《一种基于KUHNMUNKRES算法的电力设备运行控制方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于KUHNMUNKRES算法的电力设备运行控制方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103149839 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103149839 A *CN103149839A* (21)申请号 201310122605.3 (22)申请日 2013.04.10 G05B 13/02(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 江苏省电力公司 江苏电力信息技术有限公司 (72)发明人 张寒 张震宇 孙凌卿 (74)专利代理机构 南京汇盛专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32238 代理人 陈扬 (54) 发明名称 一种基于 Kuhn-Munkres 算法的电。
2、力设备运 行控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 Kuhn-Munkres 算法 的电力设备运行控制方法， 该方法将各个资源分 配给各个任务时的各种影响因素进行加权平均， 得到某个资源分配给某个任务时的合适程度， 设 定资源和任务的数量相等， 以此形成任务的资源 需求网络， 从而得到最优的设备运行控制方法。 本发明使资源在电力设备运行期间进行合理调度 与分配， 解决了电力设备运行期间低效率的资源 分配问题， 电力设备运行期间效率高、 资源分配率 高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 。
3、权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103149839 A CN 103149839 A *CN103149839A* 1/2 页 2 1. 一种基于 Kuhn-Munkres 算法的电力设备运行控制方法， 其特征在于 ： 该方法将各个 资源分配给各个任务时的各种影响因素进行加权平均， 得到某个资源分配给某个任务时的 合适程度， 设定资源和任务的数量相等， 以此形成任务的资源需求网络， 从而得到最优的设 备运行控制方法 ； 具体包括以下步骤 ： 1）根据设备运行的资源和实施设备运行管理任务组成矩阵， 资源调度适应度矩阵 定义如下 ： (1) 其中为元素全为某一较大数。
4、的矩阵， 设有个待分配的资源和个待完成的任 务， 要求一个资源仅能分配给一个任务， 一个任务只能被分配到一个资源， 式 （1） 中表示 把第个资源分配给第个任务的合适程度 ； 此处设； 2） 模型转换 将设备运行控制问题转化为求二分图最优匹配问题， 即二分图的每条边带有权 值 ； 求一个匹配使得匹配边上的权值和最大 ； 一般 X 和 Y 集合顶点个数相同， 最优匹配也是 一个完备匹配， 即每个顶点都被匹配 ； 如果个数不相等， 通过补点加 0 边实现转化 ； 将上面 适应度矩阵转化为二分图模型， 模型其中 ： X1， X2,Xm属于集合X ； Y1， Y2,Yn属于集合 Y ； 从集合 X、 。
5、Y 中任取一个点构成 M 中的一项 ； 3） 初始化可行顶标的值 给每个顶点一个标号把求最大权匹配的问题转化为求完备匹配的问题 ； 设顶点Xi的顶 标为Ai， 顶点Yi的顶标为Bi， 顶点Xi与Yj之间的边权为wi,j ； 在算法执行过程中的 任一时刻， 对于任一条边 (i,j)， Ai+Bj=wi,j 始终成立 ； 若由二分图模型中所有满 足Ai+Bj=wi,j的边(i,j)构成的子图有完备匹配， 那么这个完备匹配就是二分图的 最大权匹配 ； 初始时为了使 Ai+Bj=wi,j 恒成立， 令 Ai 为所有与顶点 Xi关联的边 的最大权， Bj=0 ； 4） 用匈牙利算法寻找完备匹配 （41）。
