一種多回分支的選線、排位交互、場景建模系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于GIS和CAD可實現多回分支的選線、排位交互、場景建模系統及方法，屬于輸電工程設計領域。
【背景技術】
[0002]隨著計算機技術的發展和輸電工程集成軟件開發的加深，輸電工程的設計手段逐漸由傳統轉變為三維協同精細化設計，極大地提高了輸電工程設計的效率和質量。
[0003]然而，輸電工程三維協同設計相比其它領域起步較晚，目前的集成軟件僅能勉強處理點對點簡單路徑的選線、桿塔排位；因此還無法很好的加工處理單雙回變換、線路開斷、混壓線路分支等常見而復雜的線路類型，難以滿足常規的輸電工程設計需求。
[0004]現有的輸電工程設計系統具體存在以下幾點不足:
[0005]1、選線系統僅支持點對點單方向走向的路徑選線，以無邏輯的分段路徑集合來表達，無法正確描述輸電電網系統的網架關系。
[0006]2、在無邏輯的分段路徑集合的基礎上，只能對各分段路徑孤立地進行排位，不僅隔斷了控制電壓、前后搭接塔的一致性關系，而且排位過程中只能通過人力的模式反復判斷、修改，作業過程原始且容易出錯，工作效率有待提升。
[0007]3、由于分段路徑及排位桿塔缺少關聯性，三維場景建模時只能通過人工進行冗余桿塔的過濾、搭接及混壓多回桿塔的掛串掛線，此類操作均過分依靠人力的模式，直接導致工作強度大，直接影響設計的工作效率和正確性。
[0008]因此，亟需開發一種對現行多回分支線路可進行選線、排位交互、場景建模的系統及方法，以解決上述問題。

【發明內容】

[0009]本發明的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種多回分支的選線、排位交互、場景建模系統及方法，可實現對單雙回變換、線路開斷、混壓線路分支等復雜線路類型的選線、排位交互、場景建模的全流程加工處理，可滿足復雜輸電網架工程設計需求，從而提高輸電工程三維協同設計系統的集成度和實用性，保持前后一致性，運行可靠、高效，信息共享程度高，適用范圍廣，工作效率得以大幅提升。
[0010]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是:
[0011 ] —種多回分支的選線、排位交互、場景建模系統，包括依次連接的多回分支選線模塊、排塔定位模塊和三維場景建模模塊，所述排塔定位模塊和三維場景建模模塊均與分段平斷面數據庫進行數據共享。
[0012]其中，所述多回分支選線模塊用于進行路徑組合分段、生成路徑片段，選取主鏈路徑和各支鏈主鏈后按序對路徑片段和轉角粧進行命名，通過選取由路徑片段組成的回路路徑組、定義回路屬性來確定輸電系統的網架邏輯關系并生成回路平斷面索引，以及切制分段路徑斷面圖并重新寫入分段平斷面數據庫。
[0013]同時，所述排塔定位模塊用于重構回路路徑平斷面圖，進行回路路徑的桿塔排位，并建立回路桿塔附件及檔內導地線數據庫。
[0014]而且，所述三維場景建模模塊用于提取分段平斷面和分段桿塔排位信息，重構走廊范圍內房屋、橋梁、樹木和輸電設備的模型，進行輸電系統的三維場景建模。
[0015]本發明還提供一種多回分支的選線、排位交互、場景建模方法，包括以下步驟:
[0016]步驟SOl，數據準備；
[0017]進行基礎地理數據、高程數據、電網專題空間數據的入庫，進行桿塔、絕緣子串的三維建模和工程的選型配置；
[0018]步驟S02，路徑組合分段、生成路徑片段；
[0019]按照輸電系統多回分支的實際線路走向繪制線路路徑，根據線路路徑、分支轉角粧的連接情況進行路徑組合分段，生成以分支轉角粧連接為節點的路徑片段；所述的輸電系統多回分支包括單雙回變換、線路開斷和混壓線路分支；
[0020]步驟S03，定義主鏈路徑、各支路主鏈；
[0021]在各分段的路徑片段基礎上，根據轉角粧數量為上限值、閉合路徑不循環的原則依次定義主鏈路徑、各支路主鏈；
[0022]步驟S04，路徑片段和轉角粧的命名；
[0023]按照主鏈路徑、各支路主鏈的順序對各分段的路徑片段和轉角粧進行命名；
[0024]步驟S05，生成回路路徑組導航方案；
[0025]通過定義各回線路路徑的起止點，根據分支轉角粧的連接情況生成若干種由路徑片段組成的回路路徑組導航方案；
[0026]步驟S06，選取回路路徑組；
[0027]通過選擇回路路徑組導航方案，優選出回路路徑組；
[0028]步驟S07，確定輸電系統網架邏輯關系，生成回路平斷面數據庫，切制分段路徑斷面圖、重新寫入分段平斷面數據庫；
