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;1≤j≤N;
步骤5,电力集中器再次在上述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始按照步骤3的方式将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上再次留下信息素,记录完成该步骤5中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
其中,电力集中器在该步骤5中对各抄表测量点仅访问一次,该步骤5中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H2,完成该抄表流程顺序H2所耗费的抄表时间标记为T2;
步骤6,电力集中器获取步骤4和步骤5中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,并按照步骤4中的方式得到步骤5中抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤6中的抄表时间差值标记为△T2,△T2=|T2-T1|;
步骤7,电力集中器重复执行步骤5和步骤6,得到多个抄表流程顺序以及分别对应完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
比如说,电力集中器经重复执行步骤5和步骤6,最终得到了5个抄表流程顺序以及分别对应各抄表流程顺序所耗费的抄表时间;这5个抄表流程顺序分别标记为H1、H2、H3、H4和H5;对应地,各抄表流程顺序所对应耗费的抄表时间分别标记为T1、T2、T3、T4和T5;
步骤8,电力集中器根据分别完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间,选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,并由该电力集中器后续按照所得最佳抄表流程顺序抄读所述各测量点的电表数据。
例如,在步骤7中最终得到了5个抄表流程顺序所对应的抄表时间中,抄表流程顺序H4所对应耗费的抄表时间T4最小,此时电力集中器就以该抄表时间T4所对应的抄表流程顺序H4作为最佳抄表流程顺序,从而使得电力集中器后续按照所得该最佳抄表流程顺序H4抄读电力抄表系统中的N个测量点的电表数据。
当然,本实施例中的电力集中器可用根据需要通过电力线载波方式或485通信方式或无线方式抄读各电能表中的数据,也就是各测量点的电能表数据。
为了避免出现多条抄表流程顺序所耗费的抄表时间相同的问题,本实施例针对步骤8还可以做出如下改进:在步骤8中,满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序个数大于1时,电力集中器按照如下步骤a1~步骤a3选取最佳抄表流程顺序:
步骤a1,电力集中器分别获取满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的各抄表流程顺序;
步骤a2,电力集中器分别提取步骤a1中各抄表流程顺序对应的反馈因子,并得到所提取反馈因子中的最大值;
步骤a3,电力集中器以步骤a2中具有最大值的反馈因子所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,以由该电力集中器后续按照该最佳抄表流程顺序抄读各测量点的电表数据。
当然,考虑到不同类型电能表数据对电力集中器抄读工作的重要性程度,在本实施例的步骤1中,电力集中器还可以分别对各表档案所对应的电能表赋予不同级别的抄读优先级,并由电力集中器按照电能表抄读优先级的级别高低顺序对各测量点进行顺序编号。至于抄读优先级的级别高低问题,可以由本实施例中的电力集中器按照各电能表与该电力集中器之间的通信质量强弱程度分别对应赋予不同的抄读优先级给各测量点。
为了进一步满足电力集中器对电能表中不同类型数据的抄读需要,此处的电力集中器还可以再进一步按照电能表数据类型赋予不同的抄读优先级给对应类型的电能表数据。
为了提高电力集中器对各测量点中电能表数据的抄读效率,减少电力集中器与测量点建立通信时的时间消耗,本实施例中的电力抄表系统可以具有能够分别通信连接电力集中器以及各电能表的路由器,电力集中器智能抄表方法进一步包括如下步骤b1~步骤b4:
步骤b1,电力集中器发送包括有预定采集时间的定时采集指令给路由器;其中,定时采集指令包括有电力集中器所要采集的目标测量点编号;
其中,电力集中器还可以与路由器进行针对步骤1中表档案的同步操作,并且由该路由器按照电力集中器对各测量点的编号顺序分别获取和存储对应测量点中的电能表数据;这里的表档案包括电能表地址和电能表规约类型;
步骤b2,路由器在预定采集时间到来之前预先获取各测量点内的电能表数据,并分别存储获取的电能表数据到路由器的内存中;其中,路由器可以按照不同的电能表数据类型对应分配不同的存储区间;
步骤b3,电力集中器在预定采集时间发送数据采集指令给路由器;其中,数据采集指令包括所要采集的目标测量点编号以及对应采集该目标测量点的电能表数据类型;
步骤b4,路由器解析数据采集指令中的目标测量点编号,并由该路由器将自身预先存储的目标测量点编号所对应的电能表数据发送给电力集中器处理。