6、 对于一个未匹配的节点 Xi, 寻找它的每条边 , 如果它的满足 Ai+Bj=wi,j 边上的另一个节点 Yi 还没匹配则表明找到了一个匹配 , 直接转步骤 6） ； （42） 假如节点 Xi 它边上的另一个节点 Yi 已经匹配 , 那么转向跟 Yi 匹配的节点 , 假 设是 w, 然后再对 w 重复步骤 （41） 、（42） ， 即寻找增广路 ； （43） 假如在步骤 （41） 、（42） 过程中找到一条增广路 , 那么修改各自对应的匹配点 , 转至步骤 6） , 若无增广路 , 则转至步骤 5） ； 5） 若未找到完备匹配则修改可行顶标的值 求当前相等子图的完备匹配失败， 是因为对于某个 。
7、X 顶点， 找不到一条从它出发的交 错路 ； 这时获得了一棵交错树， 它的叶子结点全部是 X 顶点 ； 把交错树中 X 顶点的顶标全都 减小某个值 d， Y 顶点的顶标全都增加同一个值 d， 则 ： 两端都在交错树中的边 (i,j)， Ai+Bj 的值没有变化 ； 即， 它原来属于相等子图， 权 利 要 求 书 CN 103149839 A 2 2/2 页 3 现在仍属于相等子图 ； 两端都不在交错树中的边(i,j)， Ai和Bj都没有变化 ； 即， 它原来属于或不属于 相等子图， 现在仍属于或不属于相等子图 ； X端不在交错树中， Y端在交错树中的边(i,j)， 它的Ai+Bj的值有所增大 。
8、； 它原 来不属于相等子图， 现在仍不属于相等子图 ； X 端在交错树中， Y 端不在交错树中的边 (i,j)， 它的 Ai+Bj 的值有所减小 ； 即， 它原来不属于相等子图， 现在可能进入了相等子图， 因而使相等子图得到了扩大 ； 为了使 Ai+Bj=wi,j 始终成立， 且至少有一条边进入相等子图， d 等于 minAi+Bj-wi,j|Xi 在交错树中， Yi 不在交错树中 ； 6） 重复步骤 4） 、 5） 直到找到相等子图的完备匹配为止， 即得电力设备运行控制方法。 2.根据权利要求1所述的基于Kuhn-Munkres算法的电力设备运行控制方法， 其特征在 于 ： 所述各种影响因素。
9、包括设备分配时间、 设备异常情况、 设备效率。 3.根据权利要求1所述的基于Kuhn-Munkres算法的电力设备运行控制方法， 其特征在 于 ： 所述合适程度包括设备取得的效率、 效益、 花费的时间、 成本。 权 利 要 求 书 CN 103149839 A 3 1/4 页 4 一种基于 Kuhn-Munkres 算法的电力设备运行控制方法 技术领域 0001 本发明属于电力设备领域， 涉及一种电力设备资源调度分配方法， 具体是说是一 种基于 Kuhn-Munkres 算法的电力设备运行控制方法。 背景技术 0002 随着生产过程中大容量机器的不断投运和现代化设备控制要求的不断提高， 运行控。
10、制在各项工作中的重要性显得越来越突出。此时为了提高效率， 除了运行管理人员 必须对设备运行状况要掌握清楚外， 各组合机器之间也应协调好资源分配的问题。 为此， 选 择沉稳有效的控制方法， 对提高设备资源分配的效率极为重要。传统的对设备资源的控制 方法已经不能满足要求。 发明内容 0003 为了克服现有技术存在的问题， 本发明目的是提供一种基于 Kuhn-Munkres 算法 的电力设备运行控制方法， 该方法使资源在电力设备运行期间进行合理调度与分配， 解决 了电力设备运行期间低效率的资源分配问题。 0004 本发明目的是通过以下技术方案来实现的 ： 一种基于 Kuhn-Munkres 算法的电。
11、力设备运行控制方法， 其特征在于 ： 该方法将各个资 源分配给各个任务时的各种影响因素进行加权平均， 得到某个资源分配给某个任务时的合 适程度， 设定资源和任务的数量相等， 以此形成任务的资源需求网络， 从而得到最优的设备 运行控制方法 ； 具体包括以下步骤 ： 1）根据设备运行的资源和实施设备运行管理任务组成矩阵， 资源调度适应度矩阵 定义如下 ： (1) 其中为元素全为某一较大数的矩阵， 设有个待分配的资源和个待完成的任 务， 要求一个资源仅能分配给一个任务， 一个任务只能被分配到一个资源， 式 （1） 中表示 把第个资源分配给第个任务的合适程度 ； 此处设； 2） 模型转换 将设备运行控。
