CN102129484A - 输电线路数字化平断面图生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输电线路数字化平断面图生成方法，所述方法包括：通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；采集地形地貌数据；接收用户输入的输电线路名称；根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。本发明实施例可实现输电线路平断面自动生成，从数字化电网生产管理系统中获取输电线路的台帐和线路通道等的相关信息，自动生成某条线路或某段线路的平断面图。

Description

输电线路数字化平断面图生成方法及装置

技术领域

本发明是关于电力工程设计领域，特别是关于一种输电线路数字化平断面图生成方法及装置。

背景技术

平断面设计图是输电线路纵断面设计的主要成果，也是输电线路设计的重要技术文件之一。在平断面设计图上有几类主要的图形对象：一类是地形地貌线，它是根据中线上的高程而点绘的三条不规则的折线，反映了沿着中线地面的起伏变化；一类是杆塔线；一类是每两级杆塔之间输电线路的形状线；再就是交叉跨越物；最后是各类说明性的文字。

输电线路设计中，在没有专业设计软件辅助的情况下，绘制输电线路平断面图是很繁琐的事，需要进行大量的、重复的操作，既劳神，又容易出错。特别在勘测阶段，需要将所测量的中桩高程转化成平断面图上的地面线，需要极大的工作量。

常见的平断面图均是利用AutoCAD绘制的，也有少数情况是利用Excel来绘制的。

在数字化电网中，该图纸作为文档资料存在有其积极意义的一面，但是在实际工作中，输电线路经常要变更，例如增加一些杆塔，或者要改变一些杆塔的位置，对于这样的CAD原图因更新时效的问题，将与工作脱节。而且，这样的图纸仅仅是图纸，与管理信息系统(Management Information System，MIS)、地理信息系统(Geographic Information System，GIS)的相关数据难以结合，这样就不能很好的为检修运行服务了。因此我们需要动态地绘制断面图。

利用AutoCAD绘制平断面图，采用手工绘制效率低下，而采用模板绘制导线图形，导线弧垂难以绘制准确。图形与现有的MIS难以结合，仅仅限于图纸上的应用。只限于使用专业的AutoCAD软件打开浏览，而且由于中文原因，对绘图者使用字体有要求，否则客户端一旦缺少该字体，将会出现乱码。

利用Excel内置的VBA编程可以实现图形绘制功能，但是难以有统一的操作界面；绘制图形需要利用现有数据，但是难以直接访问数据库，因此每绘制一条线路，数据准备工作均需要大量的时间。绘制好的图形对象，仍然与目前的信息系统难以做连接，造成信息孤岛。

发明内容

为解决现有技术中绘制平断面图效率低、信息孤立问题，本发明实施例提供一种输电线路数字化平断面图生成方法及装置。

一方面，本发明实施例提供一种输电线路数字化平断面图生成方法，所述方法包括：通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；采集地形地貌数据；接收用户输入的输电线路名称；根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。

另一方面，本发明实施例还提供一种输电线路数字化平断面图生成装置，所述装置包括：EAM数据采集单元，用于通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；地形地貌数据采集单元，用于采集地形地貌数据；用户输入接收单元，用于接收用户输入的输电线路名称；绘图数据获取单元，用于根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；绘图单元，用于根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。

本发明实施例可实现输电线路平断面自动生成，从数字化电网生产管理系统中获取输电线路的台帐和线路通道等的相关信息，自动生成某条线路或某段线路的平断面图。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种输电线路数字化平断面图生成方法流程图；

图2为本发明实施例中根据获取的数据绘制数字化平断面图的方法流程图；

图3为本发明实施例中根据获取的输电线路绘制导线的方法流程图；

图4为标注文本的示意图；

图5本发明实施例提供的一种输电线路数字化平断面图生成装置结构图；

图6为本发明实施例中地形地貌数据采集单元的结构图；

图7为本发明实施例中绘图单元的结构图；

图8为本发明实施例中导线绘制模块的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

输电线路是电网设施的重要组成部分，其设计、施工、运行和维护需要耗费大量的人力物力。因此，输电线路管理的有效性和经济性直接影响到电网的运营成本和运行效率。而设计高质量的输电线路管理系统必须以充分了解输电线路建设运行的特点和明晰输电线路管理的需求为基础。

