城市電力通道規(guī)劃方法及通道資源綜合利用研究

城市電力通道規(guī)劃方法及通道資源綜合利用研究目錄城市電力通道規(guī)劃方法及通道資源綜合利用研究 11. 概述 12. 城市電力通道規(guī)劃概述 22.1 電力通道規(guī)劃內(nèi)容 22.2 規(guī)劃范圍和規(guī)劃年限 32.3 通道規(guī)劃目標(biāo)和原則 43. 城市電力通道規(guī)劃方法 53.1 通道規(guī)劃一般方法 53.2 城市電力通道規(guī)劃應(yīng)用實(shí)例 104. 城市空間資源綜合利用實(shí)施研究 194.1 城市地下空間發(fā)展需求分析 194.2 地下空間開(kāi)發(fā)利用的主要策略 194.3 地下空間資源評(píng)估 205. 管線(xiàn)綜合規(guī)劃的實(shí)施研究 215.1 需求及效益分析 225.2 城市共同溝的發(fā)展戰(zhàn)略 225.3 管線(xiàn)綜合規(guī)劃階段研究 245.4 制約因素分析 255.5 規(guī)劃程序及深度研究 27概述本章結(jié)合對(duì)城市電力通道規(guī)劃中主要影響因素進(jìn)行分析，根據(jù)城市電力通道規(guī)劃特點(diǎn)提出適用的規(guī)劃方法，并結(jié)合工程實(shí)例對(duì)規(guī)劃方法進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)，根據(jù)對(duì)城市內(nèi)通道資源綜合利用的可能性研究情況，可以看出各種方式在技術(shù)方面都具有可行性。在城市范圍內(nèi)電力電纜跨河流宜優(yōu)先考慮利用城市交通橋梁或交通隧道敷設(shè)，這一點(diǎn)在2005年國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《城市電力電纜線(xiàn)路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中已明確。根據(jù)從目前的實(shí)施情況來(lái)看，對(duì)于大橋敷設(shè)電纜的設(shè)計(jì)、施工等技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)得到了很好解決，對(duì)于220kV電壓等級(jí)線(xiàn)路隨橋建設(shè)也作了技術(shù)儲(chǔ)備。但由于各專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)不同，而導(dǎo)致實(shí)施有一定困難，在一些個(gè)案中，甚至出現(xiàn)因需要分配大橋投資比例過(guò)大而導(dǎo)致了某些工程不能實(shí)施，單純管理問(wèn)題造成的影響已經(jīng)超過(guò)了本報(bào)告技術(shù)研究的內(nèi)容，所以不對(duì)其進(jìn)行分析。對(duì)于在城市軌道交通隧道中敷設(shè)電力電纜的可能性，根據(jù)專(zhuān)業(yè)部門(mén)研究情況，原則上僅允許10kV以下的電力電纜進(jìn)入，同時(shí)，綜合考慮運(yùn)行維護(hù)等多方面影響因素，目前大規(guī)模實(shí)施可能性較小，本報(bào)告也不對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行研究。從前面研究成果可以得出，建設(shè)共同溝是未來(lái)提高我國(guó)城市通道資源利用率的有效手段以及根本途徑，雖然我國(guó)共同溝的建設(shè)取得了一定的成果，但在建設(shè)過(guò)程中也暴露出了一些問(wèn)題，制約共同溝大規(guī)模發(fā)展的障礙不在建設(shè)技術(shù)上，而在管理問(wèn)題、配套法規(guī)以及投融資體制問(wèn)題。所以，本章從研究城市空間資源優(yōu)化原則入手，對(duì)建設(shè)共同溝的效益、需求、程序以及制約因素等方面進(jìn)行深入研究。城市電力通道規(guī)劃概述城市電力通道規(guī)劃是城市電網(wǎng)規(guī)劃的重要組成部分，因城市電網(wǎng)與城市聯(lián)系緊密、建設(shè)環(huán)境復(fù)雜，不僅與電源點(diǎn)、負(fù)荷分布關(guān)系密切；而且通道建設(shè)與其它市政公共設(shè)施建設(shè)布局相互影響，需要統(tǒng)籌考慮、協(xié)調(diào)發(fā)展；再者，城市建設(shè)環(huán)境要求高，而且空間資源有限，不易進(jìn)行頻繁的改擴(kuò)建，所以應(yīng)參考城市長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，結(jié)合遠(yuǎn)景電網(wǎng)規(guī)劃，按最終規(guī)模進(jìn)行城市電力通道規(guī)劃。電力通道規(guī)劃內(nèi)容城市電力通道規(guī)劃的主要內(nèi)容包括：（1）城市電力通道現(xiàn)狀分析電力通道規(guī)劃進(jìn)行前，要對(duì)現(xiàn)有電力通道情況進(jìn)行仔細(xì)梳理，包括詳細(xì)的資源調(diào)查，對(duì)已有通道開(kāi)發(fā)利用情況調(diào)查，應(yīng)全面掌握現(xiàn)有地下電力通道空間資源總量及靜態(tài)分布情況，對(duì)地下電力通道資源的使用情況進(jìn)行定性定量評(píng)估。根據(jù)部分城市存在電力通道資源利用率分布不均，甚至存在閑置的情況，電力通道現(xiàn)狀資源使用情況的評(píng)估是地下電力通道規(guī)劃的重要基礎(chǔ)，可以為規(guī)劃提供科學(xué)的數(shù)據(jù)，是科學(xué)合理規(guī)劃的基礎(chǔ)。（2）電力通道需求分析規(guī)劃中，應(yīng)結(jié)合城市負(fù)荷分布、電源供應(yīng)以及變電站布點(diǎn)情況，展望長(zhǎng)遠(yuǎn)電網(wǎng)發(fā)展，以遠(yuǎn)景作為目標(biāo)，合理確定通道規(guī)模，遠(yuǎn)近結(jié)合，提高電力通道利用率。（3）資源綜合利用隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市在空間、環(huán)境、資源等方面也面臨著巨大挑戰(zhàn)，為保證規(guī)劃的科學(xué)性、合理性和可實(shí)施性，應(yīng)改變以往只注重?fù)屨伎臻g資源的思路，實(shí)現(xiàn)地下的電力通道資源充分利用，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)城市集約化發(fā)展。城市地下電力通道作為城市空間的重要組成部分，應(yīng)與其它公共設(shè)施通道、城市建筑空間、地下空間有機(jī)銜接，綜合發(fā)展，協(xié)調(diào)利用，以取得城市地下資源利用效用的最大化。當(dāng)前城市地下空間中市政管線(xiàn)所占比例相當(dāng)高，并且隨著城市發(fā)展的需要，相當(dāng)部分管線(xiàn)需要更換、加裝；同時(shí)，配合城市架空線(xiàn)入地工程的推進(jìn)，大量架空線(xiàn)需要進(jìn)入地下，地下空間擁擠的情況日益嚴(yán)重；在這種前提下，利用城市市政管線(xiàn)布設(shè)電力線(xiàn)路的研究非常具有現(xiàn)實(shí)意義。（4）規(guī)劃方案制定電力通道規(guī)劃方案時(shí)，要以城市飽和負(fù)荷考慮電網(wǎng)發(fā)展，以城市電源及變電站布點(diǎn)為基礎(chǔ)，提出電網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合城市公共設(shè)施規(guī)劃，研究資源優(yōu)化利用方案，建立網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與物理通道的映射，選擇線(xiàn)路回?cái)?shù)、導(dǎo)線(xiàn)截面、敷設(shè)方式等技術(shù)細(xì)節(jié)，提出實(shí)施方案。（5）對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性是方案選擇的重要依據(jù)，必須對(duì)提出的實(shí)施方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，對(duì)方案在經(jīng)濟(jì)性上進(jìn)行排序，為規(guī)劃決策提供支撐。