一种基于人工鱼群-牛顿迭代的架空光缆应力计算方法与流程

技术特征：
1.一种基于人工鱼群
‑
牛顿迭代的架空光缆应力计算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：根据多目标转化方法，将光缆状态方程转化为模函数；步骤二：利用人工鱼群算法求解步骤一得到的模函数的最优解；步骤三：将步骤二得到的最优解作为初值代入牛顿迭代公式进行计算；步骤四：对牛顿迭代公式的结果进行验证，如果收敛，则输出该结果作为最终解，即最终光缆应力值，如果发散则重新进行步骤二。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光缆状态方程为：所述模函数为：其中，l为两杆塔间的水平档距，σ
m
为已知应力，σ
m
所处气象条件下的比载、气温分别为g
m
、t
m
；σ
n
为待求应力，σ
n
所处气象条件下的比载、气温分别是g
n
、t
n
；α、e为光缆热膨胀系数和弹性系数；m和n为可求的已知数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：(1)设定人工鱼群算法参数：p维的目标搜索空间中每条人工鱼的状态为：σ＝(σ1,σ2,...,σ
p
)；欲寻优的变量为：σ
i
＝(i＝1,2,...,p)；人工鱼当前所在位置的适应度值表示为：ρ＝f(σ
n
)；人工鱼个体间距离表示为：d＝||σ
i
‑
σ
j
||(二范数)；人工鱼感知范围表示为v；人工鱼移动步长表示为s；拥挤度因子表示为δ；人工鱼每次觅食最大试探次数表示为t；最大替换公告板的次数表示为max；(2)计算初始鱼群各个人工鱼的适应度值ρ并比较大小，适应度ρ最小的为最优的人工鱼，将其状态σ赋给公告板；(3)人工鱼行为选择：各个人工鱼分别模拟觅食行为、追尾行为、群聚行为和随机行为，通过比较其适应度值选择最佳行为来执行；(4)更新公告板：每条人工鱼执行行为的过程中更新自身位置状态，若该位置处对应的适应度值小于公告板保存的适应度值，则对公告板保存的状态值进行更新，否则公告板不更新；(5)公告板的迭代次数达到max次后，公告板上最低适应度值对应的人工鱼所处的位置状态为σ0，即f(σ
n
)函数的最优解为σ0。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述觅食行为包括：对于每一条人工鱼σ
i
，它按照式(3)，随机选定一个新状态σ
j
，并比较新旧两个状态的适应度值ρ
i
和ρ
j
，若ρ
j
小于ρ
i
，则该鱼按照如式(4)向σ
j
方向前进一个步长；
σ
j
＝σ
i
rand(
·
)
·
v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)若反复判断t次后仍然无法在附近找到优于现有状态σ
i
的新状态，人工鱼将依据式(5)随机移动一个步长s；σ
i 1
＝σ
i
rand(
·
)
·
s
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)σ
i 1
表示人工鱼σ
i
下一步的位置状态；所述群聚行为包括：对于每一条人工鱼σ
i
，搜索其视野内符合式(6)的伙伴并统计其数量，记为n
f
，并且确定其周边伙伴的中间位置人工鱼σ
c
，其中间位置人工鱼的适应度值为ρ
c
；d
ij
≤v
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)判断伙伴所处的中心位置状态若状态较优且不太拥挤，即如式(7)(ρ
i
即为人工鱼σ
i
的适应度值)则向该中心位置移动一个步长，否则将执行觅食行为；所述追尾行为包括：σ
i
搜索其视野内适应度最低的个体，记为σ
b
，其同时对目标个体σ
b
视野内所有个体的数量计数n
b
；判断目标个体位置状态(ρ
b
为σ
b
的适应度值)若该位置状态较优且不太拥挤，则σ
i
向目标σ
b
移动一个步长，否则执行觅食行为；所述随机行为包括：如果人工鱼无法从其邻域环境中发现适应度值更低的位置，则放弃搜索，在游动步长范围内随机移动一步。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤三包括：将人工鱼群算法求得的最优解σ0作为初值代入如下牛顿迭代公式(8)，设置最大迭代次数为nmax，迭代精度为eps：6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述光缆为opgw
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24b1
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100光缆。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光缆的两杆塔间的水平档距为50m。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述人工鱼群算法的基本参数为：p＝1；n＝50；v＝10；s＝5；δ＝5；t＝100；max＝100。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述牛顿迭代公式参数为：nmax＝1000；eps＝0.000001。10.权利要求1
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9所述的基于人工鱼群
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牛顿迭代的架空光缆应力计算方法在高压输电线路技术领域内的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于人工鱼群


技术研发人员：李正权 高子涵 张鹏强 董永奎 张禄 马可 周燕萍 尹锋雷 毛文沛 施春富
受保护的技术使用者：江苏巨量光电科技有限公司
技术研发日：2021.08.16
技术公布日：2021/11/28