总的来说，输电线路，特别是高压输电线路通常具有十分明显的地理特征，例如输电线路的走向、跨度、变电所的位置、线路经过地区的地形和跨越等情况，以及线路经过地区的气候条件。这种与地理要素密切相关的特点，使得线路定期巡检的工作十分繁重，也使得管理信息来源分散、种类繁多、处理的精度要求较高。

利用本系统将能有效地管理各种空间信息(如山脉、道路、水域、建筑物、架空线路和通信线路等)，以便了解输电线路和线路上各种设备的环境特征；以地形地物数据为基础，结合气象等其他数据提高输电线路建设和维护的自动化信息化水平；根据地理环境数据为输电线路维护、故障诊断和定位等提供决策信息。

如图1所示，本发明实施例提供一种输电线路数字化平断面图生成方法，所述方法包括：

步骤S101：通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；

步骤S102：采集地形地貌数据；

步骤S103：接收用户输入的输电线路名称；

步骤S104：根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；

步骤S105：根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。

本发明主要涉及的数据包括：

a.输电线路数据，包括：线路编号、线路名称、电压等级、起始地址、终止地址、管理单位、设计单位、施工单位、建设日期、投用日期、经过地区、主要地形、主要杆型、导线型号、历年最大覆冰厚度、备注。

b.杆塔数据，包括：所在线路编号、杆塔编号、序号、杆塔型号、档距、转角、转向、呼高、全高、经度、纬度、海拔、导线排列方式、绝缘配置情况。

c.交叉跨越物数据，包括：跨越物类型、跨越物名称、线路编号、小号杆、大号杆、距离最近的杆塔、到最近杆塔的距离、垂直标准距离(即安全距离)、垂直实测距离(即当前跨越与弧垂之间的距离)、对地距离(即跨越物高度)、交叉角、测量温度、是否有接地保护、测量结果、测量时间、测试人、经度、纬度。

d.树木数据，包括：交叉跨越ID、树木类别、前次砍伐日期、砍伐后的高度。

e.树木生长率数据，包括：树木类别、春季生长率、夏季生长率、秋季生长率、冬季生长率。

f.在线监测点数据，包括：监测点名称、建立监测点的线路、安装位置、环境温度、环境湿度、风速、风向、导线温度、覆冰厚度、测试日期。

g.接头数据，包括：线路编号、小号杆塔、大号杆塔、备注。

h.地形地貌数据，包括：线路编号、点序号、经度、纬度、海拔、参照物、出线距离(参照第一级杆塔的距离)

i.导线规格数据，包括：导线规格、最终弹性系数、线膨胀系数、计算截面、外径、计算拉断力、计算质量。

j.气象资料数据，包括：历年极端最高气温、历年极端最低气温、历年平均气温、历年最大风速、历年最大风速月的平均气温。

在绘制平断面图时需要用到上述数据中的a、b、c、d、f、h、i、j，而e、g则在查询时应用。

在线监测点数据的获取，可通过在输电线路的重要区段或典型环境点，安装了在线监测设备。系统通过在线监测台帐，了解在线监测点的安装情况，通过与在线监测装置的数据库接口，实现在线数据的获取。

运行单位的台帐中会存有c、d、e、f、g通过现有技术可以人工或计算机自动录入。

绘制平断面图必须的数据有：a、b、c、d、e、h、i、j。

其中j是绘图前用户可控制的，可以人工录入。客户可浏览在不同气象条件下的导线弧垂变化状况。

其中a、b、c、d、e、h、i是输电线路当前状况，是实物的具体参数，是客观描述电网内外状况的信息。这些是客户在绘制某条输电线路的平断面图时候，一旦确定了输电线路的名称，则a、b、c、d、e、h、i就已经确定了。

绘图之前在步骤S101中准备数据，即通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据。在企业资产管理(Enterprise AssetManagement，EAM)系统中，各种企业资产数据都可以通过平台向外提供的webservice接口进行数据的访问和查询，本发明根据设计需要调用EAM平台向外提供的webservice接口可获取标准XML数据，通过解析可转存入数据库或显示给用户进行查看。

