【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及輸變電工程設(shè)計，尤其是涉及一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法。
技術(shù)介紹
1、當前能源領(lǐng)域?qū)C電工程的智能建造提出了更數(shù)字化、智能化的要求，從規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)施工到運維檢修各環(huán)節(jié)都加強了數(shù)字化技術(shù)研發(fā)力度，進一步推動能源領(lǐng)域數(shù)字經(jīng)濟快速發(fā)展。尤其對大型的機電工程，“提升數(shù)字化、智能化、機械化能力水平，構(gòu)建現(xiàn)代智能建造模式”是主要的發(fā)展目標。
2、新形勢下機電工程設(shè)計及施工模式均面臨著挑戰(zhàn)，建設(shè)和運維模式向著更加數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，貫穿至施工及運維全環(huán)節(jié)的三維設(shè)計共享數(shù)字模型應用方法對工程設(shè)計及機械化施工愈發(fā)重要。尤其在電纜敷設(shè)這種重要施工工序，施工方式仍以人工為主，不僅效率低、人力成本高，而且存在纜線折損、工序拉長和纜線排位不規(guī)范等問題。
3、當前，電纜的施工工作繁瑣，電纜數(shù)量多、施工時間長，在施工工藝、過程把控、數(shù)據(jù)移交方面存在較大的提升空間。以往工藝憑借有經(jīng)驗的施工人員根據(jù)現(xiàn)場情況規(guī)劃、敷設(shè)電纜，以減少電纜在通道內(nèi)的交叉，但依然存在難度較大，考慮不周全的情況，電纜一旦敷設(shè)，將無法修改。同時，電纜在通道內(nèi)易發(fā)生交叉碰撞；電纜長度依靠人工難以精確統(tǒng)計，設(shè)計過程費時費力且往往預留裕度過大，造成浪費；施工單位常按照方便施工的方法進行敷設(shè)，往往最上層電纜排列整齊而下層電纜碰撞嚴重；監(jiān)理無法逐一檢查，人工核查易出錯，難以監(jiān)督；后期運維對電纜的管理電纜敷設(shè)已然成為數(shù)字化三維設(shè)計中亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題
2、本專利技術(shù)提供了一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，該方法包括以下步驟：
3、s1、基于數(shù)字化建模與信息技術(shù)，構(gòu)建機電工程數(shù)字模型；
4、s2、選擇服務器-客戶機架構(gòu)，在服務器部署數(shù)據(jù)庫，并配置服務端與客戶端，輸入機電工程電纜敷設(shè)的設(shè)計方案；
5、s3、基于電纜的敷設(shè)環(huán)境、工程條件及電纜類型，構(gòu)建電纜敷設(shè)模型；
6、s4、采用蟻群算法，在電纜敷設(shè)模型中尋找最短電路敷設(shè)路徑；
7、s5、采用搭建的試驗測試環(huán)境，測試電纜敷設(shè)成果，評估敷設(shè)完整度。
8、進一步的，基于數(shù)字化建模與信息技術(shù)，構(gòu)建機電工程數(shù)字模型包括以下步驟：
9、s11、基于機電工程設(shè)備的實體信息，繪制物理對象的基本圖元，并結(jié)合物理屬性建立與物理實體可視化一致的幾何模型，作為物理模型；
10、s12、基于機電工程設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、功能關(guān)系及層級關(guān)系的圖形符號集合，構(gòu)建邏輯模型，并利用邏輯模型賦予物理模型的屬性關(guān)系；
11、s13、將物理模型與邏輯模型有機結(jié)合，并應用模型信息交互法，實現(xiàn)工程建設(shè)要素的數(shù)字化表達，整合形成機電工程數(shù)字模型。
12、進一步的，邏輯模型包括物理回路模型與邏輯回路模型；
13、其中，物理回路模型包括屏柜物理模型與單裝置物理模型；
14、邏輯回路模型包括一次拓撲模型與單裝置能力描述模型。
15、進一步的，基于電纜的敷設(shè)環(huán)境、工程條件及電纜類型，構(gòu)建電纜敷設(shè)模型包括以下步驟：
16、s31、基于電纜敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的電纜載體信息，構(gòu)建電纜載體模型；
17、s32、獲取敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的附屬設(shè)備的類型信息，建立附屬設(shè)備模型；
18、s33、基于電纜連接信息、邏輯關(guān)系及電纜類型，建立電纜本體模型；
19、s34、整合電纜載體模型、附屬設(shè)備模型及電纜本體模型三部分，作為電纜敷設(shè)模型。
20、進一步的，基于電纜敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的電纜載體信息，構(gòu)建電纜載體模型包括以下步驟：
21、s311、建立三維空間的參考坐標系；
22、s312、設(shè)定參考坐標系中空間節(jié)點坐標的數(shù)值定義與操作邏輯；
23、s313、利用空間變換矩陣表達計算法描述電纜載體內(nèi)的位置參數(shù)；
24、s314、識別電纜構(gòu)筑物通道內(nèi)的所有交點，分別進行標記，并將交點轉(zhuǎn)換為拓撲系統(tǒng)中的節(jié)點，利用空間節(jié)點坐標表示每個節(jié)點，整合所有節(jié)點之間的連接關(guān)系與路徑，構(gòu)建形成電纜載體模型。
25、進一步的，電纜載體包括埋管、支架、溝道、豎井、橋架及槽盒。
26、進一步的，獲取敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的附屬設(shè)備的類型信息，建立附屬設(shè)備模型包括以下步驟：
27、s321、獲取附屬設(shè)備的類型信息，建立附屬設(shè)備的三維模型；
