一种用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法及系统与流程

本发明属于信息，具体涉及一种用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法及系统。

背景技术：

1、线路巡视是输电线路班的重点工作，需要投入大量的人力物力。当前一般按行政区将所有线路划分为几个片区，每个片区安排2个工作人员巡线，工作人员按照经验各自巡线，巡线覆盖率和效率不可控。每年会新投运或退役至少5条以上的线路，导致各片区的工作人员巡线工作量不等。

2、现有的巡视线路规划方法中，通常考虑规划路线最短的巡检路径，如现有技术文件1（cn112418532a）提出了一种输电线路的巡检路径规划方法、装置、设备及存储介质，包括：获取各个待巡检输电线路的巡检指令；根据巡检指令在预先创建的巡检列表记录中，查找每个待巡检输电线路上多个输电设备分别所在的巡检节点作为待巡检节点，并查询各个待巡检节点的位置信息以及相邻两个待巡检节点之间的相对距离；根据各个待巡检节点的位置信息以及相对距离，利用最短路径算法确定并输出依次经过各个待巡检节点的巡检路径。现有的线路规划方法还存在以下技术问题：该专利的路径规划只考虑了遍历所有待巡检点的最优路径，属于“点-点”的最优路径规划，对于巡检点之间的导线没有考虑，导致规划不合理，无法确保巡视路径覆盖所有杆塔和导线。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法及系统，能够解决现有路径规划方法考虑不全面、划分巡检路线不合理的技术问题。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、一种用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法，包括：

4、步骤1，获取线路平面坐标数据；

5、步骤2，对获取的线路平面坐标数据进行预处理得到预处理后的线路平面坐标数据；

6、步骤3，对步骤2得到的预处理后的线路平面坐标数据进行划分得到不同片区的线路平面坐标数据；

7、步骤4，根据步骤3得到的不同片区的线路平面坐标数据进行各片区线路巡视的最优路径规划。

8、优选地，步骤2包括：

9、步骤2.1，将所有线路平面坐标数据根据线路名称分类，得到各条线路以及与之对应的该线路所有杆塔的杆塔号、经度和纬度；

10、步骤2.2，根据步骤2.1的线路分类结果，计算每条线路的长度。

11、优选地，步骤3包括：

12、步骤3.1，根据划分片区数量和线路所在的经纬度对所有线路进行粗分配，得到各线路初步分配片区结果；

13、步骤3.2，根据粗分配结果和各线路跨越各片区的情况，调整部分线路进行精分配，得到精分配结果，精分配结果包括各片区对应的线路及其平面坐标数据。

14、优选地，步骤3.1的粗分配方法如下：

15、根据线路的数量和分布设置所需划分的片区数量并设置片区序号，先选取所有线路的一个中心位置，然后根据线路的中心位置以田字格的形式划分片区，具体步骤如下：

16、步骤3.1.1，遍历每条线路，对于线路i，设置粗分配list_i，初始为空列表；

17、步骤3.1.2，对于线路i，遍历其所有杆塔，根据杆塔经纬坐标所在片区位置，将塔杆所在的片区序号值加入粗分配list_i；

18、步骤3.1.3，遍历每条线路，对于线路i，随机选择其粗分配list_i里的一个片区序号值，将每条线路分配至某一片区，最终得到所有线路的粗分配结果。

19、优选地，根据粗分配结果和各线路跨越各片区的情况进行精分配，包括：

20、步骤3.2.1，计算各片区的线路总长度；

21、步骤3.2.2，将各片区的线路总长度从小到大排列，得到线路总长度最长的片区序号值max_index及其线路总长度max_value，得到线路总长度最短的片区序号值min_index及其线路总长度min_value，通过max_value-min_value计算最大最小总长度之差error，设置差值阈值，若error大于差值阈值，则进行步骤3.2.3，否则停止循环，得到各片区的最终精分配结果；

22、步骤3.2.3，遍历线路总长度最长的片区里所有的线路，遍历到线路i时，根据线路i的粗分配list_i，依次判断粗分配list_i中是否包含线路总长度最小、线路总长度倒数第二、线路总长度倒数第三的片区序号值，一旦发现满足条件，便将线路i重新分配给相应片区，更新片区的分配结果，停止遍历并返回步骤3.2.1；若线路i的粗分配list_i只包含片区max_index，则完成对线路i的判断，继续对线路i+1进行判断。

23、优选地，在精分配中，每次将某线路调整至某一片区时，必须满足该线路在该片区存在至少一个杆塔；

24、且线路总长度最长片区与最短片区的总长度之差error不超过10km。

25、优选地，步骤4包括：

26、步骤4.1，对于单个片区，合并在同一位置能同时看到的杆塔坐标数据，得到各片区的线路列表；

27、步骤4.2，对于合并之后的杆塔坐标数据，进行2人一组的最优巡线路径规划。

28、优选地，步骤4.1中单个片区里合并杆塔坐标数据的方法如下：

29、步骤4.1.1，将片区内的线路杆塔坐标整合在一起，形成4列，分别是：线路名称、杆塔号、经度和纬度；

30、步骤4.1.2，将片区内每个杆塔的经度和纬度分别保留至小数点后4位；

31、步骤4.1.3，采用python语言的drop_duplicates函数，以经度和纬度为依据进行去重，去除经度和纬度相同的数据；

32、步骤4.1.4，对合并后的线路杆塔坐标根据线路名称进行分类，得到该片区所有线路列表list_line，并计算每条线路的长度。

33、优选地，步骤4.1.4中所述的计算每条线路的长度，具体包括：

34、当某条线路通道存在施工，或需要线路需要保电，则需增加该线路巡视频次，可通过额外增加该线路的长度以增加巡视该线路的权重。

35、优选地，步骤4.2中2人一组的最优巡线路径规划方法如下：

36、步骤4.2.1，设置2人巡线路径分别为route11和route22，初始值为空列表；设置2人巡线里程分别为s11和s22，将s11和s22中的较大值记为s_max，赋予s_max一个初始值；

