本發(fā)明涉及電網(wǎng)資源組合技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)通信資源投資規(guī)劃是對未來通信資源建設(shè)項目最優(yōu)組合的預先規(guī)劃。它的目的在于考慮已有的投資資金約束，合理分配電網(wǎng)通信資源投資建設(shè)資金，從而在待選項目中實現(xiàn)最優(yōu)的投資組合，進而創(chuàng)造最優(yōu)的投資效益。研究電網(wǎng)通信資源投資規(guī)劃模型的意義在于實現(xiàn)電網(wǎng)通信資源投資的最優(yōu)預算、實現(xiàn)電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的最優(yōu)組合、實現(xiàn)電網(wǎng)通信資源投資效益最大化、實現(xiàn)全電網(wǎng)的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，從而對電網(wǎng)通信建設(shè)提供參考價值。

考慮基本供電責任的電網(wǎng)規(guī)劃項目排序領(lǐng)域，尤其涉及通過排序?qū)崿F(xiàn)項目投資效益最大化的方法。該發(fā)明提供了一種綜合考慮電網(wǎng)企業(yè)基本供電責任的中低壓配電網(wǎng)規(guī)劃項目優(yōu)選排序方法，其特征在于：基于電網(wǎng)企業(yè)的公共事業(yè)單位屬性，定義履行基本供電義務責任的項目屬性，以此為依據(jù)項目劃分為不參與排序的必選項目和參與排序的待選項目兩大類；再通過分析待選項目的效益、成本構(gòu)成，對不同類型待選項目以效益比成本的比值為依據(jù)分別進行分類排序，以該比值大者為優(yōu)選項目，從而滿足企業(yè)在履行基本供電責任的前提下實現(xiàn)規(guī)劃項目投資效益的最大化。

現(xiàn)有技術(shù)是通過對不同類型項目以效益比成本的比值為依據(jù)分別進行分類拍尋，比值大者為優(yōu)選項目從而滿足企業(yè)在爐型宮殿責任的前提下實現(xiàn)規(guī)劃項目投資效益的最大化，但統(tǒng)一對于顯示情況下的各個項目之間的關(guān)系本發(fā)明并未納入考慮，使得所得結(jié)果準確性不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法及系統(tǒng)，以通過獲得總效益最優(yōu)的通信資源建設(shè)項目投資組合，提高總體項目投資收益。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例公開了

一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法，所述方法包括步驟：

根據(jù)電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系，初篩投資項目，以獲得滿足條件的電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目；

根據(jù)所述項目間的關(guān)系，構(gòu)建加成效應函數(shù)其中，所述項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型或從屬類型；

依據(jù)現(xiàn)代投資組合理論，根據(jù)帶寬占用率和纖芯利用率獲得每一個項目的技術(shù)性效益ti，以及根據(jù)可靠性指標獲得每一個項目的可靠性效益bi；

根據(jù)所述加成效應函數(shù)所述項目間的關(guān)系、所述技術(shù)性效益ti可靠性效益bi，獲得電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j；

根據(jù)項目與資金的約束關(guān)系，采用遺傳算法對所述電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j進行求解，獲得電網(wǎng)投資項目。

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系的構(gòu)建依據(jù)包括：

安全效益、社會效益、經(jīng)濟效益、管理效益中的一種或者多種。

優(yōu)選的，所述加成效應函數(shù)的具體表達為：

其中，xi為決策變量，表示第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目投資是為1，否則為0；α為加成效益影響系數(shù)；n為電網(wǎng)通信資源建設(shè)投資項目個數(shù)；當項目間的關(guān)系為所述互補類型時aij＝α·max(gi,gj)，為所述互斥類型時aij＝0，為所述從屬類型時aij＝α·min(gi,gj)，為所述其他類型時gi表示第i個項目的總投資效益。

優(yōu)選的，所述項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型、從屬類型和其他類型時項目件的約束關(guān)系分別為：

當項目j和j為所述互斥類型時xi+xj≤1，表示兩個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目不能同時存在；

當項目j和j為所述互斥類型時xi-xj≤0，表示只有項目j存在時，項目i才可以存在；

當項目j和j為所述互斥類型時xi-xj＝0，表示兩個項目必須同時存在或同時不存在；

當項目j和j為的關(guān)系為任何不屬于上述三類項目間關(guān)系的情況都歸于所述其他類型。

優(yōu)選的，所述技術(shù)性效益ti、所述可靠性效益bi的具體表達分別為：

bi＝(ti+0.4).ci

其中，ri為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的帶寬占用效益系數(shù)，si為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的纖芯利用效益系數(shù)；ci是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的網(wǎng)絡覆蓋效益系數(shù)。