城市電力通道規(guī)劃是一個(gè)具有多目標(biāo)性、多階段性、不確定性和非線(xiàn)性等特點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題，應(yīng)研究適合城市電力通道規(guī)劃特點(diǎn)的評(píng)價(jià)方法。規(guī)劃范圍和規(guī)劃年限（1）范圍電力通道的規(guī)劃應(yīng)包括城市行政轄區(qū)內(nèi)的全部地區(qū)，以規(guī)劃市區(qū)和小城鎮(zhèn)為主要組成部分。如受資料及其它市政專(zhuān)業(yè)規(guī)劃深度限制，電力通道規(guī)劃至少應(yīng)包括城市中心區(qū)，并適當(dāng)考慮邊緣地區(qū)。考慮到城市范圍內(nèi)500（330）kV數(shù)量較少，電力通道的電壓等級(jí)應(yīng)考慮為220kV～10kV的需要。如果基礎(chǔ)資源滿(mǎn)足要求，應(yīng)進(jìn)行220kV～10kV通道整體規(guī)劃。（2）年限規(guī)劃年限應(yīng)與電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃一致，應(yīng)結(jié)合城市遠(yuǎn)景規(guī)劃和飽和負(fù)荷水平，展望電網(wǎng)未來(lái)需要。通道規(guī)劃目標(biāo)和原則電力通道規(guī)劃以近期五年、中期十年、遠(yuǎn)期十五年及以上的原則制定規(guī)劃目標(biāo)：（1）規(guī)劃目標(biāo)近期目標(biāo)：解決當(dāng)前以及近期計(jì)劃要建設(shè)的一些工程項(xiàng)目中電纜線(xiàn)路的路由問(wèn)題，保證這些工程項(xiàng)目的順利施工；同時(shí)優(yōu)化現(xiàn)狀的電力通道資源，改善目前部分電纜的運(yùn)行環(huán)境，提高城市電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性。中期目標(biāo)：綜合考慮規(guī)劃變電站的布點(diǎn)，根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，進(jìn)行電力通道規(guī)劃，進(jìn)一步優(yōu)化電力通道資源，提高電力通道的利用率，使得變電站的電纜進(jìn)出線(xiàn)方便、電纜路徑較短。遠(yuǎn)期目標(biāo)：使城市電網(wǎng)的電力通道形成一個(gè)強(qiáng)大的、完整的網(wǎng)絡(luò)，使得變電站的電纜進(jìn)出線(xiàn)及站間聯(lián)絡(luò)方便快捷。同時(shí)，應(yīng)保證電纜通道與城市其它公共設(shè)施通道資源綜合利用，促進(jìn)城市空間資源集約化開(kāi)發(fā)利用。（2）規(guī)劃原則城市電力通道規(guī)劃應(yīng)根據(jù)城市特點(diǎn)以及通道資源綜合利用情況等情況，提出規(guī)劃應(yīng)遵循的原則，各城市應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定，本節(jié)僅提出應(yīng)考慮的主要方面：電力隧道布局應(yīng)以變電站布局為基礎(chǔ)，特別是規(guī)劃市區(qū)以?xún)?nèi)，要保證規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)能夠得以方便溝通；對(duì)于各電壓等級(jí)的電纜線(xiàn)路，應(yīng)確定電纜敷設(shè)方式，作為指導(dǎo)規(guī)劃和建設(shè)的原則；對(duì)于不同等級(jí)電纜線(xiàn)路共用通道，應(yīng)對(duì)應(yīng)用條件進(jìn)行研究，確定隧道或溝槽方式以及同路徑敷設(shè)回路數(shù)量，在保證安全供電的條件下，提高通道資源利用率；對(duì)存在通道資源利用條件的城市，應(yīng)制定電力通道與其它公共設(shè)施通道共用的原則。應(yīng)注意與城市道路、供水等規(guī)劃相協(xié)調(diào)，降低實(shí)施成本。城市電力通道規(guī)劃方法本節(jié)介紹了用于通道規(guī)劃的一般方法，并結(jié)合城市電力通道規(guī)劃的特點(diǎn)提出了適用的方法，主要是對(duì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性進(jìn)行分析，并給出目前應(yīng)用的一個(gè)規(guī)劃實(shí)例，目的是使城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員掌握選取規(guī)劃方法和建立模型的原則。因?yàn)槌鞘械叵码娏νǖ酪?guī)劃影響因素多，邊界條件設(shè)置復(fù)雜，在實(shí)際規(guī)劃工作中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)主要影響因素及規(guī)劃深度要求，按實(shí)際需要選擇方法及建立模型。通道規(guī)劃一般方法電力通道規(guī)劃是在滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù)荷需求、運(yùn)行安全和其他有關(guān)約束條件下，以滿(mǎn)足單一或多個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程，與公路、鐵路、各種管線(xiàn)以及其它路徑規(guī)劃類(lèi)似，只是約束條件及規(guī)劃目標(biāo)表現(xiàn)不同。由于包含有大量的整數(shù)變量和連續(xù)變量，且實(shí)際各種通道容量及路徑組合有許多限制條件，在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為一個(gè)包含大量約束條件的大規(guī)模非線(xiàn)性混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題。對(duì)于此類(lèi)具有多目標(biāo)性、多階段性、不確定性和非線(xiàn)性等特點(diǎn)的復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)此作了相關(guān)研究，下面將對(duì)主要采用的優(yōu)化方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，包括遺傳算法、免疫算法、蟻群優(yōu)化算法、粒子群優(yōu)化算法、啟發(fā)式方法（局部尋優(yōu)法和優(yōu)先順序法）、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、混合整數(shù)規(guī)劃法（分支定界法、Benders分解法、廣義BenderS分解法等）、拉格朗日松弛法，模擬退火算法、禁忌搜索算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專(zhuān)家系統(tǒng)、社會(huì)演化算法、混沌優(yōu)化方法、協(xié)同進(jìn)化算法等方法。（1）遺傳算法遺傳算法(GA)是基于自然選擇和遺傳學(xué)機(jī)理的優(yōu)化方法?；驹硎悄M自然界生物的進(jìn)化機(jī)制，將所求解的問(wèn)題看作一個(gè)生存環(huán)境，把解看作生存環(huán)境中的生物個(gè)體，通過(guò)優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，獲得最優(yōu)個(gè)體，從而獲得最優(yōu)解。在遺傳操作中，適應(yīng)函數(shù)值大小決定該染色體被繁殖的概率，反映了適者生存的原理。交叉和變異操作分別通過(guò)結(jié)構(gòu)化和隨機(jī)地改變各染色體而產(chǎn)生可能更加優(yōu)秀的染色體。