CN110889518B - 一种基于rfid的配电网巡视方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于RFID的配电网巡视方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、利用层次分析法解析归类各配电设备上的RFID信息；步骤2、建立以巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少的目标函数，并基于步骤1的各配电设备巡视所需的周期、车辆约束和人员约束，确定配网巡视规划结果。本发明得到的配网巡视规划能够提高工作人员工作效率以及资源利用率。

Description

一种基于RFID的配电网巡视方法

技术领域

本发明属于电网检修技术领域，涉及配电网巡视方法，尤其是一种基于RFID的配电网巡视方法。

背景技术

配电网是电能传送的关键组成部分，配电网可靠、稳定的供电不论对供电企业还是用户都具有重要的意义。故供电企业针对配电网设备提出各种巡视方法及内容，但对巡视设备线路的规划却很少有规定。各供电企业在巡视线路的选取主要依据巡视人员对设备的了解和以往巡视经验来确定，这导致巡视线路选取主观性较大，容易造成巡视设备的不到位以及资源配置的不合理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、工作效率高且资源利用率高的基于RFID的配电网巡视方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于RFID的配电网巡视方法，包括以下步骤：

步骤1、利用层次分析法解析归类各配电设备上的RFID信息；

步骤2、建立以巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少的目标函数，并基于步骤1的各配电设备巡视所需的周期、车辆约束和人员约束，确定配网巡视规划结果。

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)建立层次分析法的准则层，包括配电设备上RFID提供的各配电设备信息有设备类型g、投运日期d、设备缺陷信息b、所属线路故障信息f。

(2)建立层次分析法的方案层Y＝{v1,v2,v3,v4}＝{10，30，60，90}，代表设备巡视周期，单位为天；

上式中，Y表示方案层集合,其中V1表示第一个方案巡视设备需要10天，V2表示第二个方案巡视设备需30天，V3表示第三个方案巡视设备需60天，V4表示第四个方案巡视设备需90天。

(3)利用层次分析法，根据配电设备上RFID的信息得到各配电设备巡视所需的周期；

而且，所述步骤1第(3)步的具体方法包括：

①确定各配电设备上的RFID信息中所包含的每个信息的划分类别以及每类信息巡视周期所占比重；

②根据占比积确定层次分析法方案层的选取方案；

而且，所述步骤2的具体步骤包括：

(1)建立目标函数为巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少：

min N

其中，N为巡视人员数量；

(2)确定巡视需要满足的约束条件：

①每日巡视所需的车辆应小于等于可用车辆总数Nv。

由于有多少巡视人员就使用多少辆车辆，所以该约束条件可表示为N≤Nv。

②每日巡视人员数量应小于等于运维人员的总数Na，即N≤Na

③巡视周期内完成所有中压配电网设备的巡视任务：

上式中，m(d,i)表示在d巡视日第i个巡视人员巡视的中压配电网设备数量；D为巡视日总数；N为巡视人员数量；M表示巡视周期内需要完成巡视的中压配电网设备总数。

(3)采用遗传算法求解目标函数，得到配电网巡视的巡视方案以及所需巡视人员最少的最优目标；

而且，所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：

①本发明采用如下式所示的整数编码方式，将染色体L₁分为两部分：第一部分为各设备的编号，共有M个基因；第二部分也为M个基因，每个基因包含巡视人员和巡视日信息，其取值有N×D个；

②第二部分的基因与第一部分的基因相对应，L₁中a₁与b_1×1对应、a₂与b_N×D对应、a₃与b_1×2对应、a_M与b_N×D对应：

L₁＝[a₁a₂a₃…a_M|b_1×1b_N×Db_1×2…b_N×D]

上式中，第一个巡视人员第一个巡视日b_1×1巡视的设备编号为a₁；第一个巡视人员第二个巡视日b_1×2，巡视的设备编号为a₃；第N个巡视人员第D个巡视日b_N×D，巡视的设备编号为a₂和a_M。

本发明的优点和有益效果：

本发明设计一种基于RFID的配电网巡视方法，特别是利用层次分析法解析RFID信息，进而结合物流工程学得到配电网巡视方法。本发明在进行配电网规划时考虑了车辆、人员的约束条件。本发明通过遗传算法进行寻优确定巡视所需运行人员数量并得到设备巡视方案。通过本发明得到的配网巡视规划可以提高工作人员工作效率以及资源利用率。