28、s322、采用結(jié)構(gòu)化控制語言配置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換法，將附屬設(shè)備的所有屬性、連線及內(nèi)部配置信息配置為結(jié)構(gòu)化控制語言，實現(xiàn)信息交互與自動識別。
29、進一步的，基于電纜連接信息、邏輯關(guān)系及電纜類型，建立電纜本體模型包括以下步驟：
30、s331、獲取電纜連接信息與邏輯關(guān)系，再通過識別附屬設(shè)備模型中的結(jié)構(gòu)化控制語言，讀取得到電纜敷設(shè)過程中每根電纜的起點附屬設(shè)備與終點附屬設(shè)備，生成電纜本體模型；
31、s332、輸入不同類型的電纜所在層架信息，采用不同顏色區(qū)分不同類型電纜，并展示在電纜本體模型中。
32、進一步的，采用蟻群算法，在電纜敷設(shè)模型中尋找最短電路敷設(shè)路徑包括以下步驟：
33、s41、設(shè)定初始化參數(shù)，將螞蟻定義為一個路徑選擇的代理，利用蟻群算法搜索電源點至指定位置之間的最優(yōu)路徑，計算螞蟻移動的轉(zhuǎn)移概率；
34、s42、記錄每只螞蟻轉(zhuǎn)移后留下的信息素，計算信息素強度，并通過螞蟻種群的迭代轉(zhuǎn)移，更新信息素強度，直至達到迭代次數(shù)；
35、s43、將蟻群算法的最優(yōu)解作為最短電路敷設(shè)路徑，并通過調(diào)整蟻群算法參數(shù)，優(yōu)化路徑搜索過程，適應不同敷設(shè)環(huán)境。
36、進一步的，計算螞蟻移動的轉(zhuǎn)移概率的公式為：
37、
38、式中，為螞蟻在t時刻從點i到點j的轉(zhuǎn)移概率；τij(t)為在t時刻節(jié)點i到節(jié)點j的信息素強度；ηij(t)為在t時刻節(jié)點i到節(jié)點j的期望值；τik(t)為在t時刻節(jié)點i到節(jié)點k的信息素強度；ηik(t)為在t時刻節(jié)點i到節(jié)點k的期望值；α和β分別表示信息素強度影響因子和期望強度影響因子；jk(i)為螞蟻k在走下一個節(jié)點時可以選擇的節(jié)點集合。
39、本專利技術(shù)的有益效果為：通過利用物理模型與邏輯模型信息交互技術(shù)，實現(xiàn)電纜載體、附屬設(shè)備、電纜本體建模等應用技術(shù)，并設(shè)計蟻群算法實現(xiàn)電纜路徑最優(yōu)規(guī)劃，完成電纜數(shù)字化敷設(shè)，便于施工安裝和后期運維，進一步支撐數(shù)字化成果在基建全過程貫通應用，能夠有效提升電纜敷設(shè)的精度和效率，減少敷設(shè)成本和施工時間，提高工程的整體質(zhì)量和可靠性。
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1.一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于數(shù)字化建模與信息技術(shù)，構(gòu)建機電工程數(shù)字模型包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述邏輯模型包括物理回路模型與邏輯回路模型；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于電纜的敷設(shè)環(huán)境、工程條件及電纜類型，構(gòu)建電纜敷設(shè)模型包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于電纜敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的電纜載體信息，構(gòu)建電纜載體模型包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述電纜載體包括埋管、支架、溝道、豎井、橋架及槽盒。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述獲取敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的附屬設(shè)備的類型信息，建立附屬
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于電纜連接信息、邏輯關(guān)系及電纜類型，建立電纜本體模型包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述采用蟻群算法，在所述電纜敷設(shè)模型中尋找最短電路敷設(shè)路徑包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述計算螞蟻移動的轉(zhuǎn)移概率的公式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于數(shù)字化建模與信息技術(shù)，構(gòu)建機電工程數(shù)字模型包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述邏輯模型包括物理回路模型與邏輯回路模型；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于電纜的敷設(shè)環(huán)境、工程條件及電纜類型，構(gòu)建電纜敷設(shè)模型包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于數(shù)字模型交互的機電工程電纜敷設(shè)方法，其特征在于，所述基于電纜敷設(shè)環(huán)境內(nèi)的電纜載體信息，構(gòu)建電纜載體模型包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孔祥敏，王亞臣，趙利軍，張瑋，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)山西電力勘測設(shè)計研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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