步骤S102中，采集地形地貌数据可通过以下方法来实现：

1.通过调用ArcGIS软件对纸质的平断面图进行矢量化工作，经过数据配准和数字校验后采集地形地貌数据。首先把纸质平断面图扫描成栅格图，调用ArcGIS软件的Georeferncing工具对栅格图进行坐标配准，根据预设精度要求在栅格图上均匀选取坐标控制点，然后通过输入窗获取真实的地理坐标。操作完毕后，栅格图就有了真实地理坐标。然后调用Rectify工具校验后，把栅格图进行另存，作为矢量化的底图，调用ArcGIS软件的ArcScan矢量化工具，把底图中地形剖面线矢量化成线型shapefile文件。对多幅纸质图进行上述操作，然后调用接边处理工具自动按杆塔位置进行接边处理，形成一个完整的线路地形地貌shapefile文件。再根据预设精度要求，将线型shapefile文件离散成高程点，存入数据库，作为输电线路平断面图的地形地貌数据。

2.对AutoCAD矢量设计图进行格式转换，经数据配准和数据校验后采集地形地貌数据。针对AutoCAD矢量设计图，调用ArcGIS软件打开AutoCAD文件，提取地形地貌数据转换成shapefile文件，然后调用Georeferncing工具对其进行坐标配准和校验，形成具有真实地理坐标的线型shapefile文件，然后按杆塔位置进行接边处理，形成一个完整的线路地形地貌shapefile文件。再按预设精度要求，将线型shapefile文件离散成高程点，存入数据库，作为输电线路平断面图的地形地貌数据。

3.通过ArcGIS软件可直接从存在高精度数字高程图上采集地形地貌数据。

地形地貌数据可以只采集一次，以后重复使用。

步骤S103中，可接收用户输入的输电线路名称，在步骤S104中，根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据，即获取要绘制的这条输电线路所需的数据。交叉跨越物数据和气象数据可由用户预先输入并存储。

如图2所示，步骤S105可进一步包括：

步骤S1051：确定比例尺建立坐标系；

步骤S1052：根据获取的杆塔数据绘制杆塔；

步骤S1053：根据获取的输电线路绘制导线；

步骤S1054：根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌；

步骤S1055：根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物；

步骤S1056：根据获取的数据添加相应的文字标注。

步骤S1051中确定比例尺建立坐标系，通常比例尺为横向1∶5000、纵向1∶500，确定当前线路段的最高海拔点和最低海拔点，确定刻度。在绘制平断面图的时候，首先要建立一个平面直角坐标系。因屏幕有限，因此，需要通过确定每级杆塔海拔的最高点、最低点来确定坐标系纵轴的最小、最大刻度值。不然，假如设计刻度从0开始，上不封顶，这样的图形将会非常非常大，不利于客户浏览。有了纵坐标的最大刻度值、最小刻度值，分析电脑屏幕的大小，可以确定出每格刻度的值来，这样一来，纵轴的建设就完成了。横轴上，根据档距来计算每级杆塔的出线距离，可无限延伸，客户只需要横向拖动滚动条即可。步骤S1052中根据获取的杆塔数据绘制杆塔包括：根据每一级杆塔的海拔高度、全高、呼高(杆塔最下层横担到地面或河面或建筑物的垂直距离)、出线距确定杆塔位置并根据对应的杆塔图元绘制杆塔图形。根据获取的数据绘制杆塔，即根据杆塔数据b绘制杆塔，包括：

1.确定杆塔位置。确定杆塔的横坐标需要计算每级杆塔的出线距离(即到第一级杆塔的距离)，杆塔底部的纵坐标则是海拔。杆塔顶部则为海拔加杆塔的全高。

2.确定每一级杆塔的海拔高度；确定杆塔的全高、呼高；确定杆塔的出线距离。出线距离是算出来的，例如第一级杆塔的出线距离是0，后面的杆塔的出线距离则为档距之和。只要杆塔的属性数据中包含了档距，则均可一一计算获得。

3.根据杆塔的属性信息(呼高、全高等)绘制相应的杆塔图形。

如图3所示，步骤S1053进一步包括：

步骤S301：计算最大弧垂及其出现位置；

步骤S302：计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式；

步骤S303：用贝塞尔曲线模拟导线形状。

本发明实施例的公式中用到的参数：

q——导线的单位重量(千克/千米)

S——导线的计算截面(毫米2)

d——导线的计算外径(毫米)

b——导线覆冰厚度(毫米)

v——设计风速(米/秒)

