洪涝灾害下的应急车辆调度方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及配电网抢排调度领域，尤其涉及洪涝灾害下的应急车辆调度方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着新型电力系统与城市防灾减灾体系的持续建设，配电网作为城市供电的重要基础设施，其运行安全直接关系到城市生产生活的稳定性。在沿海及河网密集区域，河道水位同时受到上游降雨径流、下游潮汐顶托以及城市排水能力变化的共同影响，区域洪涝演进过程复杂。当遭遇台风、暴雨、大潮及风暴增水等极端天气过程时，容易形成大范围城市内涝及道路积水现象，导致配电房、开闭所、环网柜及电缆沟等配电设施发生进水受淹，进而引发停电事故及设备损坏。

2、现有配电网应急抢排调度方式大多依赖人工经验或固定阈值进行风险判断，难以结合实时洪涝演进过程对受灾区域进行动态识别；同时，现有技术通常仅基于历史积水情况或静态地理信息进行抢险路径规划，未充分考虑道路积水深度变化对车辆实际通行能力及通行时间的影响，当部分路段积水较深时，容易导致抢险车辆绕行、滞留或无法及时到达目标区域，从而降低抢排应急资源的调度效率。此外，现有调度方式对受灾区域风险程度与抢排资源优先级之间的关联考虑不足，难以在多受灾点并发场景下实现抢排资源的高效协同配置。

技术实现思路

1、本发明提供了洪涝灾害下的应急车辆调度方法、系统、设备及介质，能够在洪涝灾害场景下，提高配电网抢排应急资源调度的效率。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种洪涝灾害下的应急车辆调度方法，包括：

3、获取待评估区域的水文气象数据；

4、将所述水文气象数据输入至预设的城市洪涝模型中进行洪涝演进计算，得到待评估区域的淹没面积和各配电设施的预测水位，将各所述预测水位与预设动态预警阈值进行比较，以基于比较结果确定待评估区域内的风险配电设施数量以及各所述风险配电设施对应的淹没风险程度；

5、根据所述淹没面积和所述风险配电设施数量在预设的联动规则库中进行匹配，以得到待评估区域的可用应急车辆，基于获取的城市路网积水深度数据和所述可用应急车辆对应的车辆涉水参数，计算城市路网中各路段对应的车辆通行时间，基于各所述淹没风险程度、各所述车辆通行时间和所述可用应急车辆构建车辆调度优化目标函数，并利用预设的多目标遗传算法对所述车辆调度优化目标函数进行迭代寻优，得到待评估区域对应的应急车辆调度方案；

6、根据所述应急车辆调度方案将对应的应急车辆调度到所述待评估区域，以进行抢排调度。

7、本发明实施例通过获取水文气象数据和地理位置数据，能够为后续洪涝演进分析及配电设施风险识别提供基础数据支撑，从而提高洪涝灾害场景下配电网抢排应急资源调度的准确性与效率；通过将水文气象数据输入至城市洪涝模型中得到淹没范围和水位分布结果，并进一步得到预测水位，能够实现对洪涝影响范围及配电设施受淹状态的动态预测；通过识别风险配电设施以及各淹没风险程度，能够实现对受灾风险区域及配电设施风险等级的提前识别，从而提高洪涝灾害场景下配电网抢排应急资源调度的及时性与针对性；通过计算可用应急车辆信息，能够根据实际受灾影响程度动态确定应急资源配置需求；并通过计算城市路网中各路段对应的车辆通行时间，能够反映洪涝积水条件下应急车辆的实际通行能力；进一步通过将各淹没风险程度、各车辆通行时间以及可用应急车辆信息输入至预设的多目标遗传算法中得到抢险资源调度方案，能够实现多受灾区域场景下抢险资源的协同优化配置，从而提高洪涝灾害场景下配电网抢排应急资源调度的效率；通过基于应急车辆调度方案进行抢排调度，能够提高应急车辆及抢排资源到达目标区域的时效性与资源利用率，从而提高洪涝灾害场景下配电网抢排应急资源调度的效率。

8、进一步的，所述将所述水文气象数据输入至预设的城市洪涝模型中进行洪涝演进计算，得到待评估区域的淹没面积和各配电设施的预测水位，包括：

9、基于所述水文气象数据中的河道流量数据和潮位数据，对所述城市洪涝模型中的河道水流运动进行一维水动力计算，确定河道溢流量；

10、基于所述水文气象数据中的降雨时空分布数据，对所述城市洪涝模型中的城市排水管网的汇流过程进行水动力计算，确定各管网节点对应的节点溢流量；

11、基于所述河道溢流量和各所述节点溢流量对所述待评估区域内各地表网格单元进行二维洪水演进计算，以确定待评估区域对应的地表淹没范围，并基于各所述配电设施的空间位置，从所述待评估区域内的各地表网格单元中提取与各所述空间位置对应的积水深度，确定各配电设施对应的预测水位；

12、基于所述地表淹没范围计算得到待评估区域对应的淹没面积。

13、本发明实施例通过对河道水流、城市排水管网以及地表洪水演进过程进行协同耦合计算，实现对待评估区域淹没范围及配电设施预测水位的精确分析，能够提高洪涝风险识别的准确性与实时性，从而为抢排路径规划与应急资源分配提供可靠依据，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