遺傳算法的特點(diǎn)是：在一個(gè)空間內(nèi)對(duì)群體變量而不是對(duì)單一變量進(jìn)行操作，算法本身與所研究問(wèn)題無(wú)關(guān)，用目標(biāo)函數(shù)本身的信息來(lái)尋優(yōu)，而不需要連續(xù)和可導(dǎo)條件，即該方法允許求解的問(wèn)題可以是非線(xiàn)性的和不連續(xù)的；采用隨機(jī)搜索規(guī)律，有內(nèi)在的并行處理功能，并能從整個(gè)可行解空間多點(diǎn)搜尋，找到近乎全局最優(yōu)解。其缺點(diǎn)有：初始方案是隨機(jī)產(chǎn)生的，計(jì)算過(guò)程與初始方案無(wú)關(guān)。為在解空間內(nèi)充分搜索，需大量計(jì)算，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)收斂判據(jù)的研究尚不成熟。由于GA在大規(guī)模組合最優(yōu)化問(wèn)題中存在早熟收斂現(xiàn)象以及收斂效率不夠高的缺點(diǎn)，同時(shí)GA又有容易與其他算法相結(jié)合的特點(diǎn)，因此與其他算法諸如模擬退火算法(SA)、Tabu搜索法(TS)等相結(jié)合也是一些有效手段。模擬退火方法便是一種理論上以概率100％收斂于全局最優(yōu)解的算法，通過(guò)模擬加熱熔化的金屬的退火技術(shù)來(lái)尋找全局最優(yōu)解，并用一個(gè)隨機(jī)接受準(zhǔn)則有限度地接受惡化解。由于惡化解中可能包含有導(dǎo)致優(yōu)良解的基因片，有助于從局部最優(yōu)解中跳出。在遺傳算法的評(píng)價(jià)函數(shù)中引入模擬退火算法以及在選擇操作中采用模擬退火算法的接受準(zhǔn)則，將兩者進(jìn)行混合可有效地緩解其選擇壓力，增強(qiáng)算法的全局收斂性和提高收斂效率。禁忌搜索(Tabu搜索，TS)也是一種啟發(fā)式尋優(yōu)方法。通過(guò)在鄰域中隨機(jī)而有選擇性的“移動(dòng)”，并采用“記憶”和“釋放”規(guī)則來(lái)引導(dǎo)搜索，能以很高的概率跳出局部最優(yōu)解，可以改善GA早熟收斂的傾向，缺點(diǎn)是優(yōu)化結(jié)果對(duì)初始解的依賴(lài)性很強(qiáng)。當(dāng)然將模擬退火算法和Tabu搜索相結(jié)合也能夠獲得一種有效的優(yōu)化組合問(wèn)題求解方法。（2）免疫算法免疫算法(IA)又稱(chēng)免疫遺傳算法，是在遺傳算法的框架上引入生物免疫機(jī)制的一種方法。該算法將實(shí)際問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)和約束條件比作抗原，將問(wèn)題的解比作抗體，通過(guò)抗原與抗體、抗體與抗體間親和度以及抗體濃度的計(jì)算，按照期望值的高低優(yōu)先選擇那些與抗原親和性好而且濃度小的個(gè)體以實(shí)現(xiàn)對(duì)適應(yīng)度好的抗體的促進(jìn)和對(duì)濃度較大的抗體的抑制，使得IGA可以在進(jìn)化過(guò)程中很好的保持個(gè)體的多樣性，避免陷入局部最優(yōu)解；同時(shí)又可以利用記憶單元的作用提高局部搜索能力，加快計(jì)算速度。另外一種免疫算法將所求解問(wèn)題看成抗原，從中提取特征信息，即疫苗。疫苗轉(zhuǎn)化為求解問(wèn)題的方案，就在個(gè)體中產(chǎn)生抗體，整個(gè)免疫機(jī)制由免疫算子——抽取疫苗、接種疫苗、免疫選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)。（3）蟻群優(yōu)化算法蟻群優(yōu)化算法是意大利學(xué)者M(jìn)．Dorigo提出的一種新型模擬進(jìn)化優(yōu)化算法。該算法是模擬自然界真實(shí)蟻群的覓食行為而形成的一種模擬進(jìn)化算法，原理是基于蟻群的集體行為所表現(xiàn)出的一種信息正反饋現(xiàn)象：某一路徑經(jīng)過(guò)的螞蟻越多，則后來(lái)者選擇該路徑的概率就越大。它采用有記憶的人工螞蟻通過(guò)個(gè)體之間的信息交流與相互協(xié)作來(lái)找到從蟻穴到食物源的最短路徑。蟻群算法在求解旅行商等優(yōu)化問(wèn)題中得到了一系列應(yīng)用。但是其不足是求解過(guò)程中易出現(xiàn)停滯現(xiàn)象。為此，研究人員對(duì)蟻群算法的尋優(yōu)機(jī)理進(jìn)行了研究，從隨機(jī)優(yōu)化的角度出發(fā)提出了一種新的轉(zhuǎn)移策略，設(shè)計(jì)出一種新穎的隨機(jī)擾動(dòng)蟻群優(yōu)化算法，并將其用于求解優(yōu)化求解問(wèn)題，在獲得全局最優(yōu)解、提高收斂性方面顯示了一定的優(yōu)越性。（4）粒子群優(yōu)化算法粒子群優(yōu)化算法是人們受到鳥(niǎo)群搜索食物行為的啟示而提出的一種優(yōu)化算法，通過(guò)群體之間的信息共享和個(gè)體自身經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)來(lái)修正個(gè)體行動(dòng)策略，最終求取優(yōu)化問(wèn)題的解。算法中每個(gè)優(yōu)化問(wèn)題的候選解都是搜索空間中的一個(gè)“粒子”，所有粒子都有一個(gè)由優(yōu)化函數(shù)決定的適應(yīng)值；此外，每個(gè)粒子均有一個(gè)速度決定其飛翔的方向和距離，各粒子追隨當(dāng)前的最優(yōu)粒子在解空間中進(jìn)行搜索，通過(guò)迭代找到最優(yōu)解。在每次迭代中，粒子通過(guò)跟蹤兩個(gè)“極值”來(lái)更新自己：第一個(gè)極值是粒子本身找到的最優(yōu)解，這個(gè)極值稱(chēng)為個(gè)體極值；另一個(gè)極值是整個(gè)種群目前找到的最優(yōu)解，稱(chēng)為全局極值。具有并行處理特征，魯棒性好、易于實(shí)現(xiàn)，能以較大的概率找到優(yōu)化問(wèn)題的全局最優(yōu)解，且計(jì)算效率較高，已成功地應(yīng)用于求解各種復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。（5）其他算法優(yōu)先順序法根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷大小按照某種約束條件依次選擇路徑，求解速度快，占用內(nèi)存少，但難于獲得最優(yōu)解。動(dòng)態(tài)規(guī)劃法對(duì)目標(biāo)函數(shù)的性態(tài)沒(méi)有特殊的要求，理論上能求得全局最優(yōu)解，但隨著問(wèn)題規(guī)模的增大而陷入“維數(shù)災(zāi)”，且難于考慮一些特殊約束條件限制。分支定界法在理論上能夠找到最優(yōu)解，并可以直接求解優(yōu)化組合問(wèn)題，但是需要精心構(gòu)思分支策略和求下界的算法，使用較為復(fù)雜。拉格朗日松弛法能夠有效地克服維數(shù)障礙，較好地解決大規(guī)模優(yōu)化組合問(wèn)題，不過(guò)對(duì)偶問(wèn)題的最優(yōu)解并不能夠保證路徑規(guī)劃原問(wèn)題解的可行性，在利用對(duì)偶原理處理整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題時(shí)因?qū)ε奸g隙的存在而導(dǎo)致原問(wèn)題可行解的構(gòu)造難度增大?？梢?jiàn)采用這些傳統(tǒng)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法來(lái)求解路徑優(yōu)化組合問(wèn)題的難度很大。將數(shù)值優(yōu)化方法與進(jìn)化算法相結(jié)合是一種有益的嘗試，綜合利用拉格朗日松弛法求解效率高及GA全局優(yōu)化性能的特點(diǎn)，將GA結(jié)合到拉格朗日松弛法中更新拉格朗日乘子，可以改善拉格朗日松弛法求解路徑優(yōu)化問(wèn)題的性能。社會(huì)演化算法也是一種進(jìn)化算法，其尋優(yōu)機(jī)制是“范式的確立與更新以及認(rèn)知主體對(duì)范式進(jìn)行學(xué)習(xí)的一系列智能認(rèn)知行為”?；煦鐑?yōu)化方法直接采用混沌變量進(jìn)行搜索，搜索過(guò)程按混沌運(yùn)動(dòng)自身規(guī)律和特性進(jìn)行，因而獲得最優(yōu)解的可能性更強(qiáng)?