CN112556693A - 光伏电站运维路径的导航方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏电站运维路径的导航方法和装置，该导航方法包括：构建光伏电站的运维路径图，其中，所述运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力；获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求；从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径。采用本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法和装置所规划的运维路径，能够使运维人员顺利地通过光伏电站厂区，并降低运维人员在光伏电站厂区通行的安全风险。
Description
技术领域
本发明总体说来涉及光伏电站运维技术领域，更具体地讲，涉及一种光伏电站运维路径的导航方法和装置。
背景技术
光伏电站的运营维护(以下简称运维)已成为光伏电站业主和专业运维公司主要考虑的问题，并将保障发电量和降低运维成本作为两大核心目标。随着光伏电站业主和专业运维公司所管理电站的数量越来越多，电站运维工作也变得更加复杂。
光伏电站的运维工作一般可包括对所有设备设施的定期巡检、发电量异常等故障原因的排查与处置、组件与其它设备的检修与更换、光伏组件和机柜等的除尘与清洁。虽然从硬件原理上讲，光伏电站所用设备仅有光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器、环境采集仪等有限几种，但光伏电站厂区占用面积大且布局比较复杂，且其所用设备数量众多。例如，以一个6MW(兆瓦)的光伏电站为例，所安装的光伏组件、汇流箱、逆变器、箱变等设备的数量大约在2万个左右。运维人员在大面积的光伏电站厂区内行走，既要快速到达指定的位置，又要注意遵守各种安全规范，防止走错或者误入危险区域造成电力***事故或者人身危害。
随着远程监控技术的发展和水平不断提高，越来越多的光伏电站采用少人值守或者无人值守的运行模式，即运维人员大部分时间在远程监控光伏电站的运行情况，只在有需要时才进入到光伏电站厂区从事运维工作。这种管理方式，使得仅有少部分的运维人员对光伏电站厂区的环境比较熟悉，对于新入职的运维人员，可能需要一天甚至数天时间才能熟悉电站厂区的环境，对于所需要处理的运维任务，需要不断探索出合适的运维路径，这将使得运维工作存在较大的安全风险，也影响了运维工作的效率。
目前，针对上述情况，现有技术提出了一种基于北斗定位的变电站运维路径规划导航方法，其通过北斗定位模块获取使用者的实时位置，并配合路径规划模块所计算出的最优路径，为使用者提供前进、后退、左转、右转四个行进方向的语音提示，当使用者周围50米存在带电区域或者途经带电区域时，路径导航模块发出语音警告提示，并引导使用者安全行进，从而解决变电站运维人员因走错间隔、误入带电区域而引发电力***事故和人身事故的问题。
虽然现有公开中已经注意到在电站运维工作中规划运维人员的工作路径的必要性，但是已有方法并非是针对光伏电站所提出。光伏电站因多建于荒山荒坡等野外开阔地带，或者工业园区的厂房或居民楼的屋顶，使得光伏电站运维路径的规划问题应用现有方法难以得到满意的结果。例如，现有技术并未考虑三维空间的运维路径规划问题，也未全面考虑运维路径的通行安全问题，以及不同运维任务下运维路径通行限制不同的问题。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种光伏电站运维路径的导航方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。
在一个总体方面，提供一种光伏电站运维路径的导航方法，所述导航方法包括：构建光伏电站的运维路径图，其中，所述运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力；获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求；从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径。
在另一总体方面，提供一种光伏电站运维路径的导航装置，所述导航装置包括：路径图构建模块，构建光伏电站的运维路径图，其中，所述运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力；运维任务获取模块，获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求；最优路径确定模块，从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径。
在另一总体方面，提供一种控制器，包括：处理器；输入\输出接口；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现上述的光伏电站运维路径的导航方法。
在另一总体方面，提供一种便携式电子终端，包括上述的控制器。
在另一总体方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的光伏电站运维路径的导航方法。
采用本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法和装置所规划的运维路径，能够使运维人员顺利地通过光伏电站厂区，并降低运维人员在光伏电站厂区通行的安全风险。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法的流程图；
图2示出根据本发明示例性实施例的光伏电站的运维路径图的示例图；
图3示出根据本发明示例性实施例的任一节点的单链表的示例图；
图4示出根据本发明示例性实施例的运维路径图的受限子图的第一示例图；
图5示出根据本发明示例性实施例的运维路径图的受限子图的第二示例图；
图6示出根据本发明示例性实施例的确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力的步骤的流程图；
图7示出根据本发明示例性实施例的针对多个点任务情况确定最优运维路径的步骤的流程图；
图8示出根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航装置的框图；
图9示出根据本发明示例性实施例的最优路径确定模块的框图；
图10示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，一些示例性实施例在附图中示出。
随着远程监控技术的发展，光伏电站业主或者专业运维公司已经能够远程监控管理分布于各地的多个光伏电站。然而，随着被监控管理的光伏电站数量的增多，以及新入职人员的加入，运维人员对各个光伏电站的熟悉程度却逐渐减弱。尤其是对于光伏电站建于居民楼或者厂房的屋顶等复杂区域的情况，运维人员对光伏电站厂区不熟悉，不仅会影响工作效率，而且还存在一定的安全隐患。
考虑光伏电站内布局地形和建筑物的限制，运维路径规划的特殊性主要体现在以下方面：
第一，已有方法没有考虑三维空间的运维路径规划问题。
光伏电站具有无地域限制的特点，能充分利用各种开阔的向阳面，如荒山荒坡或者楼房屋顶，这给光伏电站的运维人员的工作带来一定困难。运维人员到达某一运维地点，可能不仅需要爬坡过坎，还需要攀爬楼顶，甚至越过多个障碍。所以光伏电站运维路径的规划绝对不是简单地选取平面图上两点之间的通行路径，而是需要在复杂的三维空间中选取满足各种约束的通行路径。
第二，已有方法没有全面考虑运维路径的通行安全问题。
