本发明涉及计算机,具体涉及基于地形的坝线优化方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术:
1、水库作为重要的水利工程,可以用于防洪、蓄水灌溉、供水、发电等。大坝作为主要的挡水建筑物,坝线的选取是十分重要的,相关技术中通常是在比较大的区域中确定出大坝的坝线。根据上述方法确定出的坝线可能并不是最优的,大坝规模可能较大,导致建设大坝的工程量、成本可能较高。
2、因此,如何优化坝线,降低大坝的规模、降低成本成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种基于地形的坝线优化方法、装置、计算机设备及存储介质,以解决相关技术中大坝规模较大、成本较高的问题。
2、第一方面,本发明提供了一种基于地形的坝线优化方法,包括:
3、获取待优化坝线和预先建立的坝线优化模型;
4、以待优化坝线所处位置为起点,以预设值为移动步长沿河道方向移动所述待优化坝线,得到每个移动后的位置对应的初始坝线;
5、针对每个移动后的位置对应的初始坝线,根据移动后的位置对应的初始坝线确定所述移动后的位置对应的目标坝线,进而得到每个移动后的位置对应的目标坝线;
6、其中,单个移动后的位置对应的目标坝线是该移动后的位置对应的所有候选坝线中规模指数最小的候选坝线,候选坝线通过旋转该移动后的位置的初始坝线而确定;
7、将每个移动后的位置对应的目标坝线确定为所述坝线优化模型的初始解;
8、基于所述初始解求解所述坝线优化模型,得到所述待优化坝线对应的最优解。
9、在一种可选的实施方式中,所述针对每个移动后的位置对应的初始坝线,根据移动后的位置对应的初始坝线确定所述移动后的位置对应的目标坝线,进而得到每个移动后的位置对应的目标坝线,包括:
10、针对每个移动后的位置对应的初始坝线,将移动后的位置对应的初始坝线进行旋转,得到所述移动后的位置上的至少一个候选坝线;
11、确定所述移动后的位置上所有候选坝线对应的规模指数;
12、确定所述移动后的位置上规模指数最小的候选坝线;
13、将所述移动后的位置上规模指数最小的候选坝线确定为所述移动后的位置对应的目标坝线,进而得到每个移动后的位置对应的目标坝线。
14、在一种可选的实施方式中,所述将移动后的位置对应的初始坝线进行旋转,得到所述移动后的位置上的至少一个候选坝线,包括:
15、在所述移动后的位置上,以初始坝线上的预设点为旋转中心,以预设角度将初始坝线顺时针、逆时针分别旋转n次,得到所述移动后的位置上的2n个候选坝线;
16、其中,每旋转一次生成一个候选坝线;n为自然数,n与预设角度的乘积小于180度。
17、在一种可选的实施方式中,所述方法还包括:
18、以规模指数最小为目标,构建目标函数;
19、确定所述坝线优化模型的约束条件,所述约束条件用于对坝高、坝长和库容损失进行约束;
20、基于所述目标函数和所述约束条件,建立所述坝线优化模型;
21、其中,所述目标函数为:
22、minc=lena×heib
23、其中,c表示规模指数,minc表示最小规模指数对应的目标函数,len表示初始解对应的坝长,hei表示初始解对应的坝高,a表示坝长对应的预设常数,b表示坝高的对应的预设常数;
24、所述约束条件包括:
25、heis≤hei≤heib
26、lens≤len≤lenb
27、
28、其中,heis表示坝高的最小约束,heib表示坝高的最大约束;lens表示坝长的最小约束,lenb表示坝长的最大约束;vaft表示初始解对应的水库的最大库容,vbef表示待优化坝线对应的水库的最大库容,β表示库容损失系数。
29、在一种可选的实施方式中,所述基于所述初始解求解所述坝线优化模型,得到所述待优化坝线对应的最优解,包括:
30、根据所述约束条件确定所述初始解中的可行解;
31、根据所述目标函数确定所述可行解中规模指数最小的可行解;
32、将所述规模指数最小的可行解确定为所述待优化坝线对应的最优解。
33、在一种可选的实施方式中,所述确定所述坝线优化模型的约束条件,包括:
34、确定所述坝线优化模型的第一约束条件,所述第一约束条件用于对坝高、坝长进行约束;
35、确定所述坝线优化模型的第二约束条件,所述第二约束条件用于对库容进行约束;
36、其中,在判断满足所述第一约束条件之后判断是否满足所述第二约束条件。