12、制问题转化为求二分图最优匹配问题， 即二分图的每条边带有权 值 ； 求一个匹配使得匹配边上的权值和最大 ； 一般 X 和 Y 集合顶点个数相同， 最优匹配也是 一个完备匹配， 即每个顶点都被匹配 ； 如果个数不相等， 通过补点加 0 边实现转化 ； 将上面 适应度矩阵转化为二分图模型， 模型其中 ： X1， X2,Xm属于集合X ； Y1， Y2,Yn属于集合 Y ； 从集合 X、 Y 中任取一个点构成 M 中的一项 ； 说 明 书 CN 103149839 A 4 2/4 页 5 3） 初始化可行顶标的值 给每个顶点一个标号把求最大权匹配的问题转化为求完备匹配的问题 ； 设顶点Xi的顶 标为。
13、Ai， 顶点Yi的顶标为Bi， 顶点Xi与Yj之间的边权为wi,j ； 在算法执行过程中的 任一时刻， 对于任一条边 (i,j)， Ai+Bj=wi,j 始终成立 ； 若由二分图模型中所有满 足Ai+Bj=wi,j的边(i,j)构成的子图有完备匹配， 那么这个完备匹配就是二分图的 最大权匹配 ； 初始时为了使 Ai+Bj=wi,j 恒成立， 令 Ai 为所有与顶点 Xi关联的边 的最大权， Bj=0 ； 4） 用匈牙利算法寻找完备匹配 （41） 对于一个未匹配的节点 Xi, 寻找它的每条边 , 如果它的满足 Ai+Bj=wi,j 边上的另一个节点 Yi 还没匹配则表明找到了一个匹配 , 直接转。
14、步骤 6） ； （42） 假如节点 Xi 它边上的另一个节点 Yi 已经匹配 , 那么转向跟 Yi 匹配的节点 , 假 设是 w, 然后再对 w 重复步骤 （41） 、（42） ， 即寻找增广路 ； （43） 假如在步骤 （41） 、（42） 过程中找到一条增广路 , 那么修改各自对应的匹配点 , 转至步骤 6） , 若无增广路 , 则转至步骤 5） ； 5） 若未找到完备匹配则修改可行顶标的值 求当前相等子图的完备匹配失败， 是因为对于某个 X 顶点， 找不到一条从它出发的交 错路 ； 这时获得了一棵交错树， 它的叶子结点全部是 X 顶点 ； 把交错树中 X 顶点的顶标全都 减小某个值 d，。
15、 Y 顶点的顶标全都增加同一个值 d， 则 ： 两端都在交错树中的边 (i,j)， Ai+Bj 的值没有变化 ； 即， 它原来属于相等子图， 现在仍属于相等子图 ； 两端都不在交错树中的边(i,j)， Ai和Bj都没有变化 ； 即， 它原来属于或不属于 相等子图， 现在仍属于或不属于相等子图 ； X端不在交错树中， Y端在交错树中的边(i,j)， 它的Ai+Bj的值有所增大 ； 它原 来不属于相等子图， 现在仍不属于相等子图 ； X 端在交错树中， Y 端不在交错树中的边 (i,j)， 它的 Ai+Bj 的值有所减小 ； 即， 它原来不属于相等子图， 现在可能进入了相等子图， 因而使相等子图得。
16、到了扩大 ； 为了使 Ai+Bj=wi,j 始终成立， 且至少有一条边进入相等子图， d 等于 minAi+Bj-wi,j|Xi 在交错树中， Yi 不在交错树中 ； 6） 重复步骤 4） 、 5） 直到找到相等子图的完备匹配为止， 即得电力设备运行控制方 法。 0005 本发明中， 各种影响因素包括分配时间、 设备异常情况、 设备效率。 0006 本发明将各个资源分配给各个任务时的各种影响因素 （比如分配时间、 设备异常 情况、 效率等各种因素） 进行加权平均， 得到某个资源分配给某个任务时的合适程度 （这里 假定资源和任务的数量是相等的， 若不相等， 再根据具体问题采取不同的解决方案） 。。
17、以此 形成任务的资源需求网络， 从而得到最优的设备运行控制方法。 0007 本发明使资源在电力设备运行期间进行合理调度与分配， 电力设备运行期间效率 高、 资源分配率高。 附图说明 说 明 书 CN 103149839 A 5 3/4 页 6 0008 图 1 是适应度矩阵转化成的二分图模型图。 0009 图 2 是基于 Kuhn-Munkres 算法的流程图。 具体实施方式 0010 一种基于 Kuhn-Munkres 算法的电力设备运行控制方法， 该方法将各个资源分配 给各个任务时的各种影响因素 （比如分配时间、 设备异常情况、 效率等各种因素） 进行加权 平均， 得到某个资源分配给某个任。