；煦珉m然貌似隨機(jī)，卻隱含著精致的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，具有遍歷性、隨機(jī)性、規(guī)律性，能在一定范圍內(nèi)按其自身規(guī)律不重復(fù)地達(dá)到所有狀態(tài)。混沌優(yōu)化方法除了具有遺傳算法的一些特點(diǎn)，如可考慮目標(biāo)函數(shù)的不連續(xù)性和非線(xiàn)性因素、可實(shí)現(xiàn)并行處理、能提供多解等以外，還具有另外一些優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在：①混沌優(yōu)化方法更有可能跳出局部極小點(diǎn)。②達(dá)到某一精度要求，混沌優(yōu)化方法具有較少的計(jì)算量和較快的求解速度。協(xié)同進(jìn)化算法是一種新的進(jìn)化算法框架，該算法借鑒自然界中的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，在傳統(tǒng)單物種進(jìn)化算法的基礎(chǔ)上引人生態(tài)系統(tǒng)的概念。生態(tài)系統(tǒng)中多個(gè)物種相互作用，共同進(jìn)化，從而使整個(gè)系統(tǒng)不斷演進(jìn)。將應(yīng)用領(lǐng)域待求解的問(wèn)題映射為生態(tài)系統(tǒng)，以生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化來(lái)達(dá)到問(wèn)題求解的目的。與常規(guī)的遺傳算法相比，協(xié)同進(jìn)化算法小但能得到更好的優(yōu)化結(jié)果，收斂性好，而且克服了普通遺傳算法計(jì)算時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。（6）綜合分析由于通道規(guī)劃的復(fù)雜性，各種模擬進(jìn)化算法被引進(jìn)來(lái)進(jìn)行問(wèn)題的求解?？傮w上看，免疫算法、蟻群優(yōu)化算法、粒子群優(yōu)化算法、社會(huì)演化算法以及混沌優(yōu)化方法可以認(rèn)為都是脫胎于遺傳算法，都可以較好地解決通道規(guī)劃尋優(yōu)問(wèn)題。但目前的研究工作大多都還處于起步階段，有很多問(wèn)題值得進(jìn)一步研究，一方面是對(duì)其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的研究非常重要，包括算法本身的收斂性分析、抗局部極值能力和參數(shù)設(shè)置影響等。另一方面，重點(diǎn)要研究這些方法在電力通道規(guī)劃中的應(yīng)用研究，研究建立能夠最大限度解決電力通道約束的模型。城市電力通道規(guī)劃應(yīng)用實(shí)例目前，還沒(méi)有地區(qū)進(jìn)行過(guò)真正意義上的整個(gè)城市電網(wǎng)系統(tǒng)統(tǒng)一通道規(guī)劃，個(gè)別城市只是根據(jù)未來(lái)負(fù)荷預(yù)測(cè)，對(duì)未來(lái)電纜建設(shè)通道進(jìn)行了展望，提出了城市電力通道建設(shè)需求，但大部分工作都在統(tǒng)計(jì)匯總層面，沒(méi)有計(jì)及資源共用、經(jīng)濟(jì)性等因素影響對(duì)通道整體進(jìn)行優(yōu)化。本節(jié)結(jié)合工程規(guī)劃計(jì)算實(shí)例，對(duì)應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行通道規(guī)劃情況介紹，重點(diǎn)為使規(guī)劃人員掌握通道規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則、各種約束條件設(shè)置以及建立規(guī)劃模型的思路，以引導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)人員在未來(lái)規(guī)劃中結(jié)合實(shí)際情況，開(kāi)展通道規(guī)劃優(yōu)化工作。（1）概況以某110kV的高壓配電站的輻射線(xiàn)路規(guī)劃為例，規(guī)劃區(qū)域的負(fù)荷預(yù)測(cè)和變電站選址及主變?nèi)萘看_定已經(jīng)完成，利用遺傳搜索算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路規(guī)劃，提出網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模型，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。實(shí)例結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS），采用啟發(fā)式搜索方法中適合于全局優(yōu)化搜索的遺傳算法（GA）進(jìn)行問(wèn)題求解?？紤]了線(xiàn)路的投資、網(wǎng)絡(luò)損失費(fèi)用、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用、用戶(hù)停電損失，同時(shí)為保證與實(shí)際電纜通道規(guī)劃相適應(yīng)，考慮電纜通道實(shí)施方式對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果的影響。因與其它公用設(shè)施共用通道條件設(shè)置差異比較大，所以工程實(shí)例中沒(méi)有考慮，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體約束情況對(duì)電纜通道實(shí)施方式約束條件進(jìn)行修正。（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通道規(guī)劃是利用城市電網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行的，目前多數(shù)城市已具備此條件，但應(yīng)逐步將其擴(kuò)展為空間數(shù)據(jù)庫(kù)，即包括城市電力通道情況、各公用設(shè)施通道情況以及空間資源分布情況等各種城市空間資源信息，空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠有效地查詢(xún)及管理空間資源。同時(shí)可作為城市電網(wǎng)通道規(guī)劃的有力的輔助手段。主要數(shù)據(jù)包括街道、負(fù)荷、配電站、線(xiàn)路、通道基本情況等。其中，對(duì)于配電站和負(fù)荷的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其拓樸類(lèi)型為點(diǎn)狀地理實(shí)體；對(duì)于街道段、線(xiàn)路、通道等的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其拓樸類(lèi)型為線(xiàn)狀地理實(shí)體。（3）模型建立及求解假定在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃之前已經(jīng)完成了規(guī)劃區(qū)的負(fù)荷預(yù)測(cè)和高壓變電站的選址和容量確定工作，規(guī)劃目的是確定對(duì)應(yīng)負(fù)荷預(yù)測(cè)水平（未開(kāi)展飽和負(fù)荷預(yù)測(cè)）年的與網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)通道規(guī)劃結(jié)果。在計(jì)算過(guò)程中，根據(jù)對(duì)不同方案實(shí)施約束情況決定是否對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，最終建立一個(gè)與目標(biāo)網(wǎng)架相適應(yīng)的電纜通道系統(tǒng)。基本原則是使規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)在保證安全可靠的前提下做到經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化。