[0029]在步驟S06已選取的回路路徑組的基礎上，進行回路屬性定義，所述的回路屬性包括電壓等級、交直流類型和回路數；再根據回路路徑組中路徑片段的網架邏輯關系，進行分支轉角粧的關聯，并生成回路平斷面索引；同時針對步驟S04命名后的所有的路徑片段、地面高程切制出分段路徑斷面圖，重新寫入分段平斷面數據庫；
[0030]步驟S08，重構回路路徑平斷面圖；
[0031]根據回路平斷面索引，并利用分段平斷面數據庫虛擬重構回路路徑平斷面圖；
[0032]步驟S09，是否排位判斷；
[0033]判斷回路路徑平斷面圖的斷面組合中是否存在已完成桿塔排位的分段平斷面，如存在則調用已經排位的分段平斷面桿塔數據庫后進入下一步，如不存在則直接進入下一步；
[0034]步驟S10，建立回路桿塔附件及檔內導地線數據庫；
[0035]通過利用回路路徑平斷面圖進行桿塔排位，建立回路桿塔附件及檔內導地線數據庫，并將排位結果寫入各分段平斷面對應的分段平斷面桿塔數據庫；所述的桿塔排位可采用兩種工作方式，分別為手工排塔和自動優化排位；
[0036]步驟SI I，排列出若干種導地線掛線方式；
[0037]通過在三維桿塔上進行掛線模板定義，所述的掛線模板包括導地線電壓等級、交直流類型、相序安裝位置和回路掛線分組模板；利用回路平斷面數據庫、分段平斷面數據庫、分段平斷面桿塔數據庫、回路桿塔附件及檔內導地線數據庫，依據回路走向、避免導地線交叉、多回路逆相序的原則自動排列出若干種導地線掛線方式；
[0038]步驟S12，批量優化、更換導地線掛線方式；
[0039]優選出回路、相序掛線方式，根據變電站間隔、回路換位、導線換相和特殊搭接要求進行批量優化、更換導地線掛線方式，同時根據導地線掛線方式更新回路桿塔附件及檔內導地線數據庫；
[0040]步驟S13，完成三維場景建模。
[0041]與現有技術相比，本發明具有的有益效果是:
[0042]1、本發明提供的多回分支的選線、排位交互、場景建模系統及方法，可對單雙回變換、線路開斷、混壓線路分支等常見而復雜的線路類型進行選線、排位交互、場景建模的全流程整體式加工處理，可滿足復雜輸電網架工程設計需求，從而提高輸電工程三維協同設計系統的集成度和實用性。
[0043]2、本發明克服目前的選線系統僅支持點對點的簡單走向選線、無法準確描述復雜輸電網架的缺陷，提出基于主鏈路徑的轉角粧自動命名，通過選取回路路徑組而合理確定輸電系統網架邏輯關系，可避免選線功能延伸的障礙。
[0044]3、本發明消除了傳統系統中分段路徑的孤立排位、無法實現控制電壓和前后搭接塔一致性的問題，利用各回路路徑的分段平斷面數據庫、回路桿塔附件及檔內導地線數據庫，同時復用分段平斷面數據庫，虛擬重構各回路路徑平斷面圖，使得分段平斷面正確、合理拼接，實現共用平斷面的塔型、呼高完全一致，從而減少內業工作強度，提高工作效率。
[0045]4、本發明通過提取分段平斷面和分段桿塔排位信息，以及通過定義三維桿塔回路掛線分組模板，可快速自動實現走廊范圍內房屋、橋梁、樹木及輸電設備等的三維建模，減少三維場場建模的工作量，進一步提升工作效率。
[0046]上述內容僅是本發明技術方案的概述，為了更清楚的了解本發明的技術手段，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
【附圖說明】
[0047]圖1為本發明多回分支的選線、排位交互、場景建模方法的流程示意圖；
[0048]圖2為本發明的定義主鏈路徑、路徑片段及轉角粧命名的示意圖；
[0049]圖3為本發明的虛擬重構的各回路路徑平斷面圖；
[0050]圖4為本發明的三維桿塔回路掛線分組模板示意圖。
【具體實施方式】
[0051]下面結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。
[0052]如圖1所示的一種多回分支的選線、排位交互、場景建模系統，包括依次連接的多回分支選線模塊1、排塔定位模塊2和三維場景建模模塊3，所述排塔定位模塊2和三維場景建模模塊3均與分段平斷面數據庫進行數據共享。
[0053]其中，所述多回分支選線模塊I用于進行路徑組合分段、生成路徑片段，選取主鏈路徑和各支鏈主鏈后按序對路徑片段和轉角粧進行命名，通過選取由路徑片段組成的回路路徑組、定義回路屬性來確定輸電系統的網架邏輯關系并生成回路平斷面索引，以及切制分段路徑斷面圖并重新寫入分段平斷面數據庫。
[0054]同時，所述排塔定位模塊2用于重構回路路徑平斷面圖，進行回路路徑的桿塔排位，并建立回路桿塔附件及檔內導地線數據庫。
[0055]而且，所述三維場景建模模塊3用于提取分段平斷面和分段桿塔排位信息，重構走廊范圍內房屋、橋梁、樹木和輸電設備的模型，進行輸電系統的三維場景建模。
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