本发明涉及电力线路工程，尤其涉及一种电力线路路径规划方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术：
1、在电力工程中，电力线路的选择规划是确保电网安全、经济运行的关键环节。该环节的目标在于在满足一系列技术指标的前提下，尽可能地降低输电系统的建造费用，以提升整个电网的经济效益。长期以来，国内输变电工程的选站选线工作主要依赖于人工完成，涉及项目设计总工程师的全局把控以及勘察、测量、水文气象、电气、结构等专业工程师团队的协同作业。这一流程通常包括外部收资、室内初选、现场踏勘、方案初评、设计评审等多个环节，最终目的是形成至少两个技术经济指标优良的备选方案。
2、然而，现有的选线工作方法存在明显的不足。首先，现场踏勘与收资工作量大，周期长，对参与人员的技术能力和团队协作能力要求较高。这使得推荐方案的优劣在很大程度上依赖于现场踏勘收资的完整性、准确性以及人工专家的经验和技术水平。其次，尽管国内外对计算机辅助选站选线的研究已有所开展，但由于相关技术发展水平的限制，现有的智能选线技术往往存在信息数据来源不全、智能模型简化、验证样本规模小等问题，导致其与工程实际情况存在较大差距，工程实用性不强。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种电力线路路径规划方法，旨解决上述至少一种技术问题。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
3、第一方面，本技术提供一种电力线路路径规划方法，采用如下技术方案：
4、一种电力线路路径规划方法，包括：
5、获取目标区域中各个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据，每个所述栅格表征了所述目标区域中的一个地理区域，所述目标区域包括起始站址和目的站址；
6、对每个所述栅格所存储的栅格数据的进行权重赋值，得到各个所述栅格的权重系数，其中，所述权重系数表征所述栅格所在的区域对电力线路路径的工程造价的影响程度；
7、基于预设的初始路径生成规则、所述起始站址和所述目的站址，在所述目标区域中生成电力线路的多个初始路径，每个所述初始路径由多个栅格确定；
8、基于各个所述栅格的权重系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足设定条件的多个目标路径，所述设定条件为在所述目标区域中，所述电力线路的目标路径的造价满足预设的造价要求。
9、本发明的有益效果是：通过在目标区域的栅格上生成多个初始路径，为后续寻优的提供了更精确和全面的搜索基础。通过对目标区域中每个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据进行权重赋值，能够更准确地反映不同区域对电力线路路径工程造价的影响程度。通过优化过程确保所选路径在满足技术要求的同时，也能达到经济性的要求。这有助于降低电力线路的建设成本，提高整个电力系统的经济效益，从而提高电力线路路径规划的质量。
10、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
11、进一步，所述对每个所述栅格所存储的栅格数据的进行权重赋值，得到各个所述栅格的权重系数，包括：
12、基于影响因素分类规则和所述栅格的数据类型，将所述目标区域的各个栅格划分为第一类型栅格、第二类型栅格、第三类型栅格、第四类型栅格，其中，所第一类型栅格、所述第二类型栅格和所述第三类型栅格所存储栅格数据分别为不同类型的对电力线路路径规划造价有影响的地理数据，所述第四类型栅格所存储的栅格数据为禁止电力线路路径规划的地理数据；
13、基于各个所述栅格的栅格类型、栅格数据和预设的影响因素权重表，对每个所述栅格进行权重赋值，得到各个所述栅格的权重系数。
14、采用上述进一步方案的有益效果是：通过将栅格划分为不同类型的栅格，能够明确区分出禁止进行电力线路路径规划的区域以及对电力线路路径规划有影响的区域。便于在后续的优化过程中对每个栅格进行精确的权重赋值和路径选择。
15、通过对栅格数据进行权重赋值，能够综合考虑多种因素对电力线路路径规划造价的影响，如地形、地貌、环境敏感性等。这使得路径规划更加科学，更加快速地筛选出符合要求的路径方案，减少不必要的计算和搜索工作，还能够避免仅依赖单一因素或主观判断进行决策的局限性。
16、进一步，所述第一类型栅格所存储的栅格数据包括高程数据、地形数据、冰区数据、污区数据、风区数据、地理类型数据，所述第二类型栅格所存储的栅格数据包括房屋区数据和林木区数据，所述第三类型栅格所存储的栅格数据包括高速公路数据、已有输电线数据、铁路数据和河道数据，所述第四类型栅格所存储的栅格数据包括机场区数据、矿区数据、军事区数据、保护区数据、灾害区数据和不良地质带区数据。
17、采用上述进一步方案的有益效果是：通过获取目标区域的详细地理数据，包括高程数据、冰区数据、风区数据、地形数据、地理类型数据、机场数据、交叉跨越数据、林区数据、通道清理数据和污染等级数据等，为电力线路路径规划提供了全面且细致的基础数据。这些数据有助于在规划过程中充分考虑各种地理和环境因素，提高规划的准确性和可行性。