在上述的基于北斗定位技术开发的运维路径规划导航方法中，仅是在电子地图中突出显示所有的带电危险区域，引导运维人员快速、安全、准确地到达故障设备位置，从而解决变电站运维人员走错间隔、误入带电区域的问题。但是，光伏电站的情况有时非常复杂，运维路径既可能穿越密集的障碍物，也可能临近楼房顶部或者天窗的边缘。因此，在规划光伏电站的运维路径时，必须全面地考虑运维路径的安全问题，不仅要避免运维人员的电击风险，还要考虑运维人员在狭小过道被划伤和从高处坠落等其它安全风险。
第三，已有方法没有考虑不同运维任务下运维路径通行限制不同的问题。
运维人员在光伏电站内行走，所执行的运维任务既可能是例行的定期巡视，也可能是维修改造。在执行例行巡视时，运维人员只需拿少量的工具，甚至无特别的携带物，而在从事维修改造工作时，运维人员需要将一定尺寸和重量的设备或者备件一同运到运维任务的任务执行地点。以直接提供太阳能转化为电能的光伏组件为例，一般常规的光伏组件的尺寸为1米×1.6米，由60块电池片组成，重量约18.2千克左右。运维人员要携带光伏组件到达任务执行地点，必须要考虑其途经路段的通行空间以及是否能够承受运维人员和物品的重量。运维人员和物品的体积过大或者过重，不仅难以通行，而且还存在不可避免的安全风险。
在本发明示例性实施例中，针对上述情况，提出一种为运维人员规划工作路径的光伏电站运维路径的导航方法，既能够提示运维人员在无携带物品或者携带物品的情况下顺利通过相应的路段，又能够使运维人员的安全风险降至最低。
图1示出根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法的流程图。
参照图1，在步骤S10中，构建光伏电站的运维路径图。
这里，可以将光伏电站厂区内允许运维人员通行的工作路径的集合，在数学上用一个图来表示，即为光伏电站的运维路径图。
在所构建的运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力。作为示例，运维路径图可包括节点集、边集和边的属性。
例如，节点集中的每个节点可为光伏电站中包括的各设备所在的位置，通过边将存在通行路段的两个节点进行连接，当两个设备所在的位置通过边连接时表示通过边连接的两个设备所在的位置之间存在能够通行的路段，边的属性可指示与边对应的通行路段的通行限制能力。
作为示例，每条通行路段所具备的通行限制能力可包括但不限于通行路段的通过能力和通行路段的承载能力。
通行路段的通过能力用于描述通行路段在空间上允许人和/或物品通过的能力。例如，运维路径图上的某一通行路段的通过能力可表示该通行路段空间通过能力的通过等级，可用λ表示。
上述空间通过能力既可以指通行路段是否满足单个运维人员的通行要求，也可以指通行路段能否满足运维人员携带备品、备件和/或工具的通行要求。对于光伏电站，影响通行路段的空间通过能力的因素主要有两种：一是空间狭小，二是通行路段存在一定的安全风险，因而对运维人员和备品、备件以及工具的重量和尺寸有一定的要求。
通行路段空间通过能力的通过等级λ可以采用实验或者对比的方法来获得。例如，实验方法可指运维人员携带备品、备件和/或工具亲自到某通行路段实测该通行路段的通过等级。对比方法可指根据相似物品或者相似路段的空间通过能力来判断待确定通行路段的通过等级。由于光伏电站中绝大多数器件是光伏组件，各厂区彼此之间存在较多相似性较高的通行路段，因此在实际中可以通过实验方法直接测量少数通行路段的通过等级，大多数通行路段的通过等级可以通过对比方法间接得到。
作为示例，通过等级λ可用非负整数表示。例如，通过等级λ为1可表示通行路段仅能让运维人员单独通过。通过等级λ为2可表示通行路段可以允许运维人员携带物品(如一块光伏组件)，通过等级λ为0可表示通行路段无法让运维人员通过。
通行路段的承载能力用于描述通行路段承载量的能力。例如，运维路径图上的某一通行路段的承载能力可表示该通行路段允许承载的运维人员和/或物品的重量，即，该通行路段的承载量，可用w表示。
上述通行路段的承载量是与安全性相关的一个重要指标，特别是当光伏电站建于厂房或者居民楼的屋顶时，容易出现一些特殊的运维通行路段。这些运维通行路段可包括普通楼梯、屋面检修爬梯和钢格栅等，其危险性在于钢格栅的下面可能是水池、沟渠或者透气天窗等，如果发生人或者物品的坠落，可能影响正常生产或者对运维人员带来人身伤害。
通行路段的承载量w可以采用实验或者对比的方法来获得。这里，与测试通行路段的通过能力的方式不同，承载量的实验方法需在真实通行路段以外的安全区域进行，以避免对通行路段的破坏和对运维人员造成的伤害。此外，优选地，在标记通行路段的承载量时需考虑预留足够的安全裕度，并根据通行路段的使用年限和破坏程度定期对通行路段的承载量进行更新，例如逐渐减少通行路段的承载量。
作为示例，承载量w可采用非负实数来表示通行路段允许承载的重量，如果某通行路段的承载量w为0，则表示该通行路段禁止运维人员通过。
在一优选实施例中，边的属性除可以指示与边对应的通行路段的通过能力和承载能力之外，还可以包括通行路段的长度。
在本发明示例性实施例中，可通过上述所介绍的方式，预先针对光伏电站厂区内的各通行路段确定各通行路段的通过能力、承载能力和长度，并基于所确定的上述三个参量来构建光伏电站的运维路径图。
作为示例，运维路径图G可为一无向图，可表示为：G＝(V,E,L,Λ,W)，其中，V表示节点集，E表示边集，L,Λ,W指示边的属性，L表示边的长度的集合，Λ表示边的通过能力的集合，W表示边的承载量的集合，各元素满足如下条件：
(1)第i个节点vi∈V，1≤i≤m，|V|＝m，m为节点集V中节点的数量；
(2)第j条边ej∈E，1≤j≤n，|E|＝n，n为边集E中边的数量；
(3)第j条边的长度lj＝l(ej)∈L，lj＞0；
(4)第j条边的通过能力λj＝λ(ej)∈Λ，λj≥0；
(5)第j条边的承载量wj＝w(ej)∈W，wj≥0。
在本发明示例性实施例中，考虑到运维人员在光伏电站厂区的任意通行路段上都可以双向走动，因此将光伏电站的运维路径图定义为一个无向图。该运维路径图中的每条边有三个属性，即，长度、通过能力和承载量，如果运维路径图的某一条边被删除，则与其关联的长度、通过能力和承载量都将被删除。
应理解，本发明示例性实施例中基于边的长度、通过等级和承载量三个属性来构建光伏电站的运维路径图仅为一优选示例，本发明不限于此，本领域技术人员还可以根据需要来增加或者删减属性的数量。
在运维路径图中，如果未指定某条边的通过能力，则λ默认取值为0，表示该通行路段不许运维人员通过。如果未指定某条边的承载量，则w默认取值也为0，也表示该通行路段不许运维人员通过。因此，边的长度、通过能力与承载量中只要有一项的取值为0，则其他项的取值可自动取0而不影响最优运维路径的求取。
图2示出根据本发明示例性实施例的光伏电站的运维路径图的示例图。
图2示出了建于厂房屋顶的某光伏电站局部的运维路径图。需预先记录光伏电站厂区内允许运维人员通行的各条通行路段，并确定各条通行路段的长度、通过能力和承载量，基于此来构建该光伏电站的运维路径图。
如图2所示，该运维路径图中共有10个节点，12条边，各条边的属性以(长度，通过等级、承载量)形式来表示。作为示例，在运维路径图中可通过边的类型来表示对应的通行路段的类型，例如，节点1到节点3用虚线连接表示该通行路段含有垂直于水平面的屋面检修爬梯，该通行路段的长度为10米，通过等级为1级，承载量为100千克。节点2到节点10之间的通行路段用实线连接表示这些通行路段都在屋顶的水平面内。节点2与节点3之间的通行路段的长度为15米，比节点3到节点6之间的通行路段的长度长了10米，但是前者的通过等级比后者低了一级，承载量也仅为后者的一半。节点4到节点7之间为透气天窗，运维人员明显无法通过，因此该路段在运维路径图中不标出。节点5到节点8之间的通行路段的钢格栅和下面的接线盒都有破损，运维人员通过存在进一步破坏钢格栅和接线盒的风险，因此，可以人为将该通行路段的承载量设置为0，相应地该通行路段的长度和通过能力也可均设置为0。