1）目標(biāo)函數(shù)設(shè)F為城市中壓配電網(wǎng)規(guī)劃的總目標(biāo)函數(shù)，F(xiàn)xl為線(xiàn)路材料的年費(fèi)用，F(xiàn)td為通道建設(shè)的年費(fèi)用，F(xiàn)yx為設(shè)備及電纜通道的年費(fèi)用，F(xiàn)ph為電纜通道實(shí)施其它配合的年費(fèi)用；G為包括可靠性、實(shí)施條件因素指標(biāo)在內(nèi)的通道規(guī)劃約束條件。則考慮各種約束條件的通道規(guī)劃數(shù)學(xué)模型為：(5-1)①線(xiàn)路的年費(fèi)用Fxl考慮建設(shè)的時(shí)間因素，應(yīng)用動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)原理的“現(xiàn)值轉(zhuǎn)年值”法將發(fā)生在建設(shè)期內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)的全部費(fèi)用通過(guò)資金等值計(jì)算折算成同一時(shí)間點(diǎn)后再直接進(jìn)行計(jì)算。線(xiàn)路材料費(fèi)用折算成年費(fèi)用，具體表示為(5-2)其中：ZS為線(xiàn)路本體投資；r0為電力工業(yè)投資回收率，n為設(shè)備的經(jīng)濟(jì)使用年限；為當(dāng)年的電能電價(jià)；為線(xiàn)路全年電能損失量；US為線(xiàn)路檢修維護(hù)費(fèi)用，一般可按照投資百分率計(jì)算。②通道建設(shè)的年費(fèi)用Ftd為充分應(yīng)通道建設(shè)情況對(duì)規(guī)劃結(jié)果的影響，在模型設(shè)計(jì)中將通道條件單獨(dú)考慮，以使規(guī)劃結(jié)果對(duì)其敏感。（5-3）其中：k，為通道建設(shè)折算系數(shù)，即用理想建設(shè)條件與實(shí)際建設(shè)條件的比例系數(shù)，可以分段設(shè)置；C0為單位通道長(zhǎng)度投資，Li為通道主干線(xiàn)路長(zhǎng)度ΔAL為線(xiàn)路全年電能損失總值，UL為通道的維護(hù)費(fèi)用，一般也可按照投資百分率進(jìn)行計(jì)算。③設(shè)備運(yùn)行的年費(fèi)用Fyx包括設(shè)備運(yùn)行年度費(fèi)用及其它需分擔(dān)的初始費(fèi)用。(5-4)其中：ZK為初始設(shè)備需分擔(dān)費(fèi)用；UK為設(shè)備的年檢修維護(hù)費(fèi)用，可按投資百分率進(jìn)行計(jì)算。④電纜通道實(shí)施其它配合的年費(fèi)用FPH將電纜通道實(shí)施中因非電力技術(shù)本身需要的其它費(fèi)用折算為年費(fèi)用，對(duì)于不同的工程考慮的因素不同，而且可能相關(guān)很大，所以需要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)，本式中僅為該實(shí)例中考慮的因素。具體計(jì)算公式如下：(5-5)其中：i為滿(mǎn)足線(xiàn)路拓樸結(jié)構(gòu)而敷設(shè)的各個(gè)通道段；Cpi為電纜通道段i的單位長(zhǎng)度配合其它費(fèi)用；Li為該通道段i的長(zhǎng)度；Cli為在街道段上敷設(shè)電纜通道段i的單位面積挖掘修復(fù)費(fèi)用；Si為該街道段的挖掘修復(fù)面積；λ1i為該街道段的地價(jià)系數(shù)，λ2i為該街道段的道路等級(jí)系數(shù)；UP為年度其它費(fèi)用，如與實(shí)施有關(guān)的規(guī)費(fèi)類(lèi)項(xiàng)目。2）約束條件結(jié)合城市地下電纜通道的實(shí)際特點(diǎn)以及可操作的原則，需要考慮如下的約束條件。①可靠性約束為了反映系統(tǒng)停運(yùn)的嚴(yán)重程度和重要性，一般用平均用電有效度來(lái)評(píng)估：RASAI=用戶(hù)用電小時(shí)數(shù)/用戶(hù)需電小時(shí)數(shù)(5-6)其中：N總為系統(tǒng)中總用戶(hù)數(shù)；Uj為平均年停運(yùn)時(shí)間；Nj為故障時(shí)受影響的用戶(hù)數(shù)，與Uj相對(duì)應(yīng)；8760為每年的小時(shí)數(shù)。②容量約束對(duì)于變電站的出線(xiàn)，需滿(mǎn)足容量約束：(5-7)式中：與分別為線(xiàn)路l所帶的負(fù)荷值總和與最大允許傳輸有功功率；Nl為配電站出線(xiàn)的總根數(shù)。③電壓降約束由于進(jìn)行的是主干線(xiàn)路的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，并未涉及分支線(xiàn)路具體帶負(fù)荷的情況，因而只考慮一級(jí)分支線(xiàn)路。(5-8)式中：、和分別為主干線(xiàn)路上一級(jí)分支線(xiàn)路出線(xiàn)點(diǎn)的電壓上、下界和正常運(yùn)行電壓；Nn為主干線(xiàn)路上所有一級(jí)分支線(xiàn)路出線(xiàn)點(diǎn)的數(shù)量。④地理信息約束在城市電力通道的規(guī)劃中，在通道設(shè)計(jì)安排中，無(wú)論是不同電壓等級(jí)電力線(xiàn)路組合時(shí)，還是考慮與其它公共設(shè)施安全約束時(shí)，都必須考慮實(shí)際城市道路的布局要求。（3）求解策略根據(jù)電力通道規(guī)劃實(shí)際特點(diǎn)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)最初拓樸結(jié)構(gòu)，采用最短路徑法隨機(jī)方式生成通道的初始路徑，然后采用遺傳算法來(lái)優(yōu)化通道，具體搜索流程如圖5-1所示。圖5-1采用GA進(jìn)行通道規(guī)劃的流程圖在適應(yīng)度計(jì)算過(guò)程中，對(duì)于給定規(guī)格的通道段，當(dāng)敷設(shè)的電纜條數(shù)在其孔數(shù)容納范圍內(nèi)時(shí)，增加電纜條數(shù)并不會(huì)帶來(lái)通道成本的變化，而一旦突破現(xiàn)有通道段的容納范圍時(shí)，則需要通過(guò)改變通道段規(guī)格來(lái)適應(yīng)新的變化，同時(shí)帶來(lái)了通道成本的突變。因此，針對(duì)電纜通道的敷設(shè)成本跳躍性特點(diǎn)，必須對(duì)線(xiàn)路和通道費(fèi)用進(jìn)行解耦處理。（4）計(jì)算數(shù)據(jù)供電區(qū)域內(nèi)共分為15個(gè)子供電區(qū)域，供電范圍、供電區(qū)域分布以及規(guī)劃區(qū)域的街道地理走向等基本情況見(jiàn)圖5-2。圖5-2供電范圍、供電區(qū)域分布及規(guī)劃區(qū)域的街道地理走向示意圖該區(qū)域供電負(fù)荷預(yù)測(cè)約為40MVA，主要電源點(diǎn)為一座110kV高壓配電站（2×40MVA），各小區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)值見(jiàn)表5-1。表5-1各小區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)值單位：kVA小區(qū)號(hào)負(fù)荷值小區(qū)號(hào)負(fù)荷值小區(qū)號(hào)負(fù)荷值164756188711177225860718481243731053818711318784387792033142041562310950155845計(jì)算中，主干線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)采用YJV-3×300mm2電纜線(xiàn)路，電纜通道全部采用排管進(jìn)行敷設(shè)。因本項(xiàng)目范圍較小，所以應(yīng)用的設(shè)備類(lèi)型及采用的通道型式較少，但對(duì)于計(jì)及影響因素的基本思路相同，實(shí)際應(yīng)用可以參照設(shè)計(jì)。