[发明专利]大范围输电线路山火应急处置优化智能决策方法

摘要

本发明介绍了一种大范围输电线路山火应急处置优化智能决策方法，包括下述步骤：(1)、获取输电线路告警山火火点数据；(2)、计量火点与附近杆塔之间的距离；(3)、预测火点的危险性程度；(4)、依序安排灭火：(5)、搜索出灭火设施的储备数据；(6)、生成若干个灭火应急处置决策方案；(7)、从步骤(6)所获若干个灭火应急处置决策方案中，择出最优应急处置决策方案即大范围输电线路山火最优应急处置决策方案。本方法：1)、可最大限度利用有限的灭火队伍和物质达到最优的输电线路山火处置效率和效益。2)、可指导提前部署，增强电网山火处置能力。

主权项

一种大范围输电线路山火应急处置优化智能决策方法，该方法包括下述步骤：(1)、使用卫星红外遥感数据接收系统或在线搜索，获取委托输电线路告警山火火点数据；(2)、计量步骤(1)所获委托输电线路告警山火火点与附近杆塔之间的距离；(3)、依据步骤(1)所获委托输电线路告警山火火点所在地区当地的气象、地理、植被条件，使用常规方法，计算出该火点的关键特征，包括到达告警杆塔跳闸警戒距离的时间、火场面积、烟尘高度、烟尘浓度、火焰高度，预测出该火点的危险性程度；(4)、依据步骤(3)所测火点的危险性程度，按危险性程度大小由大至小依序安排灭火，所述火点的危险性指标采用下列公式计算：$I_k=\frac{V_{\mathrm{line}}\·S_{\mathrm{fire}}\·H_{\mathrm{smoke}}\·{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{smoke}}\·H_{\mathrm{fire}}}{D_{\mathrm{fire}}\·T_{\mathrm{spread}}}$式中，I_k表示第k个火点的危险性指标；V_line表示输电线路电压等级；S_fire表示火点蔓延到告警杆塔跳闸警戒距离时的火场面积；H_smoke表示火点蔓延到告警杆塔跳闸警戒距离时的烟尘高度；ρ_smoke表示火点蔓延到告警杆塔跳闸警戒距离时的烟尘浓度；H_fire表示火点蔓延到告警杆塔跳闸警戒距离时的火焰高度；D_fire表示火点到告警杆塔跳闸警戒距离的距离；T_spread表示火点蔓延到告警杆塔跳闸警戒距离的时间，归一化处理上述变量的取值；(5)、在线搜索出灭火物资管理数据库中现有灭火设施的储备数据，包括：高压灭火平台、螺旋式细水雾灭火机、灭火拖把、灭火弹的灭火性能指标、高压灭火平台、螺旋式细水雾灭火机、灭火拖把、灭火弹的储备数量、高压灭火平台、螺旋式细水雾灭火机、灭火拖把、灭火弹的地理分布位置；(6)、以步骤(4)所获火点的危险性指标、步骤(5)所搜索出的现有灭火设施的储备数据为依据，使用蒙特卡洛方法生成若干个灭火应急处置决策方案；(7)、使用TOPSIS决策模型，从步骤(6)所获若干个灭火应急处置决策方案中，按下列步骤选择出最优应急处置决策方案：(7.1)、计算目标函数，以委托输电线路山火跳闸产生的经济损失、灭火物资消耗、灭火物资转运成本为目标，计算出步骤(6)所获若干个灭火应急处置决策方案的目标函数值，(7.2)、计算方案的指标评价值矩阵，设步骤(6)所获灭火应急处置决策方案为m个，评价指标n个，以X_ij表示第i个应急处置决策方案的第j个指标的评价值，则步骤(6)所获灭火应急处置决策方案的指标评价值矩阵为：$X=\left[\begin{array}{cccccc}{X}_{11},& X_{12},& .& .& .,& X_{1n}\\ X_{21},& X_{22},& .& .& .,& X_{2n}\\ .& .& & .& & \·\\ .& .& & .& & \·\\ .,& .,& & .,& & \·\\ X_{\mathrm{ml}},& X_{m2},& .& .& .,& X_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]$式中X为灭火应急处置决策方案的指标评价值矩阵，X_ij表示第i个应急处置决策方案的第j个指标的评价值，m为方案个数，n为评价指标个数；(7.3)、归一化处理，用以下公式对步骤(7.2)所获灭火应急处置决策方案的指标评价值矩阵进行归一化处理；$r_{\mathrm{ij}}=\frac{X_{\mathrm{ij}}}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{X}_{\mathrm{ij}}},(i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m;j=\mathrm{1,2},\·\·\·,n)$式中r_ij为第i个应急处置决策方案的第j个指标的归一化评价值，X_ij表示第i个应急处置决策方案的第j个指标的评价值，m为方案个数，n为评价指标个数；(7.4)、确定评价指标的权重，采用专家意见调查法确定所述评价指标的权重W_j；(7.5)、计算指标加权评价矩阵，以步骤(7.4)所确定的所述评价指标的权重因子W_j，计算步骤(6)所获灭火应急处置方案的指标加权评价矩阵为：$V=\left[\begin{array}{cccccc}{w}_1{r}_{11},& w_2{r}_{12},& \·& \·& \·,& w_n{r}_{1n}\\ w_1{r}_{21},& w_2{r}_{22}& \·& \·& \·,& w_n{r}_{2n}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·,& \·,& & \·,& & \·\\ w_1{r}_{m1}& w_2{r}_{m2},& \·& \·& \·& w_m{r}_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccccc}{v}_{11},& v_{12},& \·& \·& \·,& v_{1n}\\ v_{21},& v_{22},& \·& \·& \·,& v_{2n}\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·& \·& & \·& & \·\\ \·,& \·,& & \·,& & \·\\ v_{m1},& v_{m2},& \·& \·& \·,& v_{\mathrm{mn}}\end{array}\right]$式中V为灭火应急处置方案的指标加权评价矩阵，v_ij为第i个应急处置决策方案的第j个指标的加权评价值，w_j为第j个指标的权重因子，r_ij为第i个应急处置决策方案的第j个指标的归一化评价值，m为方案个数，n为评价指标个数；(7.6)、计算指标加权评价值，按照下列公式计算出最理想的指标加权评价值和最不理想的指标加权评价值：$A^{+}=\{v_1^{+},v_2^{+},\·\·\·,v_n^{+}\}=\left\{\max v_{\mathrm{ij}}\right|i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m\}$$A^{-}=\{v_1^{-},v_2^{-},\·\·\·,v_n^{-}\}=\left\{\max v_{\mathrm{ij}}\right|i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m\}$以上二式中，A⁺为最理想的指标加权评价值集合，A^‑为最不理想的指标加权评价值集合，为第j个指标的最理想的指标加权评价值，为第j个指标的最不理想的指标加权评价值，v_ij为第i个应急处置决策方案的第j个指标的加权评价值，m为方案个数，n为评价指标个数；(7.7)、计算距离，按照下列多维欧几里得距离计算公式，计算出步骤(6)所获灭火应急处置决策方案分别与最理想的指标加权评价值的距离和最不理想的指标加权评价值的距离，多维欧几里得距离计算公式为：$L_i^{+}=\sqrt{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(v_{\mathrm{ij}}-v_j^{+})}^2},(i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m)$$L_i^{-}=\sqrt{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(v_{\mathrm{ij}}-v_j^{-})}^2},(i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m)$上式中，为所述方案与最理想指标加权评价值的距离，v_ij为第i个应急处置决策方案的第j个指标的加权评价值，为第j个指标的最理想的指标加权评价值；下式中，为所述方案与最不理想指标加权评价值的距离，为第j个指标的最不理想的指标加权评价值；(7.8)、计算TOPSIS评价值，按照下列公式计算出步骤(6)所获灭火应急处置决策方案的TOPSIS评价值：$Y_i=\frac{L_i^{-}}{L_i^{+}+L_i^{-}},(i=\mathrm{1,2},\·\·\·,m)$式中，Y_i为所述方案的TOPSIS评价值，为所述方案与最理想指标加权评价值的距离，为所述方案与最不理想指标加权评价值的距离；(7.9)、选出最优应急处置决策方案，依据步骤(7.8)计算出的步骤(6)所获灭火应急处置决策方案的TOPSIS评价值的大小，选出TOPSIS值最大的应急处置决策方案即为可用于委托输电线路山火的最优应急处置决策方案，亦即大范围输电线路山火最优应急处置决策方案。