CN108536934A - 带有地质判断的地下电力管线规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种带有地质判断的地下电力管线规划方法，针对行政区域中的地质信息进行分析后将预先设定的电力地下管线规划方式加入到带有地质信息的空间中，再根据地质信息进行再进行地下线缆的调整。带有地质判断的地下电力管线规划方法，基于需要进行电力管线布设的行政区域区域信息和独立地质区域信息，将所述行政区域的区域划分信息输入GIS系统中，获取该行政区域中基于边界表示的地质区域，并建立空间拓扑关系；以此为基础进行规划。与现有技术相比，本发明在设计过程中考虑了地质环境对线缆的影响，将预设的管线布局套用到带有地质信息的模型中，考虑地质情况对线缆本身的影响，提高了线缆的使用寿命和耐用度。

Description

带有地质判断的地下电力管线规划方法

技术领域

本发明涉及地下电力管线规划方法，具体的说，是带有地质判断的地下电力管线规划方法。

背景技术

城市地下管线是指城市范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。以电力网络管线为例。现有技术通常结合地理信息系统(GIS)技术、数据库技术和三维技术，直观显示地下管线的空间层次和位置，以仿真方式形象展现地下管线的埋深、材质、形状、走向以及工井结构和周边环境。与以往的电力管线平面图相比，极大地方便了排管、工井占用情况、位置等信息的查找，为今后地下电力管线资源的统筹利用和科学布局、管线占用审批等工作提供了准确、直观、高效的参考。

现有技术中的地下电力管线规划通常是通过地理信息来确认的。例如现有技术中专利号为201510964697.9的发明专利《一种电力地下管线信息化管理及规划设计方法》就公开了一种电力地下管线信息化管理及规划设计方法，通过对现有历史管线数据、地图数据、路网数据及市政规划等信息的收集，利用括全站仪、三维激光扫描仪、RTK、地下探测仪等多种高新测绘手段进行三维数据采集，建立多种三维数据模型，通过三维空间数据模型集成，构建全网范围的三维数字网络，实现三维地理空间实体的有效、完整描述；根据发布的三维数据信息进行浏览应用，实现地下管线三维可视化管理；并根据专业人员管线规划要求，利用现有地下管线数据，完成地下管线的一键规划。这也是现有技术中广泛应用的操作方法。

但是现有技术中虽然引用了GIS技术，但是关注点还是在于管线本身，而忽略了对所在位置地质环境的重视程度。现有技术中虽然有勘测所在位置是否适合布设地下线缆，但是忽略了考虑地下线缆铺设后对所在环境的反作用。尤其是电力管线的铺设，不仅要注意对应不同地质环境采用不同的线缆方案，同时也需要注意铺设后对所在地质环境的影响。而这些关注点在现有技术中并未被考虑到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有地质判断的地下电力管线规划方法，针对行政区域中的地质信息进行分析后将预先设定的电力地下管线规划方式加入到带有地质信息的空间中，再根据地质信息进行再进行地下线缆的调整。

带有地质判断的地下电力管线规划方法，基于需要进行电力管线布设的行政区域区域信息和独立地质区域信息，将所述行政区域的区域划分信息输入GIS系统中，获取该行政区域中基于边界表示的地质区域，并建立空间拓扑关系；以此为基础进行规划：

步骤1：判断需规划地下电力管线的行政区域内地质区域存在数量；该步骤包括了地质区域检查和计数两个方面。地质区域为立体存在。

步骤2：电力管线数据模型通过对多种三维空间数据模型进行数据集成，构建该行政区域范围中的的电力管线三维数字网络；将不考虑地质状况的预设计划管线图先简单导入到本发明的模型中。

步骤3：将电力管线化为三维数字网络接入到地质区域中，其中电力管线三维数字网络的起点不接触到地质区域边缘；通过该步骤，将电力管线和地质模型融合在一起。

步骤4：计算电力管线经过的地质区域数量，通过Dijkstra算法减少经过地质区域的数量；由于过多的地质区域会导致计算量过大，因此在有较多地质区域的情况下，需要减少计算的地质区域数量，便于计算。