运维路径图G上由边组成的有限非空序列可表示为(ei,…,ek,ek+1,…,eq)，如果任意两个相邻边ek和边ek+1有公共节点，i≤k≤q，则称(ei,…,ek,ek+1,…,eq)为运维路径图G上的一条通行路径，通行路径中所有边的长度之和称为该通行路径的长度，计算公式为
如果节点vi和vq分别与边ei和eq相关联(即，节点vi和vq分别为边ei和eq的作为非公共节点的一个端点)，则称(ei,…,ek,ek+1,…,eq)为运维路径图G上从节点vi到节点vq的一条通行路径，节点vi到节点vq的通行路径也可以用节点的序列(vi,vi+1,…,vq)来表示。
在本发明示例性实施例中，不要求边ek与其它边互异，也就是说，组成不同通行路径的边序列中可能存在重复的边。光伏电站的通行路径的选取以支持运维人员完成运维任务为目标，对于某些运维任务(如光伏组件清洁)，过于强调运维人员行走距离的长短而忽视执行运维任务的方便程度，对运维人员反而是一种束缚，因此，在通行路径中含有重复边更加符合光伏电站的运维需求。
在一优选实施例中，运维路径图可以以邻接表的形式来存储。这是一种将顺序存储与链式存储相结合的存储方法，具有表示灵活、存储空间小的特点。但应理解，本发明不限于此，还可以采用邻接矩阵、关联矩阵和弧表等其它数据结构形式来存储运维路径图。
作为示例，邻接表可包括针对运维路径图中的多个节点分别建立的多个单链表，例如，针对运维路径图G中的一个节点建立一个单链表。
下面结合图3来介绍每个节点中的任一节点的单链表的组成。
图3示出根据本发明示例性实施例的任一节点的单链表的示例图。
每个节点中的任一节点的单链表可包括表节点，任一节点vi的单链表中的表节点可由与任一节点vi相关联的边组成。
例如，表节点可包括邻接点域(adjvex)、长度域(length)、等级域(level)、承载量域(weight)和第一链域(nextedge)。邻接点域用于存储在运维路径图中与任一节点存在通行路段的各节点，长度域用于存储任一节点到上述各节点的通行路段的长度，等级域用于存储指示任一节点到上述各节点的通行路段的通过能力的通过等级，承载量域用于存储指示任一节点到上述各节点的通行路段的承载能力的承载量，第一链域用于指向任一节点的下一节点。
此外，邻接表可还包括头节点，头节点可包括数据域(data)和第二链域(firstedge)，数据域用于存储运维路径图中包含的所有节点，第二链域用于指向单链表中的第一个表节点。
在本发明示例性实施例中，为光伏电站的运维路径图建立一种合适的数学模型，使其既能高效地存储，又能够支持在有多项运维任务时在运维路径图上对最优运维路径的搜索操作。
返回图1，在步骤S20中，获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求。
在步骤S30中，从所构建的运维路径图中选取通行限制能力满足待处理运维任务的通行要求的通行路段，以确定执行待处理运维任务的最优运维路径。
在本发明示例性实施例中，在确定出执行待处理运维任务的最优运维路径，可将所确定的最优运维路径推荐给执行该待处理运维任务的运维人员，以便运维人员基于所推荐的最优运维路径来处理该待处理运维任务。
在一个示例中，待处理运维任务的通行要求可包括执行待处理运维任务的运维人员的当前位置和待处理运维任务的任务执行地点。
在此情况下，可通过如下方式来确定执行待处理运维任务的最优运维路径：从运维路径图中选取通行限制能力满足通行要求的通行路段，形成运维路径图的受限子图，将受限子图中从运维人员的当前位置到待处理运维任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
这里，受限子图包括从运维人员的当前位置到待处理运维任务的任务执行地点的至少一条通行路径。由于不同的通行路段有不同的通过能力和承载能力，因此，对于不同运维任务的通行要求其对应的运维路径图的受限子图也是不同的。
以上述运维路径图G＝(V,E,L,Λ,W)为例，如果有
和
表示通过等级λ的上界，
表示承载量w的上界，则由边集E1∩E2及其关联节点集构成的图H＝(V',E',L',Λ',W')称为运维路径图G的受限子图。
运维路径图H＝(V',E',L',Λ',W')是运维路径图G＝(V,E,L,Λ,W)的受限子图，对于节点集、边集、边的长度的集合、通过能力的集合和承载量的集合有
和
成立。
通过等级λ(运维任务对通行路段所要求具备的通过能力)的取值范围可为[0,+∞)，如果未指定通过等级的上界
则可默认上界
取值为∞，此时，E1＝E，由于E∩E1＝E1，则有E1∩E2＝E∩E2＝E2。这表明在求取运维路径图的受限子图时，若未指定通过等级的上界，则通过等级的上界可以不予考虑而不影响求取的结果。
针对已指定通过等级的上界
的情况，如果
即对于任意的边其通过等级均大于指定的上界
此时无法在运维路径图上找到符合通过等级指定上界的边。因而，运维路径图G对于通过等级指定上界
的受限子图不存在。
承载量w(运维任务对通行路段所要求具备的承载能力)的取值范围可为[0,+∞)，如果未指定承载量的上界
则可默认上界
取值为∞，此时，E2＝E，由于E2∩E＝E2，因此有E1∩E2＝E1∩E＝E1。这表明在求取运维路径图的受限子图时，若未指定承载量的上界，则承载量的上界可以不予考虑而不影响求取的结果。
针对已指定承载量的上界
的情况，如果
即对于任意的边其承载量均大于指定的上界
此时无法在运维路径图上找到符合通过承载量上界的边。因而，运维路径图G对于承载量指定上界
的受限子图不存在。
如果通过等级和承载量的上界都未指定，则运维路径图的受限子图即为运维路径图本身。此外，如果运维路径图对于通过等级或者承载量的上界的受限子图不存在，则运维路径图的受限子图不存在。
此外，还可以考虑到待处理运维任务的通行要求的变化，例如，受限子图中的通行路径在不同的通行路段上可能有不同的通行要求。例如，运维人员沿着一条通行路径执行多个运维任务，前面通行路段所需具备的通过等级较高、承载量较大。随着部分运维任务的完成，备品备件被更换，运维人员所需携带的物品逐渐减少，故此后面通行路段所需具备的通过等级和承载量会相应地减小。
图4示出根据本发明示例性实施例的运维路径图的受限子图的第一示例图。
图4示出的是将运维路径图中厂房屋顶确定为目标区域，在通行要求指示通行路段所需具备的通过等级为1、承载量为75千克条件下的受限子图。
图5示出根据本发明示例性实施例的运维路径图的受限子图的第二示例图。
图5示出的是将运维路径图中厂房屋顶确定为目标区域，在通行要求指示通行路段所需具备的通过等级为2、承载量为300千克条件下的受限子图。
如果运维路径图G上从节点vi到节点vj之间存在多条通行路径，则可将长度最短的一条通行路径称为从节点vi到节点vj的最短路径。
如果待处理运维任务的任务执行地点有多个，即，目标节点存在多个，则其组成的集合为{vj,…,vk}，此时从节点vi出发穿过集合{vj,…,vk}中所有节点的长度最短的通行路径称为从节点vi出发到达目标节点vj,…,vk的最短路径。
光伏电站在同一时间可能有多个地点存在运维需求，如果运维人员一次进入电站厂区能够到达多个地点、执行多项运维任务，再退出厂区，则既可以减少运维人员反复进入电站厂区的体力消耗，又能提高工作效率。但是达到多个地点的最短路径并不一定等于到达各个地点的最短路径之和，本发明将在后续介绍确定多个地点情况下的最短路径的过程。
由于运维路径图的受限子图来自于运维路径图，因此运维路径图的通行路径、最短运维路径即为受限子图在运维路径图的受限子图中的通行路径、最短运维路径。
应理解，光伏电站无论是建在地面空旷地带，还是建立在厂房或者居民楼的屋顶，可供运维人员行走的通行路径连通性较好。相对于某一任务执行地点，运维人员往往有多条通行路径可供选择，寻找一条最短的通行路径不仅可以使运维人员快速达到任务执行地点，以提高运维工作的效率，还可以减少运维人员的体力消耗，降低运维工作的劳动强度。特别是当光伏电站位于建筑物的屋顶时，安全、方便、最短的通行路径对运维人员显得尤其重要。
