[发明专利]一种基于全局启发—两层算法的电缆优化分割的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于全局启发--两层算法的电缆优化分割的方法，属于电缆优化分割领域。 

背景技术

电力电缆是电力企业和电力用户的主要成本之一，每年消耗达千亿元以上。实际工作中除去35kV及以上工程所需电缆为定尺生产外，其他电缆通常是从整轴电缆上按需求切割使用，配网和二次电缆每轴长度300米-1000米不等，随意分割后剩余的30米以下的料头难以再利用，这就产生了如何分割才能最经济的问题。 

     电缆优化分割属于多种电缆供应，多种长度需求的整数规划问题，因计算机无法在多项式时间内求解，至今仍为世界性NP难题，目前还没有关于电缆优化切割的算法和相关管理软件。本项目针对电力工程中的电缆优化分割下料问题，提出了一种全局启发--两层算法，该计算方法在计算速度、原料利用率和余料集中度等关键问题上，均优于国内现有的优化算法。同时还开发了国内第一个电缆优化分割云计算平台系统，包括电缆分割优化计算、档案管理、分割报表和标签、权限管理等功能，对电缆的采购计划、分割、回收等工作给出了科学依据，电缆利用率较现有做法提高了3%以上，提高了工程管理的精益化管理水平。 

     根据目前河北公司电缆使用情况，每年可以节约电缆费用3千万元以上。考虑到我国电力企业和电力用户年消耗电缆千亿元，该算法的经济效益潜力达数十亿元。如果计及二次电缆，架空线，母线，铜排等，其经济效益将更加可观。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点，而提供了一种余料集中度高、切割方案少、简洁高效的基于全局启发--两层算法的电缆优化分割的方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案： 

本发明的方法步骤如下：

步骤一、输入下述初始参数：

①原料电缆长度的种类总数M；

②第i种原料电缆的长度L_i和数量P_i，L_i的单位为米，其中i为原料电缆长度种类的标号，i=1、2、3……M；

③工程中需要的电缆长度的种类总数m；

④工程中需要的第j种电缆的长度l_j和数量p_j，l_j的单位为米，其中j为需要的电缆长度种类的标号，j=1、2、3……m；

步骤二、预判断原料电缆是否能满足需要：

初步判断所给原料电缆的长度L_i和数量P_i是否能满足工程中需要的电缆的长度l_j和数量p_j，若出现以下两种情况任何一种时，给出不满足切割条件的提示并要求重新输入初始参数：

情况一、所给原料电缆的总长度为 ，需求的电缆的总长度为，小于，即原料电缆不能全部切出需求的电缆；

情况二、所给原料电缆的长度L_i不能将工程中需求的电缆的长度l_j中最长的长度切出；

若上述两种情况均没出现，初步判定原料电缆能满足需要的电缆，则进入步骤三；

步骤三、依据全局启发价值算法，利用下述公式（1）~（3）计算当切割对象为第i种长度的原料电缆，切割成需要的第j种长度的需要电缆时，此时所对应的全局价值：

            （1）

其中，为切割第i中长度的原料电缆制成第j种长度的需要电缆所对应的启发分量；

              （2）

                   （3）

其中，为计算中间值；

       R为启发参数，为常数，其值取范围为0.1~1；