(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 202110422170.9 (22)申请日 2021.04.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113094859 A (43)申请公布日 2021.07.09 (73)专利权人 嘉兴泰豪装备技 术有限公司 地址 314000 浙江省嘉兴 市南湖区亚太路 705号9FA09- 01室 (72)发明人 王浩　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 何世磊 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06N 3/00(2006.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/16(2020.01) 审查员 张丽红 (54)发明名称 电气控制箱线路布线优化方法、 系统及存储 介质 (57)摘要 本发明公开了一种电气控制箱线路布线优 化方法， 涉及电气工程技术领域， 该方法包括： 建 立电气控制箱中各元器件的连接点和线槽的模 型， 获取表示节点相邻关系的相邻点距离矩阵； 根据相邻点距离矩阵， 基于Dijk stra算法求取单 源节点到其他节点的最短导线路径， 获得节点最 短距离矩阵和路径线槽满度系数矩阵； 计算处于 当前节点i的蚂蚁选择目标节点j的概率， 根据线 槽的满度 情况调节进入下一个节 点的概率， 调小 导线排布在较满线槽的概率 以使所有线槽满度 均匀。 本发 明能够解决现有技术中基本的蚁群算 法仅能处理节 点之间只有距离属性的情形， 不能 满足导线布线时考虑线槽满度的技 术问题。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 113094859 B 2022.08.19 CN 113094859 B 1.一种电气控制箱线路布线优化方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 建立电气控制箱中各元器件的连接点和线槽的模型， 获取表示节点相邻关系的相邻点 距离矩阵Mn×n； 根据相邻点距离矩阵Mn×n， 基于Dijkstra算法求取单源节点到其他节点的最短导线路 径， 获取节点 最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m； 所述根据相邻点距离矩阵Mn×n， 基于Dijkstra算法求取单源节点到其他节点的最短导 线路径， 获得节点 最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m的步骤包括： 将初始节点i作为源节点， 取相邻点距离矩阵Mn×n的第i行作为起始距离向量d， 采用 Dijkstra算法求取初始节点i到其余所有节点的最短导线路径， 同时求取满度系数向量 和更新后的距离向量d， 将距离向量d作为D的第i行 元素， 将满度系数向量 作为路径线槽满 度系数矩阵Φm×m的第i行元素； 重复执行Dij kstra算法m次， 获取所有节点最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵 Φm×m； 将节点最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m作为蚁群算法的输入参数， 通 过蚁群算法的迭代优化， 将公共线的所有连接点通过最短的导线连接， 并使导线排布的线 槽满度最小化； 所述将节点最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m作为蚁群算法的输入参 数， 通过蚁群算法的迭代优化， 将公共线的所有连接点通过最短的导线 连接， 并且使导线 走 过的线槽满度最小化的步骤 包括： 计算处于初始 节点i的蚂蚁下一 步直接选择目标节点j的概 率， 计算公式为 式中， Φ(i， j)为线槽满度系数、 α， β 分别为信息素指数权重和启发指数权重； s为当前 节点i的可到达节点， allowedk为可到达节点的集合， 不包括已访问的节点；  τ(i， j)为当前 节点i到目标节点j的信息素强度； η(i， j)为启发因子； 将区间[0， 1]划分为m段， m为初始节点i可到达的节点数量， 并且每段的长度对应下一 节点的选择概 率 按均匀分布概 率模型生成一随机数h； 若h落在第j段， 则蚂蚁的下一访问点 为目标节点j； 更新路径信息素， 多次迭代后最优解趋 于稳定， 最终 获取最优布线路径和导线长度。 2.根据权利要求1所述的电气控制箱线路布线优化方法， 其特征在于， 建立电气控制箱 中各元器件的连接点和线槽的模型， 获取表示节点相邻关系的相邻点距离矩阵Mn×n的步骤 具体包括： 将元器件的连接点抽象为 直角坐标系中的点， 并表示 为普通节点Pi(xi， yi)； 将线槽抽象为直角坐标系中的线段， 线段的模型包括两个端点， 两条相交的线槽包括 一个公共端点， 线槽端点表示 为关键节点Pk(xk， yk)； 构建表示节点相邻关系的相邻点距离矩阵Mn×n， n为节点个数 并包括连接点普通节点与 关键节点；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113094859 B 2若蚂蚁能从初始节点i直接到达目标节点j而不经过其他节点， 则M(i， j)的值为两节点 的最短导线路径。 3.一种电气控制箱线路布线优化系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 建模模块， 所述建模模块用于建立电气控制箱中各元器件的连接点和线槽的模型， 获 取表示节点相邻关系的相邻点距离矩阵Mn×n； 算法求解模块， 用于根据相邻点距离矩阵Mn×n， 基于Dij kstra算法求取单源节点到其他 节点的最短导线路径， 获取节点 最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m； 所述算法求解模块包括： 算法定义单元， 所述算法定义单元将初始节点i作为源节点， 取相邻点距离矩阵Mn×n的 第i行作为起始距离向量d， 采用Dijkstr a算法求取初始节点i到其余所有节点的最短导线 路径， 同时求取满度系数向量 和更新后的距离向量d， 将距离向量d作为D的第i行元素， 将 满度系数向量 作为路径线槽满度系数矩阵Φm×m的第i行元素； 算法执行单元， 所述算法执行模块用于重复执行Dijkstra算法m次， 获取所有节点最短 距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m； 路径优化模块， 用于将节点最短距离矩阵Dm×m和路径线槽满度系数矩阵Φm×m作为蚁群 算法的输入参数， 通过蚁群算法的迭代优化， 将公共线的所有连接点通过最短的导线连接， 并使导线排布的线槽满度最小化； 所述路径优化模块包括： 计算单元， 用于计算处于初始 节点i的蚂蚁下一 步直接选择目标节点j的概 率； 所述计算单元还用于将区间[0， 1]划分为m段， m为初始节点i可到达的节点数量， 并且 每段的长度对应下一节点的选择概 率 按均匀分布概 率模型生成一随机数h； 若h落在第j段， 则蚂蚁的下一访问点 为目标节点j； 迭代优化模块， 所述迭代优化单元用于更新路径信息素， 多次迭代后最优解趋于稳定， 最终获取最优布线路径和导线长度。 4.根据权利要求3所述的电气控制箱线路布线优化系统， 其特征在于， 所述建模模块包 括： 建模单元， 所述建模单元用于将元器件的连接点抽象为直角坐标系中的点， 并表示为 普通节点Pi(xi， yi)； 所述建模单元还用于将线槽抽象为直角坐标系中的线段， 线段的模型包括两个端点， 两条相交的线槽包括 一个公共端点， 线槽端点表示 为关键节点Pk(xk， yk)； 矩阵构建单元， 所述矩阵构建模块用于构建表示节点相邻关系的相邻点距离矩阵Mn×n， n为节点个数并包括连接点普通节点与关键节点； 路径判断单元， 若蚂蚁能从初始节点i直接到达目标节点j而不经过其他节点， 则M(i， j)的值为两节点的最短导线路径。 5.一种存储介质， 其上存储有计算机指令， 其特征在于， 该指令被处理器执行时实现权 利要求1至4任意 一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113094859 B 3