算例中所用設(shè)備及通道的經(jīng)濟(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-2，可靠性數(shù)據(jù)見(jiàn)表5-3。表5-2所用設(shè)備及通道的經(jīng)濟(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)設(shè)備及其型號(hào)投資費(fèi)用/萬(wàn)元使用年限/年檢修維護(hù)率/(%)YJV-300mm2電纜線(xiàn)路40/公里402.6開(kāi)關(guān)3/臺(tái)252電力電纜排管5孔100/公里3028孔120/公里10孔190/公里24孔250/公里表5-3設(shè)備可靠性分析表設(shè)備設(shè)備故障率平均修復(fù)時(shí)間（小時(shí)/次）配電變壓器0.00043（次/臺(tái)×年）20斷路器0.02（次/臺(tái)×年）15母線(xiàn)0.03（次/條×年）2隔離開(kāi)關(guān)0.05（次/臺(tái)×年）8電纜線(xiàn)路0.00791（次/km×年）9（5）計(jì)算結(jié)果根據(jù)以上求解方法進(jìn)行計(jì)算，可以得到該高壓配電站的網(wǎng)絡(luò)通道候選方案。經(jīng)過(guò)多代選擇達(dá)到最優(yōu)結(jié)果，本算例在第17代達(dá)到最優(yōu)結(jié)果，具體各代群體中最優(yōu)通道的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息見(jiàn)表5-4，僅列出初始代、第1代、第2代、滿(mǎn)足最優(yōu)條件后的17代的結(jié)果數(shù)據(jù)。表5-4某供電區(qū)域初始代和優(yōu)化代最優(yōu)通道的數(shù)據(jù)信息表代數(shù)年投資和運(yùn)行總費(fèi)用(萬(wàn)元/年)可靠性指標(biāo)（ASAI）通道年費(fèi)用/萬(wàn)元出線(xiàn)根數(shù)線(xiàn)路總長(zhǎng)度/km初始代630.52630.999852574.8720931415.15405第1代603.2020.999854161.10109689.59654第2代600.40550.999854859.61833578.60323………………第17代585.47040.999856857.00437366.73805（6）結(jié)果輸出最優(yōu)通道確定后，可輸出通道規(guī)劃的基本信息，按照與道路信息結(jié)合可以給出通道敷設(shè)的具體路徑信息和通道段的排管規(guī)格，表5-5所示為該區(qū)域網(wǎng)架對(duì)應(yīng)的通道系統(tǒng)敷設(shè)信息表。表5-5最優(yōu)網(wǎng)架對(duì)應(yīng)的通道系統(tǒng)敷設(shè)信息表通道段ID途徑街道段ID敷設(shè)的電纜條數(shù)需要的電纜排管孔數(shù)通道段排管規(guī)格11035882104235370112547021255804235……………273910125通道規(guī)劃一般以GIS空間數(shù)據(jù)庫(kù)緊密結(jié)合，可以將整個(gè)通道和地理環(huán)境有效地結(jié)合起來(lái)。在得到了該區(qū)域的通道規(guī)劃數(shù)據(jù)信息后，進(jìn)一步將通道路徑在規(guī)劃背景圖上進(jìn)行自動(dòng)布線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃結(jié)果的可視化輸出，圖5-3為該區(qū)域通道規(guī)劃最終布線(xiàn)圖。圖5-3某供電區(qū)域通道規(guī)劃可視化輸出示意圖（7）結(jié)果分析本區(qū)域采用該模型進(jìn)行通道規(guī)劃取得了良好效果，本地供電企業(yè)前期采用人工方式對(duì)該區(qū)域進(jìn)行了規(guī)劃，而且約束條件相同，規(guī)劃結(jié)果需要7條電纜，線(xiàn)路長(zhǎng)度7.26公里，而經(jīng)模型計(jì)算后僅需要6條電纜，線(xiàn)路長(zhǎng)度，6.73公里，節(jié)約線(xiàn)路長(zhǎng)度約為8%，通道年費(fèi)用節(jié)省11.49%，線(xiàn)路年費(fèi)用節(jié)省城市空間資源綜合利用實(shí)施研究雖然未來(lái)部分城市市區(qū)的空間規(guī)模會(huì)略有增加，但發(fā)展余地不大，隨著城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)空間資源需要越來(lái)越大，地下空間的充分利用則是現(xiàn)有市區(qū)拓展及優(yōu)化城市空間的重要手段，立體高效運(yùn)行地下空間，是未來(lái)緊湊型城市集約高效發(fā)展的必由之路。城市地下空間發(fā)展需求分析隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市在空間、環(huán)境、資源等方面也面臨著巨大挑戰(zhàn)，從理論上講，城市總體規(guī)劃制定的布局是符合城市發(fā)展客觀規(guī)律的，但在現(xiàn)實(shí)中，有時(shí)候理想模式的操作與運(yùn)行還存在不少問(wèn)題。為真正做到高效的土地資源集約化開(kāi)發(fā)，爭(zhēng)取地下空間資源充分利用無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)城市集約化發(fā)展的一種很重要的途徑。部分城市在現(xiàn)代化的進(jìn)程中，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境、地面敞開(kāi)空間的要求提高，應(yīng)使部分城市功能轉(zhuǎn)入地下。節(jié)約土地資源的要求使建筑向豎向發(fā)展，而個(gè)別城市，如北京城區(qū)的高度控制使建筑向空中發(fā)展受到制約，向地下發(fā)展成為必然。對(duì)于中國(guó)的特大城市，從經(jīng)濟(jì)水平看，已達(dá)到世界上其它國(guó)家大規(guī)模開(kāi)發(fā)地下空間時(shí)的水平，如2002年，北京市人均GDP已達(dá)3300美元，具備了開(kāi)發(fā)地下空間的條件。同時(shí)對(duì)于部分歷史文化名城、旅游城市等，保護(hù)范圍很大，利用城市地下空間可滿(mǎn)足城市容量擴(kuò)大的需求，可更好的維護(hù)地面環(huán)境，保護(hù)歷史風(fēng)貌。地下空間開(kāi)發(fā)利用的主要策略（1）地下空間開(kāi)發(fā)利用要與城市總體規(guī)劃中所提出的城市發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)相協(xié)調(diào)，與城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步目標(biāo)相結(jié)合，使地下空間成為整個(gè)城市的有機(jī)組成部分，從而促進(jìn)城市地上空間、地下空間的三維式協(xié)調(diào)發(fā)展，建設(shè)緊湊城市。（2）分層開(kāi)發(fā)將地下空間開(kāi)發(fā)利用的功能置于不同的豎向開(kāi)發(fā)層次，充分利用地層深度，同時(shí)根據(jù)城市不同發(fā)展時(shí)期對(duì)地下空間開(kāi)發(fā)利用的不同需求，綜合規(guī)劃，將開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)控制在地下不同的豎向?qū)哟?。從而解決城市發(fā)展的各個(gè)不同階段、不同建設(shè)時(shí)期，各類(lèi)原有設(shè)施與新建設(shè)施的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。地下空間資源評(píng)估地下空間資源評(píng)估是城市地下空間規(guī)劃的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、超前性、準(zhǔn)確、全面、深化程度與質(zhì)量對(duì)一個(gè)前瞻的、科學(xué)的城市地下空間規(guī)劃至關(guān)重要。