在本发明示例性实施例中，可基于边的属性来通过以下方式确定最短路径：针对受限子图中的至少一条通行路径中的每条通行路径，确定该通行路径所包含的各通行路段，并从与各通行路段对应的边的属性中分别获取各通行路段的长度，根据每条通行路径所包含的各通行路段的长度，分别计算每条通行路径的长度，将长度最小的通行路径确定为最短路径。
由于光伏电站可建于荒山荒坡、居民楼或者厂房的屋顶，运维人员需要行走的道路既可能在水平面上，也可能与水平面呈一定角度，甚至垂直于水平面，如楼房侧面的屋面检修爬梯。因此，运维人员可以在三维空间内记录各条道路，或者在二维空间内明确标记出不同平面内的各条道路，以便于确定出每条通行路径的长度。
也就是说，边的属性所包括的通行路段的长度可指通行路径在二维平面下的路径长度，在一优选实施例中，每条通行路径的长度也可指在三维空间布局下的路径长度。例如，可以结合光伏电站中包括的各设备所在的位置的三维空间布局，确定运维人员在三维空间下途经任一条通行路径的长度。
应理解，待处理运维任务的通行要求除包括执行待处理运维任务的运维人员的当前位置和待处理运维任务的任务执行地点之外，可还包括运维人员执行待处理运维任务所需携带的物品。
在此情况下，从运维路径图中选取通行限制能力满足待处理运维任务的通行要求的通行路段的步骤可包括：从运维路径图中选取能够允许运维人员和/或其所携带的物品通过，且能够承载运维人员和/或其所携带的物品的重量的通行路段。
下面参照图6来介绍确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力的过程。
图6示出根据本发明示例性实施例的确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力的步骤的流程图。
参照图6，在步骤S601中，预先通过实验确定多个典型路段的通过能力和承载能力。
这里，可利用现有的各种实验测试手段，针对多个典型路段来获得各典型路段的通过能力和承载能力。
在步骤S602中，从多个典型路段中确定与任一条通行路段相匹配的典型路段。
在步骤S603中，将相匹配的典型路段的通过能力和承载能力，确定为该任一条通行路段的通过能力和承载能力。
在本发明示例性实施例中提出一种为光伏电站运维人员规划工作路径的导航方法，仅基于运维人员的当前位置、待处理运维任务的任务执行地点以及所携带的物品的尺寸和重量，即可为运维人员推荐一条最优运维路径，该最优运维路径既可以使运维人员在携带物品的情况下顺利通过，又可以降低运维人员在光伏电站厂区内通行的安全风险。
光伏电站内所用的设备设施众多，厂区内的绝大多数位置都可能有运维需求。由于运维需求不同，光伏电站的运维任务的任务类型也不同，对于不同任务类型的运维任务运维人员所需的运维路径也可能存在较大差别。作为示例，任务类型可包括但不限于点任务和区域任务。
例如，点任务可指运维人员只需在光伏电站厂区某个位置附近活动即可将运维任务完成，作为示例，点任务可包括但不限于故障处置(如汇流箱内断路器跳闸)，运维人员只需要一条通行路径从当前位置到达故障地点对故障进行处置。
例如，区域任务可指运维人员需要在光伏电站厂区内一较大范围活动才能将运维任务完成，作为示例，区域任务可包括但不限于光伏组件清洁。对于光伏组件清洁，运维人员不仅要从当前位置到达待清洁光伏组件所在的区域，而且要在指定区域内沿多条路径行走才能完成清洁工作。
对于点任务的最优运维路径选取问题，运维人员所关心的是如何从当前位置沿最短路径到达点任务执行地点。对于存在多个点任务的情况，最优运维路径可指运维人员达到多个点任务的任务执行地点的路径长度之和最小的通行路径。对于区域任务的最优运维路径选取问题，运维人员所关心的是如何从当前位置到达区域任务的目标区域内离运维人员最近的地点，并且能够获知目标区域内的可行路径。
基于此，在一优选实施例中，根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法，可以针对不同任务类型的待处理运维任务来制定最优运维路径，这样，该导航方法既可以解决单条通行路径的搜索问题，还可以解决带回路的多条通行路径的搜索的问题。
例如，确定所获取的待处理运维任务的任务类型。如果所获取的待处理运维任务的任务类型为区域任务，则确定从运维人员的当前位置到预定地点的最短路径以及运维人员在执行区域任务的目标区域内的可行路径，将所确定的最短路径以及可行路径确定为最优运维路径。这里，该预定地点可指执行区域任务的目标区域中距离运维人员的当前位置最近的地点。
也就是说，区域任务的最优运维路径的确定涉及运维人员从当前位置到达预定地点的最短路径以及在目标区域内的可行路径两部分内容。对于确定从当前位置到达预定地点的最短路径，可利用上述的运维路径图的受限子图，选取出目标区域中距离当前位置最近的节点，然后再应用Dijkstra算法计算当前位置到所选取的节点的最短路径。对于在目标区域内的可行路径，可以向运维人员显示出目标区域内运维人员可以行走的所有通行路径。
如果所获取的待处理运维任务的任务类型为点任务，则将从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
一种情况，点任务的任务执行地点为运维路径图中的预定节点所在位置。
在此情况下，可将从运维人员的当前位置到预定节点所在位置的最短路径，确定为从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径。也就是说，所确定的最短路径为运维路径图上两个节点之间的一条通行路径。这里，可基于运维路径图的受限子图和边的属性来确定上述最短路径，本发明对此部分内容不再赘述。
另一种情况，点任务的任务执行地点为运维路径图中的预定边上的一点所在位置。
在此情况下，可确定从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点所在预定边的两个端点的通行路径，并将从运维人员的当前位置到预定边的两个端点的通行路径中长度小的通行路径确定为最短路径。
例如，可应用Dijkstra算法分别计算从当前位置到点任务的任务执行地点所在预定边的两个端点的最短路径。但本发明不限于此，还可以采用其他方法来确定最短路径。
以图2所示的运维路径图为例，假设运维人员的当前位置位于图2中的节点1，待处理运维任务是清除光伏板上的遮挡物，待处理运维任务的任务执行地点位于节点5和节点6的中点。假设运维人员的体重为75千克，且不需要随身携带工具或者备品、备件，因此该待处理运维任务对通行路段所要求具备的通过等级为1，所有通行路段的承载量都可以满足要求。
针对上述通行要求，该运维路径图的受限子图即是它本身，利用上述的单个点任务最短路径的确定方法，所得的最优运维路径为(1,3,6)。其中，从节点1到节点3的长度为l(1,3)＝10，从节点3到节点6的长度为l(3,6)＝5，此外，运维人员还需要途经节点5和节点6之间的通行路段的一半，即
因此运维人员沿最短路径到达任务执行地点共需要行走
在一优选示例中，所获取的待处理运维任务可包括多个点任务。
由于光伏电站的复杂性，多个点任务所在地可能比较分散，也可能比较密集，甚至在同一地点。当多个点任务的任务执行地点在同一地点时，可将其作为单个点任务来对待，按照求取单个点任务的最短路径的方法来确定多个点任务的最优运维路径。当多个点任务的任务执行地点在运维路径图上指示同一节点，或者任务执行地点的所在边共用同一个端点时，也可将其作为单个点任务来对待。
当多个点任务的任务执行地点比较分散时，可通过如下方式来确定多个点任务的最优运维路径。
例如，针对待处理运维任务包括分散的多个点任务的情况，最优运维路径可为运维人员到达多个点任务的任务执行地点的路径长度之和最小的路径。
光伏电站在同一时间可能有多个地点有运维需求，如果运维人员能够一次执行多项运维任务，则既可以减少反复进入厂区的体力消耗，又能提高工作效率。下面参照图7来介绍针对多个点任务情况确定最优运维路径的步骤。