優(yōu)選的，所述ri、所述si、所述ti的具體表達分別為：

其中，a表示過高帶寬占用率對所述技術(shù)性效益的影響系數(shù)，b表示過低帶寬占用率對所述技術(shù)性效益的影系數(shù)，d表示過高纖芯利用率對所述技術(shù)性效益的影響系數(shù)，d表示過低纖芯利用率對所述技術(shù)性效益的影響系數(shù)，e是過低網(wǎng)絡覆蓋率對所述可靠性效益的影響系數(shù)

優(yōu)選的，所述電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)的具體表達為：

其中，xi為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的決策變量，ci是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本，bi是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的可靠性效益，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的技術(shù)性效益。

優(yōu)選的，所述第i個項目的總投資效益gi，具體表達為：

gi＝ti+bi

其中，bi是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的可靠性效益，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的技術(shù)性效益。

優(yōu)選的，所述項目與資金的約束關(guān)系，包括：

其中，f為全部投資金額，f0為剩余資金。

一種基于電網(wǎng)資源投資規(guī)劃的系統(tǒng)，所述裝置包括：

初篩模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系，初篩投資項目，以獲得滿足條件的電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目；

構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述項目間的關(guān)系，構(gòu)建加成效應函數(shù)其中，所述項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型、從屬類型和其他類型；

第一獲得模塊，用于依據(jù)現(xiàn)代投資組合理論，根據(jù)帶寬占用率和纖芯利用率獲得每一個項目的技術(shù)性效益ti，以及根據(jù)可靠性指標獲得每一個項目的可靠性效益bi；

第二獲得模塊，用于根據(jù)所述加成效應函數(shù)所述項目間的關(guān)系、所述技術(shù)性效益ti可靠性效益bi，獲得電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j；

求解模塊，用于根據(jù)項目與資金的約束關(guān)系，采用遺傳算法對所述電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j進行求解，獲得電網(wǎng)投資項目。

應用本發(fā)明實施例，首先根據(jù)項目間的相關(guān)聯(lián)系對項目關(guān)系進行分類，之后在基于電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本的基礎(chǔ)上，采用成本導向法構(gòu)造效應乘數(shù)將通信資源效益經(jīng)濟化，在獲得資金約束與項目間關(guān)系約束的條件下，通過遺傳算法對所得到的模型關(guān)系進行求解，進而得到模型的近似最優(yōu)解，相應的就得到了最優(yōu)投資組合。仿真試驗表明，本發(fā)明所提供模型及求解方法，最終可獲得總效益最優(yōu)的通信資源建設(shè)項目投資組合，提高總體項目投資收益。

當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為投資成本導向法的電網(wǎng)通信項目投資效益優(yōu)化模型的流程圖。

圖2為一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法流程圖。

圖3為一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖1，圖1為投資成本導向法的電網(wǎng)通信項目投資效益優(yōu)化模型的流程圖，基于投資成本導向法的電網(wǎng)通信項目投資效益優(yōu)化模型流程如下：

根據(jù)綜合評價方法，篩選出綜合評價得分較高和相對效益值較高的項目，完成項目投資的初步篩選；將項目間關(guān)系劃分為互補、互斥、從屬和其他四種類型；根據(jù)現(xiàn)代投資組合理論構(gòu)建合理的加成效應函數(shù)aij，將加成效應數(shù)量化為其中xi為決策變量，表示第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目是否投資；采用成本導向法構(gòu)造效應乘數(shù)將通信資源效益經(jīng)濟化，根據(jù)帶寬占用率和纖芯利用率求得技術(shù)性效益：根據(jù)可靠性指標——網(wǎng)絡覆蓋率來衡量可靠性效益:bi＝(ti+0.4).ci；確定資金及項目之間的關(guān)系約束；通過遺傳算法得到模型近似最優(yōu)；得到最優(yōu)投資組合，模型求解結(jié)束。以下為根據(jù)該模型得到的一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法流程圖及一種電網(wǎng)資源投資規(guī)劃裝置結(jié)構(gòu)圖。

圖2為一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃方法流程圖，所述方法包括步驟：

s101，根據(jù)電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系，初篩投資項目，以獲得滿足條件的電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目。

投資項目初篩根據(jù)電網(wǎng)通信資源項目特征，從安全效益、社會效益、經(jīng)濟效益、管理效益出發(fā)，構(gòu)建了電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系。

為了得滿足初篩條件的項目，項目評價分析采用結(jié)合數(shù)據(jù)包絡分析法與灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合的綜合評價方法，遴選出綜合評價得分較高和相對效益值較高的項目。

s102，根據(jù)項目間的關(guān)系，構(gòu)建加成效應函數(shù)其中，項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型、從屬類型和其他類型。