應(yīng)正確估計(jì)和評(píng)價(jià)城市中心區(qū)地下空間資源對(duì)城市空間發(fā)展的價(jià)值，合理估算地下空間資源量和確定發(fā)展規(guī)模、分布的深度及廣度，合理分配和保護(hù)地下空間資源，研究影響地下空間資源合理開(kāi)發(fā)利用的因素，分期分層開(kāi)發(fā)利用。資源評(píng)估涉及地層環(huán)境、生態(tài)、自然環(huán)境、不可逆性、現(xiàn)有建設(shè)情況、合理開(kāi)發(fā)量、資源潛力、資源配備等，為城市地下空間開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃提供依據(jù)，并最終形成地下空間資源地理信息系統(tǒng)(GIS)。地下空間開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃的一個(gè)重要目標(biāo)就是限制地下空間資源的盲目開(kāi)發(fā)和碎片式開(kāi)發(fā)，防止資源浪費(fèi)，不合理布局以及資源開(kāi)發(fā)時(shí)序混亂，因此對(duì)于整體城市地下空間規(guī)劃，僅對(duì)局部地區(qū)進(jìn)行調(diào)查評(píng)估是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，應(yīng)進(jìn)行整體與重點(diǎn)相結(jié)合的地下空間資源和評(píng)估研究，對(duì)資源潛在蘊(yùn)藏狀態(tài)、品質(zhì)、數(shù)量與分布進(jìn)行調(diào)查，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行功能、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和環(huán)境等多要素的評(píng)估，使人們能顯性和清晰地掌握地下空間資源的分布屬性和開(kāi)發(fā)價(jià)值與影響，為城市規(guī)劃編制提供典型的規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資源評(píng)估成果。在后期階段，可開(kāi)展大面積整體規(guī)模的資源調(diào)查與評(píng)估，并以此成果建立初步的地下空間資源數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)。主要內(nèi)容包括：（1）地下空間資源的調(diào)查①地面建設(shè)及地形地貌，地面保留區(qū)和改建區(qū)的分布，工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件；已有地下空間開(kāi)發(fā)利用情況，包括地下市政基礎(chǔ)設(shè)施、交通、人防等。②深層地下空間資源的定性定量估測(cè)。③各層地下空間資源分布圖及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析，市區(qū)地下空間資源總量及靜態(tài)分布。（2）地下空間資源評(píng)估①地下空間資源評(píng)估的指標(biāo)體系和數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)；地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的外在條件；城市土地及空間的配置規(guī)劃。②淺層地下空間資源開(kāi)發(fā)利用的布局。③城市重點(diǎn)開(kāi)發(fā)地區(qū)及舊城改造中的再開(kāi)發(fā)契機(jī)。（3）對(duì)主要用地功能的地下空間資源分類(lèi)評(píng)價(jià)①歷史風(fēng)貌保護(hù)區(qū)、綠地廣場(chǎng)的地下空間、居住區(qū)及危改區(qū)、城市重點(diǎn)功能區(qū)的地下空間資源價(jià)值評(píng)價(jià)、城市交通樞紐的地下空間資源價(jià)值評(píng)價(jià)。②淺層地下空間開(kāi)發(fā)利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益和影響評(píng)價(jià)。③城市市中心地區(qū)深層地下空間資源開(kāi)發(fā)利用方向研究及定性與定量評(píng)估。管線(xiàn)綜合規(guī)劃的實(shí)施研究管線(xiàn)綜合是為合理利用城市用地，綜合確定管線(xiàn)工程在城市地上、地下空間位置，避免工程管線(xiàn)之間及其相關(guān)建筑物、構(gòu)筑物之間的相互矛盾和干擾，為各工程管線(xiàn)工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃管理提供依據(jù)。在城市建設(shè)中，工程管線(xiàn)的種類(lèi)很多，除給水、排水管道外，還有電力、電信、煤氣、熱力等管線(xiàn)，有的還有人防工程和地下人行通道。需求及效益分析共同溝將設(shè)置在地面、地下或架空的各類(lèi)公用管線(xiàn)集中容納于一體，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理，徹底改變以往各個(gè)管道各自建設(shè)、各自管理的零亂局面。綜合管溝將解決城市“拉鏈路”的老大難問(wèn)題。由于供水、供電、通訊管線(xiàn)都將集中到綜合管溝中來(lái)，管線(xiàn)的鋪設(shè)、維修都不需要再開(kāi)挖路面就可以進(jìn)行。不但能有效地避免由于鋪設(shè)和維修地下管線(xiàn)而需要頻繁挖掘道路，維護(hù)城市正常的交通、生活秩序，保持路容完整美觀，降低了路面的維修費(fèi)用和工程管線(xiàn)維修費(fèi)用。同時(shí)由于綜合管溝內(nèi)管線(xiàn)布置緊湊合理能有效地利用道路地下空間，能夠減少道路的桿柱及各類(lèi)管線(xiàn)的檢查井；由于架空管線(xiàn)一起進(jìn)入地下，能減少架空線(xiàn)與綠化的矛盾。主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）避免道路的反復(fù)開(kāi)挖，保障交通正常運(yùn)行。（2）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市道路地下空間的高效、集約化利用。（3）有利于改善城市環(huán)境。（4）便于管線(xiàn)的維修保養(yǎng)，延長(zhǎng)管線(xiàn)的使用壽命。（5）有利于增強(qiáng)城市的防災(zāi)抗毀能力。（6）適應(yīng)城市的分期、階段性的開(kāi)發(fā)建設(shè)。（7）提高了市政管線(xiàn)供給的可靠性。城市共同溝的發(fā)展戰(zhàn)略（1）戰(zhàn)略分析共同溝適合在地下空間開(kāi)發(fā)已經(jīng)起步(正進(jìn)行大規(guī)模地下空間開(kāi)發(fā)的城市更優(yōu))、經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)的城市優(yōu)先發(fā)展，特別是這些城市內(nèi)規(guī)劃新建的區(qū)域。由于新區(qū)一般是城市重點(diǎn)發(fā)展的區(qū)域，其城市建設(shè)的現(xiàn)代化水平較高，整合區(qū)內(nèi)道路和共同溝的建設(shè)，不僅可以大大降低建設(shè)成本，而且容易形成網(wǎng)絡(luò)，使共同溝發(fā)揮出更大的效益。因此，今后共同溝建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)在幾個(gè)特大城市和經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng)、發(fā)展比較快的大城市，尤其是特大城市和大城市規(guī)劃開(kāi)發(fā)建設(shè)的新區(qū)和有大規(guī)模改造計(jì)劃的老城區(qū)。此外，正在進(jìn)行軌道交通規(guī)劃和建設(shè)的城市，可以結(jié)合軌道交通隧道的建設(shè)，同步建造管線(xiàn)共同溝。