C——风荷载体形系数，当线径d＜17毫米时，C＝1.2，当线径≥17毫米时，C＝1.1；覆冰时不论线径大小C＝1.2

α——风速不均匀系数，根据不同风速取值

E——导线弹性模数(千克/毫米2)

a——导线温度线膨胀系数(1/℃)

δ_i、δ_j——两种控制条件的限定应力(最大使用应力或年平均运行应力上限)(千克/毫米2)

t_i、t_j——两种控制条件的气温(℃)

g_i、g_j——两种控制条件的比载(千克/米·毫米2)。

δ_m、δ_n——分别为已知控制条件的限定应力和待求条件的应力(千克/毫米2)；

g_m、g_n——分别为已知控制条件的比载和待求气象条件下的比我千克/米·毫米2)；

t_m、t_n——分别为已知控制条件和待来条件的气温(℃)；

t_max----年最高气温

t_npjqw----年平均气温

L——档距(米)

步骤S301计算最大弧垂及其出现位置具体包括：

A、导线综合瞬时破坏应力：

σ_p＝计算拉断力/计算截面

公式1中，σ_p导线的综合瞬时破坏应力。单位为(MPa)。控制应力取安全系数K＝2.5，则最大使用应力为σ_max＝σ_p/K；

σ_max＝σ_p*25％，σ_max为在平均气温时，控制应力为平均运行应力的上限，即σ_p*25％。

根据比载、控制应力、将有关数据按照g/σ_k(σ_k为导线的控制应力，四种情况：最低气温、年平均应力、最大风速、覆冰)，列出表格；

利用σ_p和σ_max可以计算临界档距。

B、计算最高气温时的导线应力σ₁

以等高为例：

状态方程：σ_n ²(σ_n+A)＝B；

A＝E*g₁*g₁*L*L/(24*δ_j*δ_j)-δ_j+a*0.000001*E*(t_max-t_npjqw)；

B＝E*g₁*g₁*L*L/24；

g1是年平均气温下的比载。

C、计算临界比载gL

g_L＝g₁+(α*E*g₁/σ₁)*(t_max-t₃)；

计算临界比载是为了知道导线在什么情形下，弧垂最大。

D、计算导线的最大弧垂

f1＝(g₁*l²)/(8*σ₁)

步骤S302计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式具体包括：

已经确定了导线的两个端点(相邻两级杆塔的位置)、中间最大弧垂点的位置，这样已经确定了3个点。又知道该导线的形状是抛物线(口朝上)，这样可以计算出该抛物线的方程式来。

计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式：

f₁′＝4f₁×L₁′/L₁(L₁-L₁′/L₁)；

Δf₁′＝4Δf₁×L₁′/L₁(L₁-L₁′/L₁)；

${{\mathrm{\Δf}}_1}^{\′}={\left(\frac{{{2L}_1}^{\′}}{L_1}\right)}^2[\sqrt{{f_1}^{\′2}+7.12\×{10}^{-6}{L_1}^2(T_1-T_2)}-{f_1}^{\′}$

f₁′代表弧垂，Δf₁′代表弧垂增量。首先计算出弧垂f₁来。在这里注意观测档内架空线悬点高度差Δh＜10％时，可不考虑高差角，如果高度差，Δh≥10％时，应考虑高差角。

f₁＝(L₁/L_K)²×(f_K/cosφ)φ＝tg^-1(Δh/L)

通过斜抛物线法，求出任一点L₁′长度情况下的弧垂及增量：

f₁′＝4f₁×L₁′/L₁(L₁-L₁′/L₁)

Δf₁′＝4Δf₁×L₁′/L₁(L₁-L₁′/L₁)

也可以通过查找高压架空输电线路施工技术手册中：X/L与f_n/f₀(Δf_n/Δf₀)的对照表。式中X为交叉点距最近杆塔的距离，L为跨越档的档距，f_n为交叉点的弧垂，f₀为跨越档的弧垂。当知道跨越点距杆塔最近距离表中的X，可通过本档的距离L和本档的弧垂f₀，利用下式可求出任一跨越点的弧垂：

f_N＝(X×f₀)/L

这样一来，导线上任意一点的弧垂均可以计算出来了。

步骤S303用贝塞尔曲线模拟导线形状具体包括：

在导线上确定4个点(前一级杆塔、1/3档距处的点、2/3档距处的点、后一级杆塔)。通过抛物线上的已知4点，计算出贝塞尔曲线的参数来。即贝塞尔曲线的两个端点就是前一级杆塔、后一级杆塔。贝塞尔曲线的两个控制点则是计算的重点，可根据公式推导出来。