18、进一步，所述基于预设的初始路径生成规则、所述起始站址和所述目的站址，在所述目标区域中生成电力线路的多个初始路径，包括：
19、基于正态分布随机数原则、起始站址和目的站址，生成多个满足预设规划条件的多个初始路径，所述预设规划条件为在所述目标区域中，所述电力线路的初始路径的栅格数量满足预设的栅格数量范围要求。
20、采用上述进一步方案的有益效果是：利用正态分布随机数原则生成初始路径，能够确保生成的路径具有一定的随机性和多样性，增加了找到电力线路的目标路径的可能性。
21、进一步，所述基于各个所述栅格的权重系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足设定条件的多个目标路径，包括：
22、基于各个所述栅格的权重系数和预设的路径造价计算规则，计算每个所述栅格的造价系数；
23、基于预设的多种群遗传算法和各个所述栅格的造价系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足所述设定条件的多个目标路径。
24、采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用多种群遗传算法进行优化，显著提高路径规划的效率和质量。多种群遗传算法通过引入多个种群进行协同进化，拓宽了搜索空间，增加了群体多样性，从而能够更全面地探索可能的路径解决方案。
25、通过结合了每个目标栅格的造价系数，使得优化过程能够直接针对路径的造价进行优化。通过计算每个栅格的造价系数，并将其作为多种群遗传算法的输入，算法能够在搜索过程中自动调整路径选择，以找到满足设定条件的多个目标路径。这些目标路径不仅满足技术要求，而且在经济上也是最优的，从而提高了电力线路路径规划的整体效益。
26、进一步，所述基于预设的多种群遗传算法和每个所述栅格的造价系数对所述电力线路的多个初始路径进行优化，得到满足设定条件的多个目标路径，包括：
27、基于所述电力线路的多个初始路径，初始化预设数量的种群，每个所述种群包括多个个体，每个所述种群表征了一组不同的电力线路路径规划方案，每个所述种群中的每个所述个体表征了按照路径造价规则计算后的电力线路路径规划方案；
28、基于预设的适应度函数和所述目标区域中每个栅格的造价系数，计算当前迭代的各个所述种群中每个所述个体的适应度值；
29、对于每个所述种群，基于每个所述个体的适应度值、所述目标区域中每个栅格的造价系数、交叉算法和变异算法，探索至少一个新的个体；
30、对于每个所述种群，基于至少一个所述新的个体、未探索之前的多个个体和选择算法，生成新的种群；
31、基于所述选择算法以及各个所述新的种群中每个所述个体的适应度值，确定每个所述新的种群的最优适应度值；
32、将每个所述新的种群中适应度值最优的个体作为下一次迭代的种群的寻优方向进行循环，直至满足迭代次数，并将当前迭代周期内各个所述种群中的适应度值最大的个体对应的电力线路路径规划方案，作为所述电力线路的目标路径。
33、采用上述进一步方案的有益效果是：通过预设的适应度函数和每个目标栅格的造价系数，准确计算每个个体的适应度值。使得算法在迭代过程中根据个体的适应度值进行选择、交叉和变异操作，从而逐步逼近最优解。
34、多种群遗传算法通过交叉算法和变异算法探索新的个体，增加了种群的多样性，有助于避免过早收敛到局部最优解。同时，选择算法的应用能够保留适应度较高的个体，使得种群在迭代过程中不断优化。
35、通过多次迭代，在满足迭代次数后确定电力线路的目标路径选取方案。这些目标路径不仅满足技术要求，而且在经济上也是最优的，从而实现了电力线路路径规划的整体优化。
36、进一步，所述预设的适应度函数为：
37、
38、其中，call为输电线路的总的造价成本，c1为表示海拔高度、林区、污区、覆冰、地形和风区六种影响因素的基本高压输电线路路径造价，c2表示通道清理费，即整个输电线路所经过栅格中存在房屋对房屋进行拆迁补偿费用，c3表示交叉跨越费用，即规划输电线路对已有输电线路、交通线路进行交叉跨越所产生的费用，c4表示转角费用，即两个线路片段之间出现转角的工程造价；
39、其中，
40、
41、其中，ki,j表示规划高压输电线路路径所经过栅格的海拔高度、林区、污区、覆冰、地形和风区所处等级对应的权重系数。
42、采用上述进一步方案的有益效果是：该函数综合考虑了输电线路路径规划中的多种影响因素，包括海拔高度、林区、污区、覆冰、地形、风区、通道清理费用、交叉跨越费用和转角费用等。这种全面考虑使得路径规划更加贴合实际情况，能够确保所选取的路径在技术上可行且经济上合理。
43、通过将各种影响因素转化为具体的造价成本，并将其纳入适应度函数中，算法能够直接针对路径的造价进行优化。这有助于在搜索过程中自动调整路径选择，以找到满足设定条件的多个目标路径。
44、此外，适应度函数中的各项权重系数可以根据实际情况进行调整和设置，使得函数能够适应不同的规划场景和需求。这种灵活性和通用性使得该方法具有更广泛的应用范围。
45、第二方面，本技术提供一种电力线路路径规划装置，采用如下技术方案：
46、一种电力线路路径规划装置，包括：
47、获取模块，用于获取目标区域中各个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据，每个所述栅格表征了所述目标区域中的一个地理区域，所述目标区域包括起始站址和目的站址；