有的研究在構(gòu)建投資組合優(yōu)化模型時，都不曾考慮項目之間的關(guān)系及其對投資組合的影響。然而在現(xiàn)實中，項目與項目之間往往都存在一定的激勵作用，例如在電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目中，如果基建項目能順利實施，則后期的技改項目、維修項目都會有良好基礎(chǔ)，而技改項目的持續(xù)推進又將使得基建、維修等項目運行地更加順暢。

進一步的，項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型、從屬類型和其他類型時項目件的約束關(guān)系分別為：

當項目j和j為互斥類型時xi+xj≤1，表示兩個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目不能同時存在；

當項目j和j為互斥類型時xi-xj≤0，表示只有項目j存在時，項目i才可以存在；

當項目j和j為互斥類型時xi-xj＝0，表示兩個項目必須同時存在或同時不存在；

當項目j和j為的關(guān)系為任何不屬于上述三類項目間關(guān)系的情況都歸于其他類型。

進一步的，將加成效應數(shù)量化為具體表達為：

其中，xi為決策變量，表示第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目投資是為1，否則為0；α為加成效益影響系數(shù)；n為電網(wǎng)通信資源建設(shè)投資項目個數(shù)；當項目間的關(guān)系為互補類型時aij＝α·max(gi,gj)，為互斥類型時aij＝0，為從屬類型時aij＝α·min(gi,gj)，為其他類型時gi表示第i個項目的總投資效益。

s103，依據(jù)現(xiàn)代投資組合理論，根據(jù)帶寬占用率和纖芯利用率獲得每一個項目的技術(shù)性效益ti，以及根據(jù)可靠性指標獲得每一個項目的可靠性效益bi。

由于電網(wǎng)通信資源投資項目的產(chǎn)品不具有實物的形態(tài)，其主要的作用是為電網(wǎng)提供一種服務，因而直接衡量其經(jīng)濟效益是比較難以實現(xiàn)的。本文在基于電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本的基礎(chǔ)上，采用成本導向法構(gòu)造效應乘數(shù)將通信資源效益經(jīng)濟化ti。

可靠性和技術(shù)性是電網(wǎng)通信資源的投資效益主要來源。衡量技術(shù)性效益的技術(shù)性指標是帶寬占用率和纖芯利用率：

s104，根據(jù)加成效應函數(shù)項目間的關(guān)系、技術(shù)性效益ti可靠性效益bi，獲得電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j。

進一步的，若第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的帶寬占用率和纖芯利用率分別是pi和qi，則我們構(gòu)造的技術(shù)效益系數(shù)如下，技術(shù)性效益ti、可靠性效益bi的具體表達分別為：

bi＝(ti+0.4).ci

其中，ri為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的帶寬占用效益系數(shù)，si為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的纖芯利用效益系數(shù)；ci是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的網(wǎng)絡覆蓋效益系數(shù)。

進一步的，ri、si、ti的具體表達分別為：

其中，a表示過高帶寬占用率對技術(shù)性效益的影響系數(shù)，b表示過低帶寬占用率對技術(shù)性效益的影系數(shù)，d表示過高纖芯利用率對技術(shù)性效益的影響系數(shù)，d表示過低纖芯利用率對技術(shù)性效益的影響系數(shù)，e是過低網(wǎng)絡覆蓋率對可靠性效益的影響系數(shù)。

將組合關(guān)系劃分為互補、互斥、從屬和其他四種類型，并結(jié)合現(xiàn)代投資組合理論構(gòu)建合理的加成效應函數(shù)；針對各個項目關(guān)系的相對性，本發(fā)明在基于電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本基礎(chǔ)上，采用成本導向法構(gòu)造效應乘數(shù)將通信資源效益經(jīng)濟化，從而建立了電網(wǎng)通信資源投資最優(yōu)化模型，并基于此模型通過遺傳算法進行了最優(yōu)解的求解。

s105，根據(jù)項目與資金的約束關(guān)系，采用遺傳算法對電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j進行求解，獲得電網(wǎng)投資項目。

進一步的，電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)的具體表達為：

其中，xi為第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的決策變量，ci是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本，bi是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的可靠性效益，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的技術(shù)性效益。

進一步的，第i個項目的總投資效益gi，具體表達為：

gi＝ti+bi

其中，bi是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的可靠性效益，ti是第i個電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的技術(shù)性效益。

