(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110799272.2 (22)申请日 2021.07.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113409163 A (43)申请公布日 2021.09.17 (73)专利权人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 专利权人 海峡创新互联网股份有限公司 (72)发明人 黄秀兵　王乃玉　林陪晖　 (74)专利代理 机构 杭州宇信联合知识产权代理 有限公司 3 3401 专利代理师 刘艳艳 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/06(2020.01)(56)对比文件 CN 110046819 A,2019.07.23 CN 111626603 A,2020.09.04 US 2020195 007 A1,2020.0 6.18 Yingjun Wang等.L ife-cycle analysis （LCA） to restore com munity building portfolios by bui lding back bet ter I: Building portfo lio LCA. 《Structural Safety》 .2020,全 文. 李瑞奇等.基 于韧性曲线的城市安全韧性建 模. 《清华大 学学报(自然科 学版)》 .2019,(第01 期), 周诗伟等.城市基础设施韧性评估与敏感性 分析. 《武汉理工大 学学报(信息与管理工程 版)》 .2020,(第0 3期), 缪惠全等.基 于灾后恢复过程 解析的城市韧 性评价体系. 《自然灾害学报》 .2021,第3 0卷全 文. 审查员 许雅婷 (54)发明名称 基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功 能恢复决策方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于韧性城市的互相依 赖的水电系统的功能恢复决策方法， 包括： S1、 初 始化数据： S2、 随机生成若干条损伤构件序号的 序列， 这些序列作为染色体即为初始种群， 设置 染色体切片的身份编码和相应损伤状态下水电 整体功能水平的信息池， 并设置遗传算法的迭代 次数； S3、 判断需评估的染色体切片的身份编码 是否已经存在于信息池中： 若存在， 则直接调用 信息池中的水电整体功能水平； 否则， 计算获取 水电整体功能水平； S4、 对染色体进行操作， 获得 下一代染色体， 如已经达到迭代次数， 则基于适 应性函数值选取最优染色体。 本发 明在优化互相 依赖的水电系统的功能恢复决策方法时， 能满足 灾后恢复的时间紧迫性要求， 从而能真正应用到实际灾害场景中。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 113409163 B 2022.10.04 CN 113409163 B 1.一种基于韧性城市的互相依赖的水电系统的功能恢复决策方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： S1、 初始化数据： 所述数据至少包括供水系统和电力系 统的拓扑结构、 构件， 供水系统 和电力系统的构件的初始物理损伤状况， 维修损伤构件的维修资源的数量， 建立供水系统 与电力系统的依赖数据库； S2、 基于步骤S1得到的构件的初始物理损伤状况随机生成若干条损伤构件序号的序 列， 这些序列作为染色体即为初始种群， 设置染色体切片的身份编码和相应损伤状态下水 电整体功能水平的信息池， 并设置 遗传算法的迭代次数； S3、 判断需评估的染色体切片的身份编码是否已经存在于信息池中： 若存在， 则直接调用信息池中的水电整体功能水平； 否则， 使用功能分析方法计算获取水电整体功能水平， 即对电力系统做直流潮流分析、 对供水系统做水力 分析计算； 并计算染色体切片的身份编码， 将身份编码和水电整体功 能 水平储存到信息池中， 在染色体切片的水电整体功 能水平的基础上， 结合时间步长获取水 电系统的时间累积功能损失， 此即为染色体的适应性 函数； 水电整体功能水平的计算具体如下： 式中， 和 分别为第t 天供水系统和电力系统的整体功能水平； 和 分别为第 t天供水系统第i个服务区和第t天电力系统第j个服务区的功能水平； 和 分别为供水 系统第i个服务区和电力系统第j个服务区的权重； 和 分别为供水系统第i个服务区 和电力系统第j个服 务区的用户数量； 水电系统的时间累积功能损失是通过计算恢复总天数减去恢复期内累加每天的功能 水平的和得到， 具体如下： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113409163 B 2式中， Lw和Lp分别为供水系统和电力系统累计的功能损失值， 即染色体的适应性函数； Tw和Tp分别为供 水系统和电力系统恢复的总时间； t为恢复过程中的某一天； S4、 至少使用选择、 交叉和变异遗传算子对染色体进行操作， 获得下一代染色体， 如果 已经达到迭代次数， 则基于适应性 函数值选取最优染色体。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 供水系统和电力系统的拓 扑结构是由节点和边构成的几何图形， 其中， 节 点和边都是供水系统和电力系统的构件； 在 供水系统中， 节点至少为水泵或水库， 边为供水管道； 在电力系统中， 节点至少为变电站或 发电站， 边 为输电线。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 所述供水系统与电力系统 的依赖数据库是指与供水系统中的水泵存在对应关系的电力系统中的变电站或发电站， 其 中， 对应关系是指水泵需要电力维持正常运转， 若对应区域的变电站或发电站损坏， 即无法 为水泵供电， 水泵无法运 转。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 供水系统和电力系统的构 件的初始物理损伤状况基于损伤程度自低到高依 次划分为第一损伤状态、 第二损伤状态、 第三损伤状态、 第四损伤状态和第 五损伤状态； 所述维修资源是指配备相应维修工具 的单 个施工队计数， 并假设供水系统和电力系统各自有对应的维修资源且不可通用； 假设一个 损伤构件 对应需要一个维修资源， 维修时间随构件的损伤程度严重程度而增 加。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 一个染色体为一个序列， 即 由损伤构件序号 1、 2、 3、…、 N所组成的数字串， N为损伤构件的数目； 一个染色体切片有一个 相应损伤状态的水电系统对应， 其中的损伤构件为相应染色体从第1个到第n个构件序号所 组成的数字串， 1≤n≤N； 一个染色体切片的身份编码为将该切片中的各个序号作为数字2 的指数再求和， 得到的计算值； 信息池为包含所有已经进行过功 能分析的染色体切片的身 份编码和水电功能水平的数据库。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S2中， 一个染色体切片的水电整 体功能水平， 指对该染色体切片表示的水电系统进行功能分析， 步骤为： 首先， 对电力系统做直流潮流分析， 根据 各个供电服务区的供电情况， 判断供水系统中 的水泵能否正常运行； 然后， 再进行 供水系统的水力分析。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 时间步长是指水电系统整 体功能水平总体保持不变的最短维持时间； 水电系统中正常发挥功能的构件的数量随着维 修工作的进 行逐渐增加； 在某个时间步长内， 如 有构件修复完成， 则根据水电系统新的拓扑 结构重新进行功能分析， 给 出新的功能水平， 否则沿用上一 步长时间内的功能水平。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 水电整体功能水平是指水 电系统分别由不同的服务区组成， 先通过功 能分析获得各个服务区的水电供应功能水平， 再根据不同服务区中用户数量的加权平均得到水电系统整体的功 能水平， 其中， 功 能水平 以用户用水需求或用电需求满足的百分比来计量， 100％表示完全满足， 0表示完全没有供 水或供电。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113409163 B 3