18、务时的合适程度， 设定资源和任务的数量相等， 以此形成 任务的资源需求网络， 从而得到最优的设备运行控制方法 ； 具体包括以下步骤 ： 1） 根据设备运行的资源和实施设备运行管理任务组成矩阵， 资源调度适应度矩阵 定义如下 ： () 其中为元素全为某一较大数的矩阵， 设有个待分配的资源和个待完成的任 务， 要求一个资源仅能分配给一个任务， 一个任务只能被分配到一个资源， 式 （1） 中表 示把第个资源分配给第个任务的合适程度 ； 此处设； 对于 的情况， 可根据具体问题采取不同的解决方案。 0011 2） 模型转换 针对上面资源调度问题， 将它转化为求二分图最优匹配问题， 又称带权最大匹配 问。
19、题， 即二分图的每条边带有权值。 求一个匹配使得匹配边上的权值和最大。 一般X和Y集 合顶点个数相同， 最优匹配也是一个完备匹配， 即每个顶点都被匹配。如果个数不相等， 可 以通过补点加0边实现转化。 将上面适应度矩阵转化为二分图模型如图1 ： 其中 ： X1， X2, Xm属于集合 X ； Y1， Y2,Yn属于集合 Y。从集合 X、 Y 中任取一个点构成 M 中的一项。 0012 3） 初始化可行顶标的值 通过给每个顶点一个标号 （叫做顶标） 来把求最大权匹配的问题转化为求完备匹配的 问题的。 设顶点Xi的顶标为Ai， 顶点Yi的顶标为Bi， 顶点Xi与Yj之间的边权为wi,j。 在算法执。
20、行过程中的任一时刻， 对于任一条边 (i,j)， Ai+Bj=wi,j 始终成立。若由 二分图中所有满足 Ai+Bj=wi,j 的边 (i,j) 构成的子图 （称作相等子图） 有完备匹配， 那么这个完备匹配就是二分图的最大权匹配。初始时为了使 Ai+Bj=wi,j 恒成立， 令 Ai 为所有与顶点 Xi关联的边的最大权， Bj=0 ； 4） 用匈牙利算法寻找完备匹配 41 ： 对于一个未匹配的节点 Xi, 寻找它的每条边 , 如果它的满足 Ai+Bj=wi,j 边 上的另一个节点 Yi 还没匹配则表明找到了一个匹配 , 直接转步骤 6） ； 42 ： 假如节点 Xi 它边上的另一个节点 Yi 。
21、已经匹配 , 那么转向跟 Yi 匹配的节点 , 假设 是 w, 然后再对 w 重复步骤 41、 42， 即寻找增广路 ； 43 ： 假如在步骤 41、 42 过程中找到一条增广路 , 那么修改各自对应的匹配点 , 转至步 说 明 书 CN 103149839 A 6 4/4 页 7 骤 6） , 若无增广路 , 则转至步骤 5） 。 ； 5） 若未找到完备匹配则修改可行顶标的值 求当前相等子图的完备匹配失败， 是因为对于某个 X 顶点， 找不到一条从它出发的交 错路。这时获得了一棵交错树， 它的叶子结点全部是 X 顶点。现在把交错树中 X 顶点的顶 标全都减小某个值 d， Y 顶点的顶标全都增。
22、加同一个值 d， 那么会发现 ： 两端都在交错树中的边 (i,j)， Ai+Bj 的值没有变化。也就是说， 它原来属于相 等子图， 现在仍属于相等子图 ； 两端都不在交错树中的边 (i,j)， Ai 和 Bj 都没有变化。也就是说， 它原来属于 （或不属于） 相等子图， 现在仍属于 （或不属于） 相等子图 ； X 端不在交错树中， Y 端在交错树中的边 (i,j)， 它的 Ai+Bj 的值有所增大。它 原来不属于相等子图， 现在仍不属于相等子图 ； X 端在交错树中， Y 端不在交错树中的边 (i,j)， 它的 Ai+Bj 的值有所减小。也 就说， 它原来不属于相等子图， 现在可能进入了相等子。
23、图， 因而使相等子图得到了扩大 ； 为了使 Ai+Bj=wi,j 始终成立， 且至少有一条边进入相等子图， d 应该等于 minAi+Bj-wi,j|Xi 在交错树中， Yi 不在交错树中 ； 6） 重复步骤 4） 、 5） 直到找到相等子图的完备匹配为止， 即找到最优资源调度分配方案， 完成电力设备运行控制方法。 0013 本发明使资源在电力设备运行期间进行合理调度与分配， 电力设备运行期间效率 高、 资源分配率高。 说 明 书 CN 103149839 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103149839 A 8 2/2 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103149839 A 9 。