图7示出根据本发明示例性实施例的针对多个点任务情况确定最优运维路径的步骤的流程图。
参照图7，在步骤S701中，根据每个点任务的通行要求，对多个点任务进行分组，以获得多个任务集合。
这里，任一任务集合中的所有点任务对通行路段所要求具备的通过能力和/或承载能力相同。也就是说，按照各点任务对通行路段所要求具备的通过能力和/或承载能力来对多个点任务进行分组，属于一个任务集合中的各点任务可能对通行路段所要求具备的通过能力相同、或者对通行路段所要求具备的承载能力相同、或者对通行路段所要求具备的通过能力和承载能力相同。
在步骤S702中，从运维路径图中选取满足第a个任务集合中的各点任务所要求具备的通过能力和/或承载能力的通行路径以形成受限子图。
例如，当多个点任务的任务执行地点比较分散时，假设这些点任务被分为两个任务集合T11,T12,…,T1r和T21,T22,…,T2s。第一任务集合中的各点任务T11,T12,…,T1r共有r个任务执行地点，各点任务对通行路段所要求具备的通过等级为λ1，承载量为w1，第一任务集合对应的运维路径图G的受限子图为H1。第二任务集合中的各点任务T21,T22,…,T2s共有s个任务执行地点，各点任务对通行路段所要求具备的通过等级为λ2，承载量为w2，并且λ1＜λ2，w1＜w2，第二任务集合对应的运维路径图G的受限子图H2。
在步骤S703中，确定从运维人员的当前位置到第a个任务集合中的待确定点任务的任务执行地点的最短路径。
这里，待确定点任务可为当前任务集合包括的所有点任务中除已确定点任务之外的点任务，已确定点任务可为任务执行地点处于针对已处理过的任务集合中所确定的最短路径中的点任务。
例如，以上述所列举的两个任务集合T11,T12,…,T1r和T21,T22,…,T2s为例，假设第a个任务集合为第一任务集合，此时已先对第二任务集合T21,T22,…,T2s进行搜索完毕，获得了到s个任务执行地点的最短路径。如果已获得的最短路径中经过第一任务集合中的t个任务执行地点(即，第a任务集合中的t个任务执行地点处于针对第二任务集合所获得的最短路径中)，则在步骤S703中确定从运维人员的当前位置到第一任务集合T11,T12,…,T1r中的r-t个任务执行地点的最短路径。
在步骤S704中，确定a是否等于A。这里，A指多个任务集合的数量，A为大于零的自然数。
如果a不等于A，则执行步骤S705：使得a＝a+1，并返回执行步骤S702。
如果a等于A，则执行步骤S706：连接针对所有任务集合所确定的最短路径，得到从运维人员的当前位置到多个点任务的任务执行地点的最优运维路径。
应理解，上述最短路径的求取方法假设所有点任务都能一次性执行完毕，但是考虑到点任务的紧急程度、点任务之间的相互影响、新备品备件安装后原器件需要运走等因素，运维人员很可能不能一次性将所有运维任务全部完成，这时运维人员可以根据经验从所有点任务中选取能够一次性执行完毕的部分点任务，针对所选取的部分点任务计算出最短路径。
图8示出根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航装置的框图。
如图8所示，根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航装置包括：路径图构建模块10、运维任务获取模块20和最优路径确定模块30。
具体说来，路径图构建模块10构建光伏电站的运维路径图。
这里，运维路径图可为光伏电站厂区内允许运维人员通行的工作路径的集合，该运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力。
作为示例，运维路径图可包括节点集、边集和边的属性。
例如，节点集中的每个节点可为光伏电站中包括的各设备所在的位置，通过边将存在通行路段的两个节点进行连接，表示通过边连接的两个设备所在的位置之间存在能够通行的路段，边的属性可指示与边对应的通行路段的通行限制能力。
作为示例，每条通行路段所具备的通行限制能力可包括但不限于通行路段的通过能力和通行路段的承载能力。
通行路段的通过能力用于描述通行路段在空间上允许人和/或物品通过的能力。例如，运维路径图上的某一通行路段的通过能力可表示该通行路段空间通过能力的通过等级。
通行路段的承载能力用于描述通行路段承载量的能力。例如，运维路径图上的某一通行路段的承载能力可表示该通行路段允许承载的运维人员和/或物品的重量，即，该通行路段的承载量。
在一优选实施例中，边的属性除可以指示与边对应的通行路段的通过能力和承载能力之外，还可以包括通行路段的长度。
在本发明示例性实施例中，可采用上述方式，预先针对光伏电站厂区内的各通行路段确定各通行路段的通过能力、承载能力和长度，路径图构建模块10基于所确定的上述三个参量来构建光伏电站的运维路径图。
在一优选实施例中，根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航装置可还包括：存储模块(图中未示出)，以邻接表的形式来存储所述运维路径图。
作为示例，邻接表可包括针对运维路径图中的多个节点分别建立的多个单链表。
例如，每个节点中的任一节点的单链表可包括表节点，表节点可包括邻接点域、长度域、等级域、承载量域和第一链域，邻接点域用于存储在运维路径图中与任一节点存在通行路段的各节点，长度域用于存储任一节点到上述各节点的通行路段的长度，等级域用于存储指示任一节点到上述各节点的通行路段的通过能力的通过等级，承载量域用于存储指示任一节点到上述各节点的通行路段的承载能力的承载量，第一链域用于指向所述任一节点的下一节点。
邻接表可还包括头节点，头节点可包括数据域和第二链域，数据域用于存储运维路径图中包含的所有节点，第二链域用于指向单链表中的第一个表节点。
运维任务获取模块20获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求。
最优路径确定模块30从运维路径图中选取通行限制能力满足待处理运维任务的通行要求的通行路段，以确定执行待处理运维任务的最优运维路径。
在一个示例中，待处理运维任务的通行要求可包括执行待处理运维任务的运维人员的当前位置和待处理运维任务的任务执行地点。
在此情况下，最优路径确定模块30可从运维路径图中选取通行限制能力满足待处理运维任务的通行要求的通行路段，形成运维路径图的受限子图，将受限子图中从运维人员的当前位置到待处理运维任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
这里，受限子图中可包括从运维人员的当前位置到待处理运维任务的任务执行地点的至少一条通行路径。
作为示例，最优路径确定模块30可基于边的属性来通过以下方式确定最短路径。
针对至少一条通行路径中的每条通行路径，确定该通行路径所包含的各通行路段，并从与各通行路段对应的边的属性中分别获取各通行路段的长度，根据每条通行路径所包含的各通行路段的长度，分别计算每条通行路径的长度，将长度最小的通行路径确定为最短路径。
这里，边的属性所包括的通行路段的长度可指通行路径在二维平面下的路径长度或者通行路径在三维空间布局下的路径长度。在一优选实施例中，最优路径确定模块30可通过以下方式确定任一条通行路径的长度：结合光伏电站中包括的各设备所在的位置的三维空间布局，确定运维人员在三维空间下途经所述任一条通行路径的长度。
应理解，待处理运维任务的通行要求除包括执行待处理运维任务的运维人员的当前位置和待处理运维任务的任务执行地点之外，可还包括运维人员执行所述待处理运维任务所需携带的物品。
在此情况下，最优路径确定模块30从运维路径图中选取能够允许运维人员和/或其所携带的物品通过，且能够承载运维人员和/或其所携带的物品的重量的通行路段，将所选取的通行路径确定为通行限制能力满足通行要求的通行路段。
优选地，最优路径确定模块30可通过以下方式确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力。