当然,本实施例中的路由器在接收到电力集中器新发送来的定时采集指令时,路由器删除自身已经存储的前一个定时采集指令所对应的电能表数据,并且按照该新发送来的定时采集指令获取对应测量点内的电能表数据,从而不仅可以节约路由器的内存容量,也可以有效避免路由器将前后两次所存储电能表数据做出混乱保存,进而有效避免影响电力集中器对各测量点中电能表数据抄读时的准确性。
另外,本实施例中的电力集中器还可以发送针对定时采集指令有效时间的指令时效性信息给路由器,且路由器在该指令时效性信息的有效时间内接收到对应的定时采集指令后,该路由器执行上述步骤b2至步骤b4;否则,路由器不予执行针对各测量点的任何操作。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例,但是应该清楚地理解,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,用于包括有电力集中器以及若干电能表所形成的电力抄表系统,其特征在于,所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法包括如下步骤1至步骤8:
步骤1,在所述电力集中器中建立针对所述各电能表的表档案,由电力集中器将各表档案所对应的电能表分别作为测量点进行顺序编号;其中,所述电力抄表系统中的电能表个数标记为N,第i个测量点标记为Meteri,1≤i≤N;
步骤2,所述电力集中器按照各测量点的编号大小顺序依次完成对所述各测量点的电表数据抄读工作,并由电力集中器记录完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;其中,所述完成当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H0,完成该抄表流程顺序H0耗费的抄表时间标记为T0;
步骤3,所述电力集中器在所述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上留下信息素,记录完成该步骤3中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序耗费的抄表时间;
其中,所述电力集中器在该步骤3中对各抄表测量点仅访问一次,该步骤3中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H1,完成该抄表流程顺序H1所耗费的抄表时间标记为T1;所述选择访问概率标记为Pij(t):
其中,Pij(t)表示在当前时刻t,电力集中器从测量点Meteri选择访问测量点Meterj的选择访问概率;Cij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的信息素挥发函数,Cij(t)=C·e-t,C为信息素常数;Dij(t)表示测量点Meteri到测量点Meterj之间的启发函数,Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;Fij(t)表示在当前时刻t,对应步骤3中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子;1≤j≤N;
J(i)表示截止当前时刻t时,电力集中器在测量点Meteri处所能够选择的可选择测量点列表;Cis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的信息素挥发函数,Cis(t)=C·e-t;Dis(t)表示测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的启发函数,Tis表示截止当前时刻t时,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到可选择测量点列表J(i)中测量点Meters之间的平均时间;
步骤4,所述电力集中器获取步骤2和步骤3中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,得到步骤3中所述抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤4中的所述抄表时间差值标记为△T1,△T1=|T1-T0|;步骤3中所述抄表流程顺序中所对应的反馈因子标记为Fij(t):
其中,Fij(t)表示在当前时刻t所对应抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的反馈因子,∑Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中测量点Meteri到测量点Meterj之间的累积时间;Tij表示截止当前时刻t,所有已完成抄表流程顺序中的测量点Meteri到测量点Meterj之间的平均时间;1≤j≤N;
步骤5,所述电力集中器再次在所述若干测量点中任选一个测量点作为起始抄表测量点,并自该起始抄表测量点开始按照步骤3的方式将选择访问概率最大时所对应的测量点作为电力集中器所要访问的下一个抄表测量点,并在被访问的前后两个抄表测量点之间所形成的抄表流程路径上再次留下信息素,记录完成该步骤5中当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序以及完成该抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