進一步的，項目與資金的約束關(guān)系，包括：

其中，f為全部投資金額，f0為剩余資金。

本發(fā)明研究了一種基于投資成本導向法的電網(wǎng)通信項目投資效益優(yōu)化模型，其優(yōu)點在于：

該模型以現(xiàn)代投資綜合理論為基礎(chǔ)，對項目間的加成效益綜合考慮，首先根據(jù)項目間的相關(guān)聯(lián)系對項目關(guān)系進行分類，之后在基于電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的投資成本的基礎(chǔ)上，采用成本導向法構(gòu)造效應乘數(shù)將通信資源效益經(jīng)濟化，在獲得資金約束與項目間關(guān)系約束的條件下，通過遺傳算法對所得到的模型關(guān)系進行求解，進而得到模型的近似最優(yōu)解，相應的就得到了最優(yōu)投資組合。仿真試驗表明，本發(fā)明所提供模型及求解方法，最終可獲得總效益最優(yōu)的通信資源建設(shè)項目投資組合，提高總體項目投資收益，以下舉例進行說明。

本文將使用遺傳算法對規(guī)劃問題進行求解。遺傳算法(geneticalgorithm，ga)是根據(jù)美國學者holland在1975年提出的一種依據(jù)適者生存的原理而建立的模擬自然選擇和遺傳學理論的最優(yōu)化高效搜索算法。遺傳算法作為啟發(fā)式進化算法的一種，是根據(jù)自然界生物學進化而發(fā)展起來的，具有易行、簡單、抽象性與魯棒性的特點。遺傳算法求解的過程是根據(jù)待解問題的參數(shù)集進行編碼，根據(jù)往復循環(huán)的進化機制將規(guī)劃問題抽象為純數(shù)學的問題。所以多種目標函數(shù)和約束條件可以用遺傳算法來考慮，對于大型電網(wǎng)通信資源建設(shè)的規(guī)劃問題可以直接將網(wǎng)絡的運行結(jié)果計入評價值而不需要分解處理，從而避免了由于分解或線性化而造成的誤差。通過該算法我們可以得到模型近似最優(yōu)解，相應地就可以得到最優(yōu)投資組合。

示例性的，電力公司a計劃投資一批通信資源建設(shè)項目，對綜合評價指標體系的進行初步篩選之后，有7個待選項目需要進行投資組合優(yōu)化。資金約束為12000萬元，表1列出了各項目的投資成本及預計的各指標平均值數(shù)據(jù)，如下所示。

1表

其中，項目1與項目3為互斥項目，即x1+x3≤1；項目4、5、6、7均分別與項目1、2、3為互補項目，獲得如下關(guān)系：

x1-x4＝0,x1-x5＝0,x1-x6＝0,x1-x7＝0；x2-x4＝0,x2-x5＝0,x2-x6＝0,x2-x7＝0；x3-x4＝0,x3-x5＝0,x3-x6＝0,x3-x7＝0。

綜合歷史數(shù)據(jù)與實踐經(jīng)驗，各參數(shù)取值為：a＝0.8，b＝0.7，c＝0.6，d＝0.9，e＝0.8。

計算各效益系數(shù)及效益如下表2所示：

表2

假設(shè)加成效應的系數(shù)α＝0.1，兩兩項目間加成效應函數(shù)通過項目關(guān)系計算來得到，如下表3：

表3

利用matlab軟件對以上問題進行求解，最后結(jié)果為：(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7)＝(0,1,1,1,1,0,1)，z＝51250.05萬元，即選中第2、3、4、5、7個項目，預計項目收益為51250.05萬元。

在簡單運算后我們可以得知，若僅考慮項目本身創(chuàng)造的效益，2、3、4、5、7五個項目綜合起來的總收益為34212.95萬元，很明顯小于考慮加成效益之后的總收益51250.05萬元。從而得出結(jié)論：在考慮項目間的加成效益時，可以更加直觀地得知項目間互惠效益，得到的投資組合總效益更為嚴謹。

參見圖3，圖3為一種基于電網(wǎng)資源的投資規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，系統(tǒng)包括：

初篩模塊201，用于根據(jù)電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目的綜合評價指標體系，初篩投資項目，以獲得滿足條件的電網(wǎng)通信資源建設(shè)項目；

構(gòu)建模塊202，用于根據(jù)項目間的關(guān)系，構(gòu)建加成效應函數(shù)其中，項目間的關(guān)系為互補類型、互斥類型、從屬類型和其他類型；

第一獲得模塊203，用于依據(jù)現(xiàn)代投資組合理論，根據(jù)帶寬占用率和纖芯利用率獲得每一個項目的技術(shù)性效益ti，以及根據(jù)可靠性指標獲得每一個項目的可靠性效益bi；

第二獲得模塊204，用于根據(jù)加成效應函數(shù)項目間的關(guān)系、技術(shù)性效益ti可靠性效益bi，獲得電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j；

求解模塊205，用于根據(jù)項目與資金的約束關(guān)系，采用遺傳算法對電網(wǎng)資源投資目標函數(shù)j進行求解，獲得電網(wǎng)投資項目。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質(zhì)中，這里所稱得的存儲介質(zhì)，如：rom/ram、磁碟、光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。