预先通过实验确定多个典型路段的通过能力和承载能力，从多个典型路段中确定与任一条通行路段相匹配的典型路段，将相匹配的典型路段的通过能力和承载能力，确定为任一条通行路段的通过能力和承载能力。
图9示出根据本发明示例性实施例的最优路径确定模块30的框图。
如图9所示，根据本发明示例性实施例的最优路径确定模块30可包括：任务类型确定子模块301、区域任务运维路径确定子模块302和点任务运维路径确定子模块303。
具体说来，任务类型确定子模块301确定所获取的待处理运维任务的任务类型。作为示例，任务类型可包括但不限于点任务和区域任务。
如果所获取的待处理运维任务的任务类型为区域任务，则区域任务运维路径确定子模块302确定从运维人员的当前位置到预定地点的最短路径以及运维人员在执行区域任务的目标区域内的可行路径，将所确定的最短路径以及可行路径确定为最优运维路径。这里，预定地点可为执行区域任务的目标区域中距离运维人员的当前位置最近的地点。
如果所获取的待处理运维任务的任务类型为点任务，则点任务运维路径确定子模块303将从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
一种情况，点任务的任务执行地点为运维路径图中的预定节点所在位置。
在此情况下，点任务运维路径确定子模块303将从运维人员的当前位置到预定节点所在位置的最短路径，确定为从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径。
另一种情况，点任务的任务执行地点为运维路径图中的预定边上的一点所在位置。
在此情况下，点任务运维路径确定子模块303将从运维人员的当前位置到预定边的两个端点的通行路径中长度小的通行路径确定为最短路径。
在一优选实施例中，所获取的待处理运维任务可包括多个点任务。此时，最优运维路径可为运维人员到达多个点任务的任务执行地点的路径长度之和最小的路径。
在此前情况下，点任务运维路径确定子模块303可通过以下方式确定从运维人员的当前位置到多个点任务的任务执行地点的最优运维路径。
根据每个点任务的通行要求，对多个点任务进行分组，以获得多个任务集合，这里，任一任务集合中的所有点任务对通行路段所要求具备的通过能力和/或承载能力相同；依次对每个任务集合执行以下操作：从运维路径图中选取满足当前任务集合中的各点任务所要求具备的通过能力和/或承载能力的通行路径以形成受限子图，分别确定从运维人员的当前位置到当前任务集合中的待确定点任务的任务执行地点的最短路径，这里，待确定点任务为当前任务集合包括的所有点任务中除已确定点任务之外的点任务，已确定点任务为任务执行地点处于针对已处理过的任务集合中所确定的最短路径中的点任务；连接针对所有任务集合所确定的最短路径，得到从运维人员的当前位置到多个点任务的任务执行地点的最优运维路径。
图10示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
如图10所示，根据本发明示例性实施例的控制器包括：处理器100、输入\输出接口200和存储器300。
具体说来，存储器300用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器100执行时实现上述的光伏电站运维路径的导航方法。该输入\输出接口200用于连接各种输入\输出设备。
这里，图1所示的光伏电站运维路径的导航方法可在图10所示的处理器100中执行。也就是说，上述各模块或者单元可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处理器来实现，也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现，还可完全通过计算机程序来以软件方式实现，例如，可被实现为图10中所示的处理器100中的各个模块。
根据本发明的示例性实施例还提供一种便携式电子终端，该便携式电子终端包括上述的控制器。作为示例，该便携式电子终端可包括但不限于智能手机、平板电脑等手持设备。
例如，运维人员可在便携式电子终端上输入当前位置、待处理运维任务的任务执行地点与所携带物品的尺寸和重量后，基于上述导航方法能够自动获得一条用于执行该待处理运维任务的最优运维路径，既能够提示运维人员在携带物品的情况下顺利通过相应的通行路段，又能使运维人员的安全风险降至最低。基于此，根据本发明的示例性实施例的便携式电子终端可还包括输入接口和显示器，用于接收运维人员的输入，并向运维人员显示所确定的最优运维路径，作为示例，便携式电子终端可包括但不限于触摸屏。
通过上述方式运维人员既可以在执行运维任务前，搜索到符合要求的运维路径，也可以在某个运维任务的任务执行地点随时查到到达其它运维任务的任务执行地点的运维路径。
此外，多个便携式电子终端之间的运维路径信息可以共享，使得一部分运维人员对某个光伏电站厂区内的运维路径信息的修改能够被其它同事获取和使用。这里，运维路径信息可包括但不限于指示通行路段是否存在的信息、通行路段的长度、通行路段的通过等级、通行路段的承载量。
根据本发明的示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述光伏电站运维路径的导航方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存储由计算机***读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法和装置，针对运维人员的工作地点在多个光伏电站，或者有新员工加入到多个光伏电站运维的情况，能够为运维人员提供最优运维路径。
随着被管理光伏电站的增多和新入职人员的加入，运维人员对各个电站的熟悉程度却逐渐减弱，尤其是光伏电站建于居民楼或厂房的屋顶等复杂区域时，运维人员对电站厂区不熟悉，不仅会影响工作效率，而且还存在一定的安全隐患。根据本发明示例性实施例的运维路径的导航方法和装置，既能够提示运维人员在携带物品的情况下顺利通过复杂通行路段，又能使运维人员的安全风险降至最低。
基于本发明示例性实施例的运维路径的导航方法和装置，运维人员仅需提供当前位置、任务执行地点与所携带物品的尺寸和重量，即可获得一条最优运维路径，增加了运维人员对光伏电站厂区的熟悉程度，提高了工作效率，并降低了安全风险。
此外，根据本发明示例性实施例的光伏电站运维路径的导航方法和装置，将光伏电站内的运维任务分为单个点任务、多个点任务和区域任务，并对每种运维任务分别给出相应的运维路径的求取方法，这使得运维人员，特别是新入职的运维人员能够更快地在复杂的光伏电站厂区内对一个或者多个运维任务找到最适合的运维路径。
尽管已参照优选实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。
Claims (19)
1.一种光伏电站运维路径的导航方法，其特征在于，所述导航方法包括：
构建光伏电站的运维路径图，其中，所述运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力；
获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求；
从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径。
2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述运维路径图包括节点集、边集和边的属性，
其中，节点集中的每个节点为光伏电站中包括的各设备所在的位置，通过边将存在通行路段的两个节点进行连接，表示通过边连接的两个设备所在的位置之间存在能够通行的路段，边的属性指示与边对应的通行路段的通行限制能力。
3.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述运维路径图以邻接表的形式来存储；