37、步骤4.2.2，设置2人巡线路径分别为route1和route2，初始值为空列表；设置2人巡线里程分别为s1和s2；

38、步骤4.2.3，随机选择list_line中的线路state1作为route1的起点，在线路state1的名称后面加上字符“始”，组成新字符，添加至route1；将线路state1的长度增加到s1里；将线路state1从list_line中删除，更新list_line；

39、步骤4.2.4，随机选择list_line中的线路state2作为route2的起点，在线路state2的名称后面加上字符“始”，组成新字符，添加至route2；将线路state2的长度增加到s2里；将线路state2从list_line中删除，更新list_line；

40、步骤4.2.5，提取route1中最后一条线路名称的最后一个字符，即state1的最后一个字符，如果是字符“始”，则提取线路state1最后一基杆塔的经纬度值，分别记为jingdu1和weidu1，如果是字符“终”，则提取线路state1第一基杆塔的经纬度值，分别记为jingdu1和weidu1；

41、步骤4.2.6，设置空列表d_list，分别计算位置[jingdu1，weidu1]与list_line中剩余线路首尾杆塔的距离，存入列表d_list，对d_list中的值从小到大排序，对于最小的两个值，随机选取，记为ds1，并增加到s1里；若ds1为state1与选取线路首端的距离，则将选取杆塔名称后面添加字符“始”，组成新字符，添加至route1，同时将state1更新为该选取线路；若ds1为state1与选取线路末端的距离，则将选取杆塔名称后面添加字符“终”，组成新字符，添加至route1，同时将state1更新为该选取线路；

42、步骤4.2.7，将线路state1的长度增加到s1里，将线路state1从list_line中删除，更新list_line；

43、步骤4.2.8判断list_line中是否存在线路，若存在，转步骤4.2.9，若不存在，转步骤4.2.13；

44、步骤4.2.9，提取route2中最后一条线路名称的最后一个字符，即state2的最后一个字符，如果是字符“始”，则提取线路state2最后一基杆塔的经纬度值，分别记为jingdu2和weidu2，如果是字符“终”，则提取线路state2第一基杆塔的经纬度值，分别记为jingdu2和weidu2；

45、步骤4.2.10，设置空列表d_list，分别计算位置[jingdu2，weidu2]与list_line中剩余线路首尾杆塔的距离，存入列表d_list，对d_list中的值从小到大排序，对于最小的两个值，随机选取，记为ds2，并增加到s2里；若ds2为state2与选取线路首端的距离，则将选取杆塔名称后面添加字符“始”，组成新字符，添加至route2，同时将state2更新为该选取线路；若ds2为state2与选取线路末端的距离，则将选取线路名称后面添加字符“终”，组成新字符，添加至route2，同时将state2更新为该选取线路；

46、步骤4.2.11，将线路state2的长度增加到s2里，将线路state2从list_line中删除，更新list_line；

47、步骤4.2.12，判断list_line中是否存在线路，若存在，转步骤4.2.5，若不存在，转步骤4.2.13；

48、步骤4.2.13，将s1和s2中的较大值，即max(s1,s2)与s_max比较，若满足max(s1,s2)小于s_max且abs（s1-s2）小于5，则将s_max更新为max(s1,s2)，将s11更新为s1，将s22更新为s2，将route11更新为route1，将route22更新为route2；否则s11，s22，route11，route22保持不变；

49、步骤4.2.14，预设重复次数，按照设置的次数重复步骤4.2.2至步骤4.2.13，保留最终的s11，s22，route11，route22。

50、优选地，步骤4.2还包括：

51、随机选取巡线起点或预设巡线起点，且设置一条线路巡完后再巡下一条线路。

52、本发明还提供了一种用于线路巡视任务分配的最优路径规划系统，用于实现所述最优路径规划方法，包括：

53、数据采集单元，用于获取所有线路的平面坐标数据；

54、预处理单元，用于将获取的线路平面坐标数据按线路名称分类并计算线路长度；

55、片区分割单元，用于将所有线路分割成巡线工作量差不多的几个片区，且同片区的线路基本集中在一起；

56、片区路径规划单元，用于单个片区里2人一组的最优巡线路径规划。

57、本发明还提供了一种终端，包括处理器及存储介质；

58、所述存储介质用于存储指令；

59、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法的步骤。

60、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述用于线路巡视任务分配的最优路径规划方法的步骤。

61、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明在原有片区划分的基础上，考虑增加施工线路、保电线路等特殊线路的巡视频次，进一步精细化调整划分片区，保证每个片区的巡线工作量相差不大。单个片区内进行2人一组的最优巡线路径规划，本发明同时考虑了杆塔和杆塔间线路通道的巡视，属于“点-线-点”的最优路径规划，可覆盖所有杆塔和杆塔间的线路通道，保证所有覆盖所有线路，2人的巡线里程之差相差较小，保障了规划的公平合理。经过本发明的最优路径规划，单个片区内，2人的总巡线里程通常为该片区线路总长度的80%，有效提升巡线工作的效率和质量。