一种基于NSGA-II的电费缴纳点选址方法技术

本发明专利技术提出一种基于NSGA-Ⅱ的电费缴纳点选址方法，首先确定缴纳点个数和缴费设施，其次利用地理信息系统GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，并获取栅格数据，再次根据不同需求，分别针对不同缴费设施建立便捷性目标函数、经济性目标函数和约束条件，再次对待规划选址区域进行NSGA-Ⅱ编码设计，最后利用NSGA-Ⅱ求解便捷性目标函数、经济性目标函数和约束条件。该方法在一定空间范围内对电费缴纳点的区位进行合理规划，为决策者提供最佳区位选择，不仅可以优化资源配置，还能提高电费回收工作的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统领域，特别涉及一种基于NSGA-π的电费缴纳点选址方法。
技术介绍
电费缴纳点作为电力部门开展各项业务、进行电费回收的基础设施，其选址是否 得当直接关系到电力企业的切身利益。如何根据本地区经济发展水平、用电客户性质及各 用电客户的缴费习惯等因素，合理科学地进行电费缴纳点选址是电力企业面临的热点问题 之一。采用科学的选址决策，在一定空间范围内对电费缴纳点的数量及区位进行合理规划， 不仅可以优化资源配置，还能提高电费回收工作的效率。针对选址这一问题已有大量学者 进行了相关的研究，比如重心法、层次分析法等，但是以上方法运用于多目标优化选址时有 运算量大，权重难以确定的缺点，而且在电费缴纳点的选址上还少有示范性应用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于NSGA-II的电费缴纳点选址方法，具 体步骤如下： 步骤1、确定缴纳点个数和缴费设施； 步骤2、利用地理信息系统GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，并获取栅格数 据； 步骤2. 1、确定栅格的分辨率，利用GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，每个 栅格的坐标取该栅格中心点坐标； 步骤2. 2、基于地理信息系统GIS获取人口数据和地理数据，人口数据包括每个行 政区人口密度，地理数据包括行政区划分、主要道路信息、土地利用、水文、地形数据、现有 电费缴纳点分布和地价，根据每个行政区人口密度和主要道路信息计算每个街区内的平均 人口密度，将每个街区内的平均人口密度和地理数据作为栅格数据存储。 步骤3、根据不同需求，分别针对不同缴费设施建立便捷性目标函数、经济性目标 函数和约束条件，所述便捷性目标函数是以用户与缴纳点之间的距离最近为目标的距离最 优函数，经济性目标函数以缴纳点达到收入最大化为目标，约束条件为使所有缴纳点的建 设成本小于等于总投资费用，且单个缴纳点的建设成本小于等于最大限度建设成本； 便捷性目标函数： Pdj}为任一栅格，c〇』为p栅格的人口密度，s〇』为p栅格的面积， 为PkD栅格的缴费需求指数，dis(PkD)表示栅格PkD与缴纳点之间的距离， min(dis(p&j)为栅格到距其最近的缴纳点的距离，Rxl为便捷性目标函数的系数， 经济性目标函数：σ为缴纳点的吸引缴费指数，示缴纳点离用户越近，缴费吸引力越 强，反之亦然，为ΡΜ距缴纳点的距离取小数再向上取整，其中{dis(ρ。]})} =dishnWdisbdj；))]，为ραι?)距缴纳点的距离取整，若栅格pu内 有缴纳点，则{dis(PdD)}为小数，向上取整为0,Gdj}=w，若栅格内无缴纳点， 「(也，GUij)= 0,w&j}表示缴纳点的建设成本，G& j}式表征了缴费点的投资费 用，Rx2为经济性目标函数的系数， 约束条件确w(ljj)^wnax 其中，Θζ为总投资费用，w_为最大限度成本。 步骤4、对待规划选址区域进行NSGA-II编码设计：mXn个网格构成格网，其中m 为需要选址的缴纳点的个数，η为栅格总数除以m所得到的值，每个网格代表一个基因，表 达形式为（Xl，yi)，Xl表示该网格所在的行数，y1表示该网格所在的列数，随机选取m个基因 构成一个染色体以11，71;12,7 2;...0|11，7111)，完成待规划选址区域的吧64-11编码设计 ； 步骤5、利用NSGA-II求解便捷性目标函数、经济性目标函数和约束条件，得到 Pareto最优解集，将Pareto最优解集解码为实际坐标，再将实际坐标输入GIS，得到电费缴 纳点的选址位置。 步骤5. 1、利用NSGA-II求解不同缴费方式对应的便捷性目标函数、经济性目标函 数和约束条件，得到不同缴费方式对应的Pareto最优解集； 步骤5. 2、不同缴费方式对应的Pareto最优解前沿分布均为不连续的4部分， Pareto最优解前沿分布的4部分分别为电费缴纳点选址的四种方案； 步骤5. 3、将不同缴费方式对应的Pareto最优解集分别解码为实际坐标，将实际 坐标输入GIS，得到电费缴纳点的选址位置。 