其中,所述电力集中器在该步骤5中对各抄表测量点仅访问一次,该步骤5中的当前整个抄读工作所对应的抄表流程顺序标记为H2,完成该抄表流程顺序H2所耗费的抄表时间标记为T2;
步骤6,所述电力集中器获取步骤4和步骤5中完成对应抄表流程顺序所耗费抄表时间的抄表时间差值,并按照步骤4中的方式得到步骤5中所述抄表流程顺序中的反馈因子;其中,该步骤6中的所述抄表时间差值标记为△T2,△T2=|T2-T1|;
步骤7,所述电力集中器重复执行步骤5和步骤6,得到多个抄表流程顺序以及分别对应完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间;
步骤8,所述电力集中器根据分别完成各抄表流程顺序所耗费的抄表时间,选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,并由该电力集中器后续按照所得最佳抄表流程顺序抄读所述各测量点的电表数据。
2.根据权利要求1所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,所述电力集中器通过电力线载波方式或485通信方式或无线方式抄读各电能表中的数据。
3.根据权利要求1所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,在步骤8中,满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的抄表流程顺序个数大于1时,所述电力集中器按照如下步骤a1~步骤a3选取最佳抄表流程顺序:
步骤a1,所述电力集中器分别获取满足选取耗费的抄表时间最短时所对应的各抄表流程顺序;
步骤a2,所述电力集中器分别提取步骤a1中各抄表流程顺序对应的反馈因子,并得到所提取反馈因子中的最大值;
步骤a3,所述电力集中器以步骤a2中具有最大值的反馈因子所对应的抄表流程顺序作为最佳抄表流程顺序,以由该电力集中器后续按照该最佳抄表流程顺序抄读所述各测量点的电表数据。
4.根据权利要求1所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,在步骤1中,所述电力集中器分别对各表档案所对应的电能表赋予不同级别的抄读优先级,并由电力集中器按照电能表抄读优先级的级别高低顺序对各测量点进行顺序编号。
5.根据权利要求4所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,所述电力集中器按照各电能表与该电力集中器之间的通信质量强弱程度分别对应赋予不同的抄读优先级给各测量点。
6.根据权利要求5所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,所述电力集中器按照电能表数据类型赋予不同的抄读优先级给对应类型的电能表数据。
7.根据权利要求1所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,所述电力抄表系统内还具有能够分别通信连接电力集中器以及所述各电能表的路由器;所述电力集中器智能抄表方法还包括如下步骤b1~步骤b4:
步骤b1,所述电力集中器发送包括有预定采集时间的定时采集指令给路由器;其中,所述定时采集指令包括有电力集中器所要采集的目标测量点编号;
步骤b2,所述路由器在所述预定采集时间到来之前预先获取各测量点内的电能表数据,并分别存储获取的电能表数据到路由器的内存中;
步骤b3,所述电力集中器在所述预定采集时间发送数据采集指令给路由器;其中,所述数据采集指令包括所要采集的目标测量点编号以及对应采集该目标测量点的电能表数据类型;
步骤b4,所述路由器解析所述数据采集指令中的目标测量点编号,并由该路由器将自身预先存储的所述目标测量点编号所对应的电能表数据发送给电力集中器处理。
8.根据权利要求7所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,还包括:所述电力集中器与路由器进行针对步骤1中所述表档案的同步操作,并且由所述路由器按照电力集中器对各测量点的编号顺序分别获取和存储对应测量点中的电能表数据的步骤;或者,
所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法还包括:所述路由器在接收到电力集中器新发送来的定时采集指令时,路由器删除自身已经存储的前一个定时采集指令所对应的电能表数据,并且按照该新发送来的定时采集指令获取对应测量点内的电能表数据的步骤。
9.根据权利要求8所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法,其特征在于,所述路由器按照不同的电能表数据类型对应分配不同的存储区间,所述表档案包括电能表地址和电能表规约类型;或者,
所述基于蚁群算法的电力集中器智能抄表方法还包括:所述电力集中器发送针对定时采集指令有效时间的指令时效性信息给路由器,且所述路由器在所述指令时效性信息的有效时间内接收到对应的定时采集指令后,该路由器执行步骤b2至步骤b4;否则,所述路由器不予执行针对各测量点的任何操作。
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