通过上述，已经获得了抛物线的方程式，现在利用贝塞尔曲线来模拟。首先我们获得第一个点：起始杆塔；第二个点：距离起始杆塔为1/3档距的点，第三个点：距离起始杆塔为2/3档距的点；第四个点：终止杆塔。

设为：(x0，y0)、(x1，y1)、(x2，y2)和(x3，y3)。

贝塞尔曲线必定通过首尾两个点，称为端点；中间两个点虽然未必要通过，但却起到牵制曲线形状路径的作用，称作控制点。在历史上，研究贝塞尔曲线的人最初是按照已知曲线参数方程来确定四个点的思路设计出这种矢量曲线绘制法。如果已知一条曲线的参数方程，系数都已知，并且两个方程里都含有一个参数t，它的值介于0、1之间，表现形式如下所示：

x(t)＝ax*t^3+bx*t^2+cx*t+x0

y(t)＝ay*t^3+by*t^2+cy*t+y0

由于这条曲线的起点(x0，y0)是已知的，我们可以用以下的公式来求得剩余三个点的坐标：

x1＝x0+cx/3

x2＝x1+(cx+bx)/3

x3＝x0+cx+bx+ax

y1＝y0+cy/3

y2＝y1+(cy+by)/3

y3＝y0+cy+by+ay

无论方程的已知和所求是什么，总是有六个未知数，并且我们总能找到六个等式(记住(x0，y0)总是已知的)，也就是说，上面的方法是完全可逆的，因此我们可以根据四个已知点坐标来反求曲线参数公式的系数。稍微一变换就得到了下面这组公式：

cx＝3*(x1-x0)

bx＝3*(x2-x1)-cx

ax＝x3-x0-cx-bx

cy＝3*(y1-y0)

by＝3*(y2-y1)-cy

ay＝y3-y0-cy-by

所以说，对于坐标任意的四个已知点，你总能创建一条贝塞尔曲线。已知贝塞尔曲线的两个端点、两个控制点，可根据JAVA(计算机语言)提供的图形绘制方法，将该曲线描绘在屏幕上。至此，导线绘制完毕。

步骤S1054根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌时，根据起始杆塔和终止杆塔查询要绘制的地形地貌数据，把查询到地形地貌的节点数据自动连成直线。根据获取的数据绘制地形地貌，即根据上述地形地貌数据h绘制地形地貌曲线，包括左、中、右三条曲线，这三条曲线是输电线路中心、左右边线垂直投影与地面的切线，即中心地形断面线、左边线地形断面线、右边线地形断面线。

步骤S1055根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物具体包括：根据获取的数据绘制交叉跨越物，即根据交叉跨越数据c、树木数据d、树木生长率数据e确定交叉跨越物位置，将相应的图元绘制在相应的位置上。其中，知道了树木的生长率的话，这样就可以确定在这段时间内树木又长高了多少米。这样加上上次砍伐后的高度，则可计算出当前的树木高度来。树木数据d及、树木生长率数据e是特殊的交叉跨越数据。

步骤S1056根据获取的数据添加相应的文字标注，具体包括：根据获取的数据绘制添加相应的文字标注，即根据上述输电线路数据a、杆塔数据b、交叉跨越数据c为绘制的对象添加相应的文字标注。如杆塔对象，它有编号、类型、相位情况等，当绘制完杆塔时，系统找到它的属性把它标注在杆塔图元旁边，如图4所示，杆塔旁边标注的文本有416、ZBT11-III-27、A(左)B(中)C(右)，分别表示此杆塔编号为416，杆塔型号为ZBT11-III-27，线路相位排序为：左导线为A相，中间线路为B相，右边线路为C相。上述标注的内容为本领域技术人员所公知。

本发明实施例可实现输电线路平断面自动生成，从数字化电网生产管理系统中获取输电线路的台帐和线路通道等的相关信息，自动生成某条线路或某段线路的平断面图，同时在生成的断面图中能够查询对应的台帐和运行维护等信息。