（2）目標(biāo)定位在特大城市中基本形成干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)；在城市新區(qū)力爭(zhēng)建成多個(gè)示范性的集約化敷設(shè)的管線(xiàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的全面現(xiàn)代化；以此來(lái)推動(dòng)城市共同溝在各大城市中的建設(shè)和發(fā)展。在運(yùn)營(yíng)管理和法規(guī)制定方面要進(jìn)行深入的研究，制定一套科學(xué)合理的運(yùn)營(yíng)管理體系，成立專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)，同時(shí)盡早出臺(tái)共同溝的專(zhuān)項(xiàng)立法，以便進(jìn)一步推進(jìn)共同溝的建設(shè)。（3）指導(dǎo)思想及基本原則a.建設(shè)共同溝的指導(dǎo)思想貫徹以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持城市建設(shè)各領(lǐng)域統(tǒng)籌發(fā)展的觀念，以城市總體規(guī)劃為基礎(chǔ)，緊密結(jié)合城市道路規(guī)劃，緊密結(jié)合城市軌道交通等大型地下空間開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目的規(guī)劃，緊密結(jié)合城市新區(qū)開(kāi)發(fā)和舊區(qū)改造等大規(guī)模建設(shè)規(guī)劃，把握最佳建設(shè)時(shí)機(jī)，積極與道路、地鐵等建設(shè)項(xiàng)目整合，做到協(xié)調(diào)規(guī)劃、同步施工。綜合協(xié)調(diào)各工程管線(xiàn)的規(guī)劃，使其真正實(shí)現(xiàn)集約化敷設(shè)，達(dá)到合理利用地下空間，提高城市基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平，提升城市環(huán)境品質(zhì)的目的。b.建設(shè)共同溝應(yīng)遵循的原則與城市發(fā)展目標(biāo)相協(xié)調(diào)；與城市結(jié)構(gòu)形態(tài)相協(xié)調(diào)；與城市經(jīng)濟(jì)相協(xié)調(diào)；與城市景觀相協(xié)調(diào)；滿(mǎn)足城市防災(zāi)需求；適應(yīng)城市階段性開(kāi)發(fā)建設(shè)。管線(xiàn)綜合規(guī)劃階段研究管線(xiàn)綜合一般分為規(guī)劃綜合和設(shè)計(jì)綜合兩個(gè)階段，規(guī)劃綜合屬于總體規(guī)劃階段的工作，設(shè)計(jì)綜合屬于詳細(xì)規(guī)劃階段的工作。（1）總體規(guī)劃階段規(guī)劃綜合是以電力、電信、給排水和工業(yè)等主要的單項(xiàng)工程(專(zhuān)項(xiàng)工程)管線(xiàn)的規(guī)劃資料為依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上繪制管線(xiàn)綜合圖，其主要任務(wù)是解決各單項(xiàng)工程管線(xiàn)的主干管線(xiàn)在總體布置上存在的問(wèn)題，并確定主干管線(xiàn)的走向，對(duì)于管線(xiàn)的具體位置，除必須定出少數(shù)控制點(diǎn)外，一般不作肯定。設(shè)計(jì)綜合要根據(jù)規(guī)劃綜合和各單項(xiàng)管線(xiàn)的初步設(shè)計(jì)資料，確定各項(xiàng)工程管線(xiàn)的平面和豎向具體位置，檢查管線(xiàn)在平面和豎向上有無(wú)問(wèn)題，并解決不同管線(xiàn)在交叉處所發(fā)生的問(wèn)題。管線(xiàn)綜合不僅僅是簡(jiǎn)單的管線(xiàn)平面及豎向交叉，首先它是各種工程管線(xiàn)的設(shè)計(jì)方案的綜合。經(jīng)過(guò)布置調(diào)整直至整體布局經(jīng)濟(jì)合理。豎向布置時(shí)應(yīng)重視道路豎向和雨污水等重力流管線(xiàn)的協(xié)調(diào)關(guān)系。管線(xiàn)綜合要充分利用現(xiàn)狀設(shè)施，避免不必要的重復(fù)建設(shè)。尤其在舊城區(qū)，基礎(chǔ)設(shè)施配套已基本完成，管線(xiàn)大的系統(tǒng)已形成，因此充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，可以節(jié)約資金，加快城市舊城區(qū)的改造步伐，為城市環(huán)境改造、城市功能的盡快提升做貢獻(xiàn)。管線(xiàn)綜合要采用城市統(tǒng)一的坐標(biāo)及高程。居住區(qū)、廠區(qū)、道路及各種管線(xiàn)的平面位置和豎向位置應(yīng)采用統(tǒng)一的坐標(biāo)和標(biāo)高系統(tǒng)，避免發(fā)生混亂和互不銜接。（2）詳細(xì)規(guī)劃階段控制性詳細(xì)規(guī)劃在編制過(guò)程中，由于種種原因，工程管線(xiàn)規(guī)劃及管理不受重視，規(guī)劃深度往往不能完全按照《城市規(guī)劃編制辦法實(shí)施細(xì)則》來(lái)執(zhí)行，道路性質(zhì)、功能以及斷面形式等不做詳細(xì)確定，工程管線(xiàn)各專(zhuān)業(yè)規(guī)劃各自為陣，不進(jìn)行管線(xiàn)綜合考慮。規(guī)劃逐步實(shí)施時(shí)，可能先開(kāi)通某一條道路。建設(shè)單位單獨(dú)做該道路的管線(xiàn)綜合，這樣往往不重視該道路及工程管線(xiàn)在整個(gè)控制性規(guī)劃中的地位和作用，以偏蓋全，有時(shí)就違背原規(guī)劃的真實(shí)意圖。給城市規(guī)劃管理工作帶來(lái)不必要的麻煩。因此強(qiáng)化控制性階段的管線(xiàn)設(shè)計(jì)綜合和管線(xiàn)設(shè)計(jì)管理，是嚴(yán)格執(zhí)行城市規(guī)劃法規(guī)的需求，是城市規(guī)劃管理的需要，是城市可持續(xù)發(fā)展的需求。管線(xiàn)綜合要考慮遠(yuǎn)期要求和近期建設(shè)相結(jié)合。城市是在圍繞中心區(qū)逐步向外發(fā)展，比如較大居住區(qū)的建設(shè)受規(guī)劃思路、資金投入等影響，一般都分期建設(shè)，這樣一來(lái)管線(xiàn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案既要滿(mǎn)足近期建設(shè)的要求，又要考慮遠(yuǎn)期規(guī)劃發(fā)展的需求，既不能僅僅考慮近期的建設(shè)，也不能因?yàn)榭紤]遠(yuǎn)期發(fā)展而加大近期的投資。制約因素分析共同溝是合理、有效利用城市地下空間的重要工程設(shè)施之一。具有相當(dāng)大的社會(huì)效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益，但其總體投資相對(duì)較大。在共同溝建設(shè)過(guò)程中，有以下問(wèn)題值得注意：（1）共同溝建設(shè)宜因地制宜地進(jìn)行，結(jié)合重大工程綜合考慮，避免單一性質(zhì)的共同溝。根據(jù)調(diào)研情況，從國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家共同溝建設(shè)情況來(lái)看，其共同溝建設(shè)一般都是與某些重大工程相結(jié)合，極少有單一性質(zhì)的共同溝。如德國(guó)慕尼黑會(huì)展中心、國(guó)際機(jī)場(chǎng)等共同溝，都是很好的例子；國(guó)內(nèi)也有較好的例子，如南昌市牛行水廠設(shè)計(jì)方案中，充分考慮了現(xiàn)狀地形為魚(yú)塘，較周邊道路低約6～7m的特點(diǎn)，將水處理構(gòu)筑物進(jìn)行疊合設(shè)計(jì)，同時(shí)在底部設(shè)置共同溝，使各生產(chǎn)構(gòu)筑物全部連通，將廠區(qū)內(nèi)的各類(lèi)生產(chǎn)管線(xiàn)全部納入共同溝內(nèi)。該工程是因地制宜、合理利用地下空間的典型。（2）共同溝建設(shè)投融資機(jī)制有待進(jìn)一步研究。從上海的情況來(lái)分析，