14、进一步的，所述将各所述预测水位与预设动态预警阈值进行比较，以基于比较结果确定待评估区域内的风险配电设施数量以及各所述风险配电设施对应的淹没风险程度，包括：

15、将各所述预测水位与所述动态预警阈值进行比较，确定所述预测水位大于所述动态预警阈值的若干个风险配电设施；

16、计算各所述风险配电设施的预测水位与所述动态预警阈值之间的差值，以基于各所述差值确定各所述风险配电设施对应的淹没风险程度。

17、本发明实施例通过将预测水位与动态预警阈值进行比较，并进一步量化各风险配电设施对应的淹没风险程度，能够准确识别高风险配电设施及其风险等级，从而为应急资源优先级分配与抢排任务制定提供依据，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

18、进一步的，所述动态预警阈值的确定方法，包括：

19、基于所述水文气象数据中的潮位数据计算待评估区域内的水位上涨率，基于所述水文气象数据中的降雨时空分布数据计算待评估区域内的降雨强度；

20、基于所述降雨强度、所述水位上涨率、预设的水位上涨率历史统计极值以及预设的降雨强度历史统计极值，计算得到各配电设施对应的归一化综合影响因子；

21、获取各配电设施的入口高程数据和安全裕度，基于各所述入口高程数据、各所述安全裕度、所述潮位数据、所述水文气象数据中的风暴增水预测高度数据和所述归一化综合影响因子，计算得到各配电设施对应的动态预警阈值。

22、本发明实施例通过综合考虑潮位变化、降雨强度、风暴增水以及配电设施入口高程等多种风险因素，动态调整各配电设施对应的预警阈值，能够提高洪涝风险预警的准确性与适应性，从而为抢排资源的提前部署与精准调度提供依据，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

23、进一步的，所述根据所述淹没面积和所述风险配电设施数量在预设的联动规则库中进行匹配，以得到待评估区域的可用应急车辆，包括：

24、对各所述风险配电设施对应的淹没风险程度进行累加，得到风险程度总和；

25、将所述淹没面积、所述风险配电设施数量以及所述风险程度总和输入至预设的联动规则库中进行规则匹配，确定与所述待评估区域对应的可用应急车辆。

26、本发明实施例通过综合考虑淹没面积、风险配电设施数量以及风险程度总和进行联动规则匹配，能够更加准确地评估待评估区域对应的应急资源需求，从而实现应急车辆的合理配置与优先调度，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

27、进一步的，所述基于获取的城市路网积水深度数据和所述可用应急车辆对应的车辆涉水参数，计算城市路网中各路段对应的车辆通行时间，包括：

28、将所述城市路网积水深度数据与安全通行积水深度阈值和最大涉水深度极限进行区间比较，确定所述待评估区域中各城市路段对应的路段类型，其中，所述车辆涉水参数包括所述安全通行积水深度阈值和所述最大涉水深度极限；

29、对所述城市路网积水深度数据小于或等于所述安全通行积水深度阈值的第一路段，确定与所述第一路段对应的应急车辆通行速度为第一行驶速度；

30、对所述城市路网积水深度数据大于所述安全通行积水深度阈值且小于所述最大涉水深度极限的第二路段，确定与所述第二路段对应的应急车辆通行速度为第二行驶速度，其中，所述路段类型包括所述第一路段和所述第二路段；

31、基于所述第一行驶速度、所述第二行驶速度以及预设的城市路网拓扑数据，计算所述待评估区域中各城市路段的车辆通行时间。

32、本发明实施例通过结合城市路网积水深度数据与应急车辆涉水能力，对不同积水路段的车辆通行状态进行分级判断，并基于对应的通行速度计算各城市路段的车辆通行时间，从而能够更加准确地反映洪涝条件下道路实际通行能力，提高调度路径规划的合理性与可执行性，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

33、进一步的，所述利用预设的多目标遗传算法对所述车辆调度优化目标函数进行迭代寻优，得到待评估区域对应的应急车辆调度方案，包括：

34、基于各所述风险配电设施对应的淹没风险程度、各应急车辆对应的车辆通行时间以及所述可用应急车辆，构建包含抢险时间目标项、车辆调度成本目标项以及风险设施覆盖率目标项的车辆调度优化目标函数；

35、对各应急车辆与各所述风险配电设施之间的任务分配关系以及各应急车辆的发车顺序进行双段混合染色体编码处理，得到初始候选调度方案集合；

36、将所述初始候选调度方案集合输入至所述车辆调度优化目标函数中，以计算得到各初始候选调度方案对应的适应度值，并对各所述适应度值进行非支配排序和拥挤度计算，得到目标候选调度方案集合，对所述目标候选调度方案集合进行交叉与变异操作，直至处理结果满足预设终止条件，确定所述待评估区域对应的应急车辆调度方案。

37、本发明实施例通过构建包含抢险时间、车辆调度成本以及风险设施覆盖率的多目标优化函数，并利用多目标遗传算法对车辆任务分配关系及发车顺序进行迭代寻优，能够在有限应急资源条件下实现高风险配电设施的优先覆盖与调度路径的优化配置，提高应急车辆调度方案的全局优化能力与执行合理性，进而提高配电网抢排应急资源调度的效率。

38、第二方面，本发明实施例提供了一种洪涝灾害下的应急车辆调度系统，所述应急车辆调度系统用于执行如本技术所述的洪涝灾害下的应急车辆调度方法。

39、第三方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

40、所述存储器用于存放至少一种可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如本技术所述的洪涝灾害下的应急车辆调度方法的操作。

41、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备或系统执行如本技术所述的洪涝灾害下的应急车辆调度方法。

42、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。