有益效果： 本专利技术提出一种基于NSGA-II的电费缴纳点选址方法，首先确定缴纳点个数和缴 费设施，其次利用地理信息系统GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，并获取栅格数据， 再次根据不同需求，分别针对不同缴费设施建立便捷性目标函数、经济性目标函数和约束 条件，再次对待规划选址区域进行NSGA-II编码设计，最后利用NSGA-II求解便捷性目标 函数、经济性目标函数和约束条件。该方法在一定空间范围内对电费缴纳点的区位进行合 理规划，为决策者提供最佳区位选择，不仅可以优化资源配置，还能提高电费回收工作的效 率。【附图说明】 图1为本专利技术一种实施例的一种基于NSGA-II的电费缴纳点选址方法流程图； 图2为本专利技术一种实施例的利用NSGA-II求解目标函数的流程图； 图3为本专利技术一种实施例的利用NSGA-II求解营业厅对应的目标函数得到营业厅 对应的Pareto最优解集； 图4为本专利技术一种实施例的缴纳点空间选址图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术【具体实施方式】做详细说明。一种基于NSGA-II的电费缴纳 点选址方法应用于某市5个实体电费缴纳点的选址，缴纳点缴纳电费的方式分为三种：营 业厅、ATM机和P0S机，选址范围为该市4个行政区一第一区、第二区、第三区、第四区，具体 实施步骤如下，如图1所示： 步骤1、确定缴纳点个数和缴费设施，缴费设施包括营业厅、ATM机、P0S机； 步骤2、利用地理信息系统GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，并获取栅格数 据； 步骤2. 1、确定栅格的分辨率50m*50m，除去不可选址区域一山脉、河流、谷地，利 用GIS将待规划选址区域划分为25万块栅格，每个栅格的坐标取该栅格中心点坐标； 步骤2. 2、基于地理信息系统GIS获取人口数据和地理数据，人口数据包括每个行 政区人口密度，地理数据包括行政区划分、主要道路信息、土地利用、水文、地形数据、现有 电费缴纳点分布和地价，根据每个行政区人口密度和主要道路信息计算每个街区内的平均 人口密度，将每个街区内的平均人口密度和地理数据作为栅格数据存储。 该市市第一区、第二区、第三区和第四区四个区域人口密度排列为第一区〉第三 区〉第二区〉第四区，第一区和第三区人口密集且交通便利，第二区次之，第四区人口较为 稀疏且多为山地。 步骤3、根据不同需求，分别针对不同缴费设施建立便捷性目标函数、经济性目标 函数和约束条件，所述便捷性目标函数是以用户与缴纳点之间的距离最近为目标的距离最 优函数，经济性目标函数以缴纳点达到收入最大化为目标，约束条件为使所有缴纳点的建 设成本小于等于总投资费用，且单个缴纳点的建设成本小于等于最大限度建设成本； 便捷性目标函数： 为任一栅格，c(^为p 栅格的人口密度，s(^为p 栅格的面积，k 为栅格的缴费需求指数，第一区缴费需求指数取为〇. 753、第二区缴费需求指数取为 0. 751、第三区缴费需求指数取为0. 637、第四区缴费需求指数取为0. 452,dis(p(lij))表示 栅格以^与缴纳点之间的距离，min(dis(pu))为puj栅格到距其最近的缴纳点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于NSGA‑Ⅱ的电费缴纳点选址方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、确定缴纳点个数和缴费设施；步骤2、利用地理信息系统GIS将待规划选址区域划分为若干栅格，并获取栅格数据；步骤3、根据不同需求，分别针对不同缴费设施建立便捷性目标函数、经济性目标函数和约束条件，所述便捷性目标函数是以用户与缴纳点之间的距离最近为目标的距离最优函数，经济性目标函数以缴纳点达到收入最大化为目标，约束条件为使所有缴纳点的建设成本小于等于总投资费用，且单个缴纳点的建设成本小于等于最大限度建设成本；步骤4、对待规划选址区域进行NSGA‑Ⅱ编码设计：m×n个网格构成格网，其中m为需要选址的缴纳点的个数，n为栅格总数除以m所得到的值，每个网格代表一个基因，表达形式为(xi,yi)，xi表示该网格所在的行数，yi表示该网格所在的列数，随机选取m个基因构成一个染色体H(x1,y1；x2,y2；...；xm,ym)，完成待规划选址区域的NSGA‑Ⅱ编码设计；步骤5、利用NSGA‑Ⅱ求解便捷性目标函数、经济性目标函数和约束条件，得到Pareto最优解集，将Pareto最优解集解码为实际坐标，再将实际坐标输入GIS，得到电费缴纳点的选址位置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡博，樊爱军，杨东升，张化光，会国涛，金宇坤，刘君，张心怡，金鑫，寇健，任潇雅，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司，东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21