本发明实施例还提供一种输电线路数字化平断面图生成装置500，如图5所示，所述装置包括：EAM数据采集单元501，用于通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；地形地貌数据采集单元502，用于采集地形地貌数据；用户输入接收单元503，用于接收用户输入的输电线路名称；绘图数据获取单元504，用于根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据。绘图单元505，用于根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图，将绘制好的数字化平断面图通过显示器显示出来。

如图6所示，所述地形地貌数据采集单元502包括：第一采集模块5021，用于通过ArcGIS软件对纸质的平断面图进行矢量化工作，经过数据配准和数字校验后采集地形地貌数据；第二采集模块5022，用于对AutoCAD矢量设计图进行格式转换，经数据配准和数据校验后采集地形地貌数据；第三采集模块5023，用于通过ArcGIS软件可直接从存在高精度数字高程图上采集地形地貌数据。

EAM数据采集单元501和地形地貌数据采集单元502采集到到数据先预存在输电线路数字化平断面图生成装置500的数据库内，绘图时直接从输电线路数字化平断面图生成装置500的数据库中提取，该数据库还可存储杆塔，交叉跨越物，输电线路对应的图元，供绘制平断面图时使用。

如图7所示，绘图单元505进一步包括：坐标建立模块5051，用于确定比例尺建立坐标系；杆塔绘制模块5052，用于根据获取的杆塔数据绘制杆塔；导线绘制模块5053，用于根据获取的输电线路绘制导线；地形地貌绘制模块5054，用于根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌；交叉跨越物绘制模块5055，用于根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物；标注添加模块5056，用于根据获取的数据添加相应的文字标注。

用户输入接收单元503，还用于接收用户输入的交叉跨越物数据和气象数据。

通常平断面图的比例尺为横向1∶5000、纵向1∶500，确定当前线路段的最高海拔点和最低海拔点，确定刻度。在绘制平断面图的时候，坐标建立模块5051首先要建立一个平面直角坐标系。因屏幕有限，因此，需要通过确定每级杆塔海拔的最高点、最低点来确定坐标系纵轴的最小、最大刻度值。不然，假如设计刻度从0开始，上不封顶，这样的图形将会非常非常大，不利于客户浏览。有了纵坐标的最大刻度值、最小刻度值，分析电脑屏幕的大小，可以确定出每格刻度的值来，这样一来，纵轴的建设就完成了。横轴上，根据档距来计算每级杆塔的出线距离，可无限延伸，客户只需要横向拖动滚动条即可。

杆塔绘制模块5052根据每一级杆塔的海拔高度、全高、呼高、出线距确定杆塔位置并根据对应的杆塔图元绘制杆塔图形。

导线绘制模块5053如图8所示，包括：第一计算子模块801，用于计算最大弧垂及其出现位置；第二计算子模块802，用于计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式；导线绘制子模块803，用于使用贝塞尔曲线模拟导线形状。

第一计算子模块801计算最大弧垂及其出现位置具体包括：

A、导线综合瞬时破坏应力；

B、计算最高气温时的导线应力σ₁；

C、计算临界比载g_L；

D、计算导线的最大弧垂；

第二计算子模块802计算最大弧垂及其出现位置具体包括：通过导线的两个端点(相邻两级杆塔的位置)、中间最大弧垂点的位置，这样已经确定了3个点。并根据已知导线的形状是抛物线(口朝上)，计算出该抛物线的方程式。根据该抛物线的方程式，导线上任意一点的弧垂均可以计算出来。

导线绘制子模块803用贝塞尔曲线模拟导线形状具体包括：在导线上确定4个点(前一级杆塔、1/3档距处的点、2/3档距处的点、后一级杆塔)。通过抛物线上的已知4点，计算出贝塞尔曲线的参数来。即贝塞尔曲线的两个端点就是前一级杆塔、后一级杆塔。贝塞尔曲线的两个控制点则是计算的重点，可根据公式推导出来。

地形地貌绘制模块5054根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌时，根据起始杆塔和终止杆塔查询要绘制的地形地貌数据，把查询到地形地貌的节点数据自动连成直线。根据获取的数据绘制地形地貌，即根据上述地形地貌数据h绘制地形地貌曲线，包括左、中、右三条曲线，这三条曲线是输电线路中心、左右边线垂直投影与地面的切线，即中心地形断面线、左边线地形断面线、右边线地形断面线。