附图说明

图1是本发明的处理流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

一种基于RFID的配电网巡视方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、利用层次分析法解析归类各配电设备上的RFID信息；

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)建立层次分析法的准则层，包括配电设备上RFID提供的各配电设备信息有设备类型g、投运日期d、设备缺陷信息b、所属线路故障信息f。

(2)建立层次分析法的方案层Y＝{v1,v2,v3,v4}＝{10，30，60，90}，代表设备巡视周期，单位为天；

上式中，Y表示方案层集合,其中V1表示第一个方案巡视设备需要10天，V2表示第二个方案巡视设备需30天，V3表示第三个方案巡视设备需60天，V4表示第四个方案巡视设备需90天。

在本实施例中，因为RFID中记录有设备类型的相关信息，通过结合这些信息就可以确定该设备巡视所需的时间，也就是采用第几种方案。

(3)利用层次分析法，根据配电设备上RFID的信息得到各配电设备巡视所需的周期；

所述步骤1第(3)步的具体方法包括：

①确定各配电设备上的RFID信息中所包含的每个信息的划分类别以及每类信息巡视周期所占比重，如下表所示：

本发明引入占比积的概念，占比积表示不同信息的类别巡视信息巡视周期占比相乘得到的值；

②根据占比积确定层次分析法方案层的选取方案；

设定对于投运日期为超过15年，缺陷次数大于等于6次，所属线路故障次数大于等于3次的土建配电室巡视周期方案为第一个方案，即巡视土建配电室的周期为10天(此情况占比积为30％*50％*50％*50％＝0.0375)；对于投运年限为5年以下，设备缺陷次数为0次，所属线路故障次数为0次的电缆设备(或架空设备)巡视周期方案为第四个方案，即巡视周围为90天(此情况占比积为15％*5％*5％*5％＝0.00001875)。

占比积对应的方案层见下表：

占比积	>＝0.03	0.003<＝Yd<0.03	0.0001<＝Yd<0.003	<0.0001
					对应方案层方案	方案四	方案三	方案二	方案一

步骤2、建立以巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少的目标函数，并基于步骤1的各配电设备巡视所需的周期、车辆约束和人员约束，确定配网巡视规划结果；

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)建立目标函数为巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少：

min N

其中，N为巡视人员数量；

(2)确定巡视需要满足的约束条件：

①每日巡视所需的车辆应小于等于可用车辆总数Nv。

由于有多少巡视人员就使用多少辆车辆，所以该约束条件可表示为N≤Nv。

②每日巡视人员数量应小于等于运维人员的总数Na，即N≤Na

③巡视周期内完成所有中压配电网设备的巡视任务：

上式中，m(d,i)表示在d巡视日第i个巡视人员巡视的中压配电网设备数量；D为巡视日总数；N为巡视人员数量；M表示巡视周期内需要完成巡视的中压配电网设备总数。

在本实施例中，鉴于巡视周期的选择为10、30、60、90天，本发明在巡视日总数D选取时选择设备可能巡视周期的最小公倍数120天。

(3)采用遗传算法求解目标函数，得到配电网巡视的巡视方案以及所需巡视人员最少的最优目标；

所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：

①本发明采用如式(2)所示的整数编码方式，将染色体L₁分为两部分：第一部分为各设备的编号，共有M个基因；第二部分也为M个基因，每个基因包含巡视人员和巡视日信息，其取值有N×D个；

②第二部分的基因与第一部分的基因相对应。例如L₁中a₁与b_1×1对应、a₂与b_N×D对应、a₃与b_1×2对应、a_M与b_N×D对应。该对应关系表示的意思为：第一个巡视人员第一个巡视日(记为b_1×1)巡视的设备编号为a₁；第一个巡视人员第二个巡视日(记为b_1×2)巡视的设备编号为a₃；第N个巡视人员第D个巡视日(记为b_N×D)巡视的设备编号为a₂和a_M。

L₁＝[a₁a₂a₃…a_M|b_1×1b_N×Db_1×2…b_N×D] (2)

需要特别说明的是因为每个巡线人员在一天当中巡视的设备数量不止1个，这样使得某个巡视人员在某一天会出现有多个设备与其相对应，所以在L₁中就出现第N个巡视人员第D个巡视日巡视的设备有两个，分别为a₂和a_M。

