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【发明授权】基于图论的多电缆路径规划方法_长江勘测规划设计研究有限责任公司_202110856224.2 

申请/专利权人:长江勘测规划设计研究有限责任公司

申请日:2021-07-28

公开(公告)日:2023-05-26

公开(公告)号:CN113704934B

主分类号:G06F30/18

分类号:G06F30/18;G06F111/04;G06F113/16

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.05.26#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要:本发明公开了一种基于图论的多电缆路径规划方法,涉及电缆路径规划领域。它包括以下步骤:步骤1:基于图论的知识,将所有通道等效为边、将通道与通道的连接点等效为点,并对所有的边和点编号;步骤2:设为电缆路径优化的决策变量,为布尔型变量,即第k条电缆所经过的通道标志位,i、j表示节点编号,当时,表示第k条电缆经过通道ij,否则不经过;步骤3:构建目标函数;步骤4:对电缆的路径设置约束条件;步骤5:进行求解得到最优长度电缆路径。本发明基于图论和运筹学的知识,采用数学方法替代传统的依赖人工的电缆路径规划方法,提高了电缆路径规划的效率和质量,减轻了设计人员的工作量。

主权项:1.基于图论的多电缆路径规划方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:基于图论的知识,将所有通道等效为边、将通道与通道的连接点等效为点,并对所有的边和点编号;步骤2:设为电缆路径优化的决策变量,为布尔型变量,即第k条电缆所经过的通道标志位,i、j表示节点编号,当时,表示第k条电缆经过通道ij,否则不经过;步骤3:以电缆总长度最小为优化目标,构建目标函数如下: 其中,dij表示通道ij的长度,单位为米,当节点i与j之间有边直接连接时,dij表示该边的真实长度,否则dij=0,当i=j时,设dij=0;步骤4:对电缆的路径设置约束条件:约束1:对于每条电缆而言,每个节点只经过一次或者不经过,为避免出现大环路,约束条件如下: 约束2:根据电缆清册,确定每条电缆的起始节点和终节点,约束条件如下: 其中,ak为第k条电缆对应的起点编号,bk为第k条电缆对应的终点编号;约束3:每条电缆在敷设时,要求所经过的边首尾相连,约束条件如下: 其中,左边一项表示第k条电缆是否经过以节点i为末端的边,如果等于1,则表示电缆经过以节点i为末端的边,否则不经过;右边一项表示第k条电缆是否经过以节点i为首端的边,如果左边等于1,则表示电缆经过以节点i为首端的边,否则不经过;如果电缆经过某一以节点i为末端的边,则其下一条支路必经过以i为首端的边;对于第k条电缆的终点节点,不需要满足约束3;约束4:所有电缆路径经过的边必须相通,因此,需添加通道连通性约束,约束条件如下: 其中,Mij表示节点之间的连通性,当节点i与节点j之间存在通道,则Mij=1时,否则Mij=0;当i=j时,设Mij=0;约束5:每段通道所敷设的电缆数量有限制,需添加通道容量约束,约束条件如下: 其中,rk表示电缆k的截面参数,考虑敷设空隙,该参数可为按矩形计算的电缆截面积,Sij表示通道ij所能敷设的最大电缆面积;约束6:由于边ij和边ji实际上表示同一个通道,对于第k条电缆而言,其只经过通道一次,不会出现子环路的情况,因此,为消除子环路,设置以下约束条件: 步骤5:针对上述电缆路径规划模型,利用求解器进行求解得到最优长度的电缆路径。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 长江勘测规划设计研究有限责任公司 基于图论的多电缆路径规划方法

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