其中，所述邻接表包括针对所述运维路径图中的多个节点分别建立的多个单链表，
其中，每个节点中的任一节点的单链表包括表节点，表节点包括邻接点域、长度域、等级域、承载量域和第一链域，邻接点域用于存储在所述运维路径图中与所述任一节点存在通行路段的各节点，长度域用于存储所述任一节点到所述各节点的通行路段的长度，等级域用于存储指示所述任一节点到所述各节点的通行路段的通过能力的通过等级，承载量域用于存储指示所述任一节点到所述各节点的通行路段的承载能力的承载量，第一链域用于指向所述任一节点的下一节点，
所述邻接表还包括头节点，头节点包括数据域和第二链域，数据域用于存储所述运维路径图中包含的所有节点，第二链域用于指向单链表中的第一个表节点。
4.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述通行要求包括执行所述待处理运维任务的运维人员的当前位置和所述待处理运维任务的任务执行地点，
其中，从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径的步骤包括：
从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，形成所述运维路径图的受限子图；
将所述受限子图中从运维人员的当前位置到所述待处理运维任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
5.如权利要求4所述的导航方法，其特征在于，边的属性还包括通行路段的长度，所述受限子图包括从运维人员的当前位置到所述待处理运维任务的任务执行地点的至少一条通行路径，
其中，通过以下方式确定所述最短路径：
针对所述至少一条通行路径中的每条通行路径，确定该通行路径所包含的各通行路段，并从与各通行路段对应的边的属性中分别获取各通行路段的长度，
根据每条通行路径所包含的各通行路段的长度，分别计算每条通行路径的长度，
将长度最小的通行路径确定为所述最短路径。
6.如权利要求1或4所述的导航方法，其特征在于，待处理运维任务的通行要求还包括运维人员执行所述待处理运维任务所需携带的物品，
其中，每条通行路段所具备的通行限制能力包括通行路段的通过能力和承载能力，所述通过能力用于描述通行路段在空间上允许人和/或物品通过的能力，所述承载能力用于描述通行路段承载量的能力，
其中，从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段的步骤包括：
从所述运维路径图中选取能够允许运维人员和/或其所携带的物品通过，且能够承载运维人员和/或其所携带的物品的重量的通行路段。
7.如权利要求6所述的导航方法，其特征在于，通过以下方式确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力：
预先通过实验确定多个典型路段的通过能力和承载能力；
从所述多个典型路段中确定与所述任一条通行路段相匹配的典型路段；
将相匹配的典型路段的通过能力和承载能力，确定为所述任一条通行路段的通过能力和承载能力。
8.如权利要求4所述的导航方法，其特征在于，确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径的步骤包括：
确定所获取的待处理运维任务的任务类型，所述任务类型包括点任务和区域任务；
如果所获取的待处理运维任务的任务类型为点任务，则将从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径；
如果所获取的待处理运维任务的任务类型为区域任务，则确定从运维人员的当前位置到预定地点的最短路径以及运维人员在执行区域任务的目标区域内的可行路径，将所确定的最短路径以及可行路径确定为最优运维路径，其中，所述预定地点为执行区域任务的目标区域中距离运维人员的当前位置最近的地点。
9.一种光伏电站运维路径的导航装置，其特征在于，所述导航装置包括：
路径图构建模块，构建光伏电站的运维路径图，其中，所述运维路径图中包括多条通行路段以及每条通行路段所具备的通行限制能力；
运维任务获取模块，获取待处理运维任务，并确定所获取的待处理运维任务的通行要求；
最优路径确定模块，从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，以确定执行所述待处理运维任务的最优运维路径。
10.如权利要求9所述的导航装置，其特征在于，所述运维路径图包括节点集、边集和边的属性，
其中，节点集中的每个节点为光伏电站中包括的各设备所在的位置，通过边将存在通行路段的两个节点进行连接，表示通过边连接的两个设备所在的位置之间存在能够通行的路段，边的属性指示与边对应的通行路段的通行限制能力。
11.如权利要求10所述的导航装置，其特征在于，所述导航装置还包括存储模块，以邻接表的形式来存储所述运维路径图；
其中，所述邻接表包括针对所述运维路径图中的多个节点分别建立的多个单链表，
其中，每个节点中的任一节点的单链表包括表节点，表节点包括邻接点域、长度域、等级域、承载量域和第一链域，邻接点域用于存储在所述运维路径图中与所述任一节点存在通行路段的各节点，长度域用于存储所述任一节点到所述各节点的通行路段的长度，等级域用于存储指示所述任一节点到所述各节点的通行路段的通过能力的通过等级，承载量域用于存储指示所述任一节点到所述各节点的通行路段的承载能力的承载量，第一链域用于指向所述任一节点的下一节点，
所述邻接表还包括头节点，头节点包括数据域和第二链域，数据域用于存储所述运维路径图中包含的所有节点，第二链域用于指向单链表中的第一个表节点。
12.如权利要求10所述的导航装置，其特征在于，所述通行要求包括执行所述待处理运维任务的运维人员的当前位置和所述待处理运维任务的任务执行地点，
其中，最优路径确定模块从所述运维路径图中选取通行限制能力满足所述通行要求的通行路段，形成所述运维路径图的受限子图，将所述受限子图中从运维人员的当前位置到所述待处理运维任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径。
13.如权利要求12所述的导航装置，其特征在于，边的属性还包括通行路段的长度，所述受限子图包括从运维人员的当前位置到所述待处理运维任务的任务执行地点的至少一条通行路径，
其中，最优路径确定模块通过以下方式确定所述最短路径：
针对所述至少一条通行路径中的每条通行路径，确定该通行路径所包含的各通行路段，并从与各通行路段对应的边的属性中分别获取各通行路段的长度，
根据每条通行路径所包含的各通行路段的长度，分别计算每条通行路径的长度，
将长度最小的通行路径确定为所述最短路径。
14.如权利要求9或12所述的导航装置，其特征在于，待处理运维任务的通行要求还包括运维人员执行所述待处理运维任务所需携带的物品，
其中，每条通行路段所具备的通行限制能力包括通行路段的通过能力和承载能力，所述通过能力用于描述通行路段在空间上允许人和/或物品通过的能力，所述承载能力用于描述通行路段承载量的能力，
其中，最优路径确定模块从所述运维路径图中选取能够允许运维人员和/或其所携带的物品通过，且能够承载运维人员和/或其所携带的物品的重量的通行路段。
15.如权利要求14所述的导航装置，其特征在于，最优路径确定模块通过以下方式确定任一条通行路段所具备的通过能力和承载能力：
预先通过实验确定多个典型路段的通过能力和承载能力；
从所述多个典型路段中确定与所述任一条通行路段相匹配的典型路段；
将相匹配的典型路段的通过能力和承载能力，确定为所述任一条通行路段的通过能力和承载能力。
16.如权利要求12所述的导航装置，其特征在于，最优路径确定模块包括：
任务类型确定子模块，确定所获取的待处理运维任务的任务类型，所述任务类型包括点任务和区域任务；