48、权重赋值模块，用于对每个所述栅格所存储的栅格数据的进行权重赋值，得到各个所述栅格的权重系数，其中，所述权重系数表征所述栅格所在的区域对电力线路路径的工程造价的影响程度；
49、初始路径生成模块，用于基于预设的初始路径生成规则、所述起始站址和所述目的站址，在所述目标区域中生成电力线路的多个初始路径，每个所述初始路径由多个栅格确定；
50、搜索模块，用于基于各个所述栅格的权重系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足设定条件的多个目标路径，所述设定条件为在所述目标区域中，所述电力线路的目标路径的造价满足预设的造价要求。
51、本发明的有益效果是：通过在目标区域的栅格上生成多个初始路径，为后续寻优的提供了更精确和全面的搜索基础。通过对目标区域中每个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据进行权重赋值，能够更准确地反映不同区域对电力线路路径工程造价的影响程度。通过优化过程确保所选路径在满足技术要求的同时，也能达到经济性的要求。这有助于降低电力线路的建设成本，提高整个电力系统的经济效益，从而提高电力线路路径规划的质量。
52、第三方面，本技术提供一种电子设备，采用如下技术方案：
53、一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行第一方面任一项所述的电力线路路径规划方法的计算机程序。
54、本发明的有益效果是：处理器执行存储器中存储的电力线路路径规划方法，通过在目标区域的栅格上生成多个初始路径，为后续寻优的提供了更精确和全面的搜索基础。通过对目标区域中每个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据进行权重赋值，能够更准确地反映不同区域对电力线路路径工程造价的影响程度。通过优化过程确保所选路径在满足技术要求的同时，也能达到经济性的要求。这有助于降低电力线路的建设成本，提高整个电力系统的经济效益，从而提高电力线路路径规划的质量。
55、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
56、一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行第一方面任一项所述的电力线路路径规划方法的计算机程序。
57、本发明的有益效果是：处理器加载并执行计算机可读存储介质中存储的计算机程序，电子设备通过在目标区域的栅格上生成多个初始路径，为后续寻优的提供了更精确和全面的搜索基础。通过对目标区域中每个不同数据类型的栅格所存储的栅格数据进行权重赋值，能够更准确地反映不同区域对电力线路路径工程造价的影响程度。通过优化过程确保所选路径在满足技术要求的同时，也能达到经济性的要求。这有助于降低电力线路的建设成本，提高整个电力系统的经济效益，从而提高电力线路路径规划的质量。
1.一种电力线路路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述对每个所述栅格所存储的栅格数据的进行权重赋值，得到各个所述栅格的权重系数，包括：
3.根据权利要求2所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述第一类型栅格所存储的栅格数据包括高程数据、地形数据、冰区数据、污区数据、风区数据、地理类型数据，所述第二类型栅格所存储的栅格数据包括房屋区数据和林木区数据，所述第三类型栅格所存储的栅格数据包括高速公路数据、已有输电线数据、铁路数据和河道数据，所述第四类型栅格所存储的栅格数据包括机场区数据、矿区数据、军事区数据、保护区数据、灾害区数据和不良地质带区数据。
4.根据权利要求1所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述基于预设的初始路径生成规则、所述起始站址和所述目的站址，在所述目标区域中生成电力线路的多个初始路径，包括：
5.根据权利要求1所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述基于各个所述栅格的权重系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足设定条件的多个目标路径，包括：
6.根据权利要求5所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述基于预设的多种群遗传算法和各个所述栅格的造价系数，对所述电力线路的多个初始路径进行搜索，得到满足所述设定条件的多个目标路径，包括：
7.根据权利要求5所述的一种电力线路路径规划方法，其特征在于，所述预设的适应度函数为：
8.一种电力线路路径规划装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器与存储器耦合；
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