37、在一种可选的实施方式中,所述以待优化坝线所处位置为起点,以预设值为移动步长沿河道方向移动所述待优化坝线,得到每个移动后的位置对应的初始坝线,包括:
38、以待优化坝线所处位置为起点,在预设范围内以预设值为移动步长沿河道方向移动所述待优化坝线,得到每个移动后的位置对应的初始坝线;
39、所述预设范围为:
40、ls≤l≤lb
41、其中,ls、lb为预设值,ls表示下游移动后的位置距离起点的最长距离,lb表示上游移动后的位置距离起点的最长距离,l表示移动后的位置距离起点的距离。
42、第二方面,本发明提供了一种基于地形的坝线优化装置,包括:
43、第一处理模块,用于获取待优化坝线和预先建立的坝线优化模型;
44、第二处理模块,用于以待优化坝线所处位置为起点,以预设值为移动步长沿河道方向移动所述待优化坝线,得到每个移动后的位置对应的初始坝线;
45、第三处理模块,用于针对每个移动后的位置对应的初始坝线,根据移动后的位置对应的初始坝线确定所述移动后的位置对应的目标坝线,进而得到每个移动后的位置对应的目标坝线;
46、其中,单个移动后的位置对应的目标坝线是该移动后的位置对应的所有候选坝线中规模指数最小的候选坝线,候选坝线通过旋转该移动后的位置的初始坝线而确定;
47、第四处理模块,用于将每个移动后的位置对应的目标坝线确定为所述坝线优化模型的初始解;
48、第五处理模块,用于基于所述初始解求解所述坝线优化模型,得到所述待优化坝线对应的最优解。
49、第三方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:存储器和处理器,存储器和处理器之间互相通信连接,存储器中存储有计算机指令,处理器通过执行计算机指令,从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于地形的坝线优化方法。
50、第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于地形的坝线优化方法。
51、第五方面,本发明提供了一种计算机程序产品,包括计算机指令,计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于地形的坝线优化方法。
52、本发明提供的技术方案,具有如下技术效果:
53、本发明实施例以待优化坝线所处位置为起点,沿河道方向移动待优化坝线,可以在待优化坝线附近得到多条初始坝线,通过旋转每个移动后的位置对应的初始坝线,可以得到每个移动后的位置对应的规模指数最小的候选坝线,也就是目标坝线。目标坝线是单个移动后的位置对应的所有候选坝线中工程量、规模、成本最小的坝线。在得到每个移动后的位置对应的目标坝线后,再将得到的多个目标坝线作为坝线优化模型的初始解,求解坝线优化模型得到待优化坝线对应的最优解,可以进一步降低大坝规模,降低建设成本。
1.一种基于地形的坝线优化方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对每个移动后的位置对应的初始坝线,根据移动后的位置对应的初始坝线确定所述移动后的位置对应的目标坝线,进而得到每个移动后的位置对应的目标坝线,包括:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将移动后的位置对应的初始坝线进行旋转,得到所述移动后的位置上的至少一个候选坝线,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述初始解求解所述坝线优化模型,得到所述待优化坝线对应的最优解,包括:
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定所述坝线优化模型的约束条件,包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述以待优化坝线所处位置为起点,以预设值为移动步长沿河道方向移动所述待优化坝线,得到每个移动后的位置对应的初始坝线,包括:
8.一种基于地形的坝线优化装置,其特征在于,包括:
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令,所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