点任务运维路径确定子模块，如果所获取的待处理运维任务的任务类型为点任务，则将从运维人员的当前位置到点任务的任务执行地点的最短路径，确定为最优运维路径；
区域任务运维路径确定子模块，如果所获取的待处理运维任务的任务类型为区域任务，则确定从运维人员的当前位置到预定地点的最短路径以及运维人员在执行区域任务的目标区域内的可行路径，将所确定的最短路径以及可行路径确定为最优运维路径，其中，所述预定地点为执行区域任务的目标区域中距离运维人员的当前位置最近的地点。
17.一种控制器，其特征在于，包括：
处理器；
输入\输出接口；
存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的光伏电站运维路径的导航方法。
18.一种便携式电子终端，其特征在于，包括如权利要求17所述的控制器。
19.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的光伏电站运维路径的导航方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114491755A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 阳光新能源开发股份有限公司 | 一种山地光伏电站道路规划方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115081691A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-20 | 华能大理风力发电有限公司洱源分公司 | 一种用于光伏电站的消缺方法、装置及电子设备 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015125065A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社ゼンリン | 経路探索装置 |
| CN104914866A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-16 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 基于拓扑点分类的巡检机器人全局路径规划方法及*** |
| CN107134093A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-05 | 国家电网公司 | 一种三跨线路防护装置 |
| US20170300049A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Podway Ltd | System for and method of maximizing utilization of a closed transport system in an on-demand network |
| CN107782315A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-09 | 成都交大光芒科技股份有限公司 | 一种电力智能巡检机器人路径规划和路径遍历方法 |
| CN109086910A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-12-25 | 北京工商大学 | 城市轨道交通运营路网拓扑结构建模方法 |
| CN109359789A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-19 | 中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司 | 基于北斗定位的变电站运维路径规划导航***及导航方法 |
-
2019
- 2019-09-25 CN CN201910911551.6A patent/CN112556693A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015125065A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社ゼンリン | 経路探索装置 |
| CN104914866A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-09-16 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | 基于拓扑点分类的巡检机器人全局路径规划方法及*** |
| US20170300049A1 (en) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | Podway Ltd | System for and method of maximizing utilization of a closed transport system in an on-demand network |
| CN107134093A (zh) * | 2017-06-13 | 2017-09-05 | 国家电网公司 | 一种三跨线路防护装置 |
| CN107782315A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-09 | 成都交大光芒科技股份有限公司 | 一种电力智能巡检机器人路径规划和路径遍历方法 |
| CN109086910A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-12-25 | 北京工商大学 | 城市轨道交通运营路网拓扑结构建模方法 |
| CN109359789A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-02-19 | 中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司 | 基于北斗定位的变电站运维路径规划导航***及导航方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 冯坤: "变电站巡检机器人***设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》, 15 October 2018 (2018-10-15), pages 25 - 29 * |
| 胡耀民;刘伟铭;: "基于改进型蚁群算法的最优路径问题求解", 华南理工大学学报(自然科学版), no. 10, 15 October 2010 (2010-10-15), pages 108 * |
| 陈皓;王文宪;李雪芹;: "铁路网多流向超限货物运输路径优化模型及算法", 西南交通大学学报, no. 01, 15 February 2016 (2016-02-15), pages 149 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114491755A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-13 | 阳光新能源开发股份有限公司 | 一种山地光伏电站道路规划方法、装置、设备及存储介质 |
| CN115081691A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-09-20 | 华能大理风力发电有限公司洱源分公司 | 一种用于光伏电站的消缺方法、装置及电子设备 |
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