这种包含巡视信息的整数编码方式可直接满足式(1)，可极大简化遗传操作步骤。

模型求解中采用的遗传操作参数见下表：

假如在进行遗传操作中选择的两个染色体分别为L₁、L₂。L₁的第一部分和L₂的第二部分进行交叉操作组成新个体L₃。变异操作只针对L₁的第二部分，且变异后的染色体编码需满足式(1)，即L₁第二部分的基因取值必须包含从1到N×D中的每个数。

L₂＝[a₃a_Ma₁…a₂|b_N×Db₂b₁…b₃] (3)

L₃＝[a₁a₂a₃…a_M|b_N×Db₂b₁…b₃] (4)

本发明的工作原理是：

本发明汇总各配电设备上的RFID信息，利用层次分析法把这些信息归类，然后把归类信息用到制定配电网设备巡视规划当中；并在巡视规划的过程中综合考虑车、人、路线的最优配置。本发明结合物流学的相关理论内容，在提取配电设备RFID信息的基础上，考虑车、人、路线等因素的影响得到配电网巡视方法。该方法以巡视所需运行人员数量最少为最优目标，从而得到配网的巡视规划结果。从而辅助配电网设备巡视人员根据RFID提供的信息，在规定的巡视周期内完成所负责区域所有配电设备的巡视任务。

需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于RFID的配电网巡视方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、利用层次分析法解析归类各配电设备上的RFID信息；

步骤2、建立以巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少的目标函数，并基于步骤1的各配电设备巡视所需的周期、车辆约束和人员约束，确定配网巡视规划结果；

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)建立层次分析法的准则层，包括配电设备上RFID提供的各配电设备信息有设备类型g、投运日期d、设备缺陷信息b、所属线路故障信息f；

(2)建立层次分析法的方案层Y＝{v1,v2,v3,v4}＝{10，30，60，90}，代表设备巡视周期，单位为天；

上式中，Y表示方案层集合,其中V1表示第一个方案巡视设备需要10天，V2表示第二个方案巡视设备需30天，V3表示第三个方案巡视设备需60天，V4表示第四个方案巡视设备需90天；

(3)利用层次分析法，根据配电设备上RFID的信息得到各配电设备巡视所需的周期；

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)建立目标函数为巡视所辖区域设备所用的巡视人员最少：

min N

其中，N为巡视人员数量；

(2)确定巡视需要满足的约束条件：

①每日巡视所需的车辆应小于等于可用车辆总数Nv；

由于有多少巡视人员就使用多少辆车辆，所以该约束条件可表示为N≤Nv；

②每日巡视人员数量应小于等于运维人员的总数Na，即N≤Na

③巡视周期内完成所有中压配电网设备的巡视任务：

上式中，m(d,i)表示在d巡视日第i个巡视人员巡视的中压配电网设备数量；D为巡视日总数；N为巡视人员数量；M表示巡视周期内需要完成巡视的中压配电网设备总数；

(3)采用遗传算法求解目标函数，得到配电网巡视的巡视方案以及所需巡视人员最少的最优目标。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的配电网巡视方法，其特征在于：所述步骤1第(3)步的具体方法包括：

①确定各配电设备上的RFID信息中所包含的每个信息的划分类别以及每类信息巡视周期所占比重；

②根据占比积确定层次分析法方案层的选取方案。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的配电网巡视方法，其特征在于：所述步骤2第(3)步的具体步骤包括：

①本发明采用如下式所示的整数编码方式，将染色体L₁分为两部分：第一部分为各设备的编号，共有M个基因；第二部分也为M个基因，每个基因包含巡视人员和巡视日信息，其取值有N×D个；

②第二部分的基因与第一部分的基因相对应，L₁中a₁与b_1×1对应、a₂与b_N×D对应、a₃与b_1×2对应、a_M与b_N×D对应：

L₁＝[a₁ a₂ a₃…a_M|b_1×1b_N×Db_1×2…b_N×D]

上式中，第一个巡视人员第一个巡视日b_1×1巡视的设备编号为a₁；第一个巡视人员第二个巡视日b_1×2，巡视的设备编号为a₃；第N个巡视人员第D个巡视日b_N×D，巡视的设备编号为a₂和a_M。