交叉跨越物绘制模块5055根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物具体包括：根据获取的数据绘制交叉跨越物，即根据交叉跨越数据c、树木数据d、树木生长率数据e确定交叉跨越物位置，将相应的图元绘制在相应的位置上。其中，知道了树木的生长率的话，这样就可以确定在这段时间内树木又长高了多少米。这样加上上次砍伐后的高度，则可计算出当前的树木高度来。树木数据d及、树木生长率数据e是特殊的交叉跨越数据。

所述交叉跨越物绘制模块绘制交叉跨越物时，还获取对应的导线弧垂最低点的高度，计算交叉跨越物与导线弧垂最低点的净空距离，如果所述净空距离低于一预设阀值，则通过声音及文字信息发出警报。

标注添加模块5056根据获取的数据添加相应的文字标注，具体包括：根据获取的数据绘制添加相应的文字标注，即根据上述输电线路数据a、杆塔数据b、交叉跨越数据c为绘制的对象添加相应的文字标注。如杆塔对象，它有编号、类型、相位情况等，当绘制完杆塔时，系统找到它的属性把它标注在杆塔图元旁边，如图4所示，杆塔旁边标注的文本有416、ZBT11-III-27、A(左)B(中)C(右)，分别表示此杆塔编号为416，杆塔型号为ZBT11-III-27，线路相位排序为：左导线为A相，中间线路为B相，右边线路为C相。上述标注的内容为本领域技术人员所公知。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种输电线路数字化平断面图生成方法，其特征在于，所述方法包括：

通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；

采集地形地貌数据；

接收用户输入的输电线路名称；

根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；

根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集地形地貌数据包括：

扫描纸质的平断面图，进行矢量化工作，经过数据配准和数字校验后采集地形地貌数据；或

对AutoCAD矢量设计图进行格式转换，经数据配准和数据校验后采集地形地貌数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图包括：

确定比例尺建立坐标系；

根据获取的杆塔数据绘制杆塔；

根据获取的输电线路绘制导线；

根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌；

根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物；

根据获取的数据添加相应的文字标注。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据获取的杆塔数据绘制杆塔包括：

根据每一级杆塔的海拔高度、全高、呼高、出线距离确定杆塔位置并根据对应的杆塔图元绘制杆塔图形。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据获取的输电线路绘制导线包括：

计算最大弧垂及其出现位置；

计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式；

用贝塞尔曲线模拟导线形状。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据前还包括：

接收用户输入的交叉跨越物数据和气象数据。

7.一种输电线路数字化平断面图生成装置，其特征在于，所述装置包括：

EAM数据采集单元，用于通过webservice接口从EAM系统采集输电线路数据和杆塔数据；

地形地貌数据采集单元，用于采集地形地貌数据；

用户输入接收单元，用于接收用户输入的输电线路名称；

绘图数据获取单元，用于根据用户输入的输电线路名称，获取对应的输电线路数据、杆塔数据、交叉跨越物数据、地形地貌数据和气象数据；

绘图单元，用于根据获取的上述这些数据绘制数字化平断面图。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述地形地貌数据采集单元包括：

第一采集模块，用于扫描纸质的平断面图，进行矢量化工作，经过数据配准和数字校验后采集地形地貌数据；或

第二采集模块，用于对AutoCAD矢量设计图进行格式转换，经数据配准和数据校验后采集地形地貌数据。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述绘图单元包括：

坐标建立模块，用于确定比例尺建立坐标系；

杆塔绘制模块，用于根据获取的杆塔数据绘制杆塔；

导线绘制模块，用于根据获取的输电线路绘制导线；

地形地貌绘制模块，用于根据获取的地形地貌数据绘制地形地貌；

交叉跨越物绘制模块，用于根据获取的交叉跨越物数据绘制交叉跨越物；

标注添加模块，用于根据获取的数据添加相应的文字标注。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述杆塔绘制模块，根据每一级杆塔的海拔高度、全高、呼高、出线距确定杆塔位置并根据对应的杆塔图元绘制杆塔图形。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述导线绘制模块包括：

第一计算子模块，用于计算最大弧垂及其出现位置；

第二计算子模块，用于计算相邻两级杆塔之间导线形状的数学表达式；

导线绘制子模块，用于使用贝塞尔曲线模拟导线形状。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述用户输入接收单元，还用于接收用户输入的交叉跨越物数据和气象数据。

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