[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)遺傳算法的無(wú)線供電路徑配置方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811229085.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN109359773A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李天童;寧平凡;牛萍娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;H02J50/00;G06N3/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于自適應(yīng)遺傳算法的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)依照供電路段功率覆蓋率構(gòu)建了多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型，將供電路徑配置問題轉(zhuǎn)化為組合優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型；

(2)根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)初始化一組符合特定經(jīng)驗(yàn)要求的種群，作為自適應(yīng)遺傳算法迭代運(yùn)算的初始種群；

(3)基于混合整數(shù)、0-1編碼的染色體編碼方式對(duì)初始種群進(jìn)行編碼；

(4)采用自適應(yīng)遺傳算法根據(jù)迭代進(jìn)度自適應(yīng)調(diào)整兩個(gè)子目標(biāo)函數(shù)權(quán)重值，求解目標(biāo)函數(shù)較優(yōu)解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(1)具體包括：

(11)為實(shí)現(xiàn)更好的供電路徑配置，確定多目標(biāo)優(yōu)化問題的兩個(gè)子目標(biāo)分別為總路徑功率完全覆蓋率和整體系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益；

(12)確定系統(tǒng)各項(xiàng)已知參數(shù)，包括：總路徑長(zhǎng)度、運(yùn)輸車的運(yùn)行功率P_A、類型為S的供電路段的供電功率P_S、類型為S的供電路段的經(jīng)濟(jì)成本e_s，根據(jù)已知項(xiàng)建立簡(jiǎn)化的功率覆蓋模型；

(13)根據(jù)模型，建立簡(jiǎn)化的經(jīng)濟(jì)效益模型：

式中，N為路徑總長(zhǎng)度L分割后小路段的總數(shù)，i為小路段編號(hào)，s為供電路段類型編號(hào)，e_s為類型為s的供電路段的經(jīng)濟(jì)效益值，M_is表示在第i段小路段上鋪設(shè)了類型為s的供電路段；

(14)采用加權(quán)法將上述兩個(gè)優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)造為一個(gè)整體木匾評(píng)價(jià)函數(shù)，用于遺傳算法計(jì)算最優(yōu)值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(12)具體包括：

(121)設(shè)供電路徑系統(tǒng)總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，將總長(zhǎng)度L離散分割成N個(gè)長(zhǎng)度為1的小路段。

(122)類型為S的供電路段的功率覆蓋距離R_S可按如下公式計(jì)算：

R_S＝P_S/P_A；

(123)假設(shè)在位置L_is鋪設(shè)S類型的供電路段M_is，任意離散分割后的小路段(L_j)與供電路段的距離可用表示如下式：

d(M_is，n)＝L_j-L_is (j＞i＞0)；

(124)此供電路段M_is對(duì)總路徑中任意小路段的功率覆蓋概率為：

即當(dāng)任意小路段與供電路段M_is的距離大于0且小于R_s時(shí)，就認(rèn)為此小路段被供電路段M_is所覆蓋，覆蓋概率為1；若距離不在供電路段M_is的覆蓋范圍內(nèi)，則被覆蓋概率為0。

(125)系統(tǒng)運(yùn)行總路徑的覆蓋率可用定義如下式：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(14)具體包括：

(141)設(shè)定兩個(gè)子目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重值w_c和w_s，并滿足加權(quán)條件w_c+w_s＝1；

(142)采用加權(quán)法將兩個(gè)子優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)造成一個(gè)單一評(píng)價(jià)函數(shù)：

F＝w_c·f₁+w_s·f₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(3)具體包括：在位數(shù)為長(zhǎng)度L的染色體上，規(guī)定“0”為沒有在此小路段鋪設(shè)供電路段；若為非0實(shí)數(shù)則表示在此小路段鋪設(shè)了供電路段。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(4)具體包括：

(41)根據(jù)更新后的評(píng)價(jià)函數(shù)求得種群中每一個(gè)體的適應(yīng)值；

(42)通過選擇、交叉與變異更新種群；

(43)重復(fù)步驟(41)(42)直到達(dá)到最大迭代次數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線供電路徑配置的方法，其特征在于，所述的步驟(41)具體包括：

(411)設(shè)定w_c初始值為w_cmin，w_cmin值是權(quán)重值w₁的最小值，其值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定；

(412)根據(jù)加權(quán)條件w_c+w_s＝1計(jì)算權(quán)重值w_s的數(shù)值；

(413)獲取當(dāng)前迭代次數(shù)t，根據(jù)自適應(yīng)公式來(lái)更新w_c的值，所述自適應(yīng)公式：

f＝w_cmin+(t²/T²)·(w_cmax-w_cmin)，

式中，t為當(dāng)前迭代次數(shù)，T為最大迭代次數(shù)，w_cmax是w_c的最大取值。