步骤5：确定电力管线线路后，获取线路所在地质区域的地质情况，并选择对应的线缆保护材料。

优选的，地质区域的拓扑关系采用：边——起结点——终结点——过该边的环；以及环——组成该环的边——内邻界；或者体——包围体的曲面，其中任一种；从没有任何内部结构的单个行政区域开始，逐个引入分界面，每引入一个分界面，就对行政区域进行一次划分，将原来的一个行政区域一分为二，最终获得该行政区域中的地质区域信息。边——起结点——终结点——过该边的环通常用于匹配城市中的街道等地质区域，环——组成该环的边——内邻界通常用于匹配行政区域中的水域，体——包围体的曲面用于其他单独地质区域。

优选的，所述步骤1中当线缆经过的地质区域数量超过10块时，对最为近似的相邻地质区域进行合并，最终将地质区域数量减少到10块以内。

优选的，引入的界面依次是：地形面、水体顶面、最新的不整合面、最新的区域性大断裂、最后才是地层分层面。按照一定的顺序进行地质区域划分，更有序的界定地质区域，便于后期的管理和合并以及相关操作。

优选的，Dijkstra算法具体方式为：选择电力管线的初始点开始，电力管线化为三维数字网络后的图形和所经过的地质区域的分界线的交点为结点，迭代检查待每两块相邻地质区域之间的结点，并把和该结点最靠近的另外两块相邻地质区域之间结点加入待检查结点集，该结点集从初始结点向外扩展，直到到达目标结点。通过这样的算法当相邻两块地质区域的地质状况相似时，可以将其归纳为一块地质区域。

优选的，当出现距离相同的上下两层结点集时，判断顺序为从上往下进行计算。

优选的，当行政区域多于一块时，将多块行政区域拼接成一个行政区域输入到GIS系统中。

优选的，还包括对地质区域的品质分析，每个地质区域增加铺设成本、维修成本和使用寿命预计的标签。通过这样的方案，针对不同地质区域，选用的管线材料也完全不同。

与现有技术相比，本发明在设计过程中考虑了地质环境对线缆的影响，将预设的管线布局套用到带有地质信息的模型中，考虑地质情况对线缆本身的影响，设计独特的布线路线和线缆保护装置，提高了线缆的使用寿命和耐用度。

具体实施方式

申请人在先曾申请了专利名为《一种“五位一体”地下电力管线的规划方法》发明专利。该专利涉及范围过大，虽然在其中也记载了“合理分区，按照相关规划要求来对供电区域进行合理划分，并根据该区域的发展走向对供电类型进行设计，同时采用对应的技术标准来实现地下管线的建设工作”的内容。但是并没有提出实际可行的解决方案。本发明是针对地质这一块提出了新的技术方案，并得到了良好的效果。

此外现有技术中的GIS系统基本基于地理系统，对于所在区域的地质环境信息获取有限。而类似规划通常设立在一个行政区域中而不是相同地质区域中，建设过程中的地质变化不仅增加了施工的难度，而且也导致了线缆铺设完毕后对所处的地质环境造成变化，从而影响到使用寿命。

对此，本发明提出一种带有地质判断的地下电力管线规划方法，基于需要进行电力管线布设的行政区域区域信息和独立地质区域信息，将所述行政区域的区域划分信息输入GIS系统中，获取该行政区域中基于边界表示的地质区域，并建立空间拓扑关系；以此为基础进行规划：

步骤1：判断需规划地下电力管线的行政区域内地质区域存在数量；

步骤2：电力管线数据模型通过对多种三维空间数据模型进行数据集成，构建该行政区域范围中的的电力管线三维数字网络；

步骤3：将电力管线化为三维数字网络接入到地质区域中，其中电力管线三维数字网络的起点不接触到地质区域边缘；

步骤4：计算电力管线经过的地质区域数量，通过Dijkstra算法减少经过地质区域的数量；即从已经设置的线路入手，选择电力管线的初始点开始，电力管线化为三维数字网络后的图形和所经过的地质区域的分界线的交点为结点，迭代检查待每两块相邻地质区域之间的结点，并把和该结点最靠近的另外两块相邻地质区域之间结点加入待检查结点集，该结点集从初始结点向外扩展，直到到达目标结点。当出现距离相同的上下两层结点集时，判断顺序为从上往下进行计算。当行政区域多于一块时，将多块行政区域拼接成一个行政区域输入到GIS系统中。

步骤5：确定电力管线线路后，获取线路所在地质区域的地质情况，并选择对应的线缆保护材料。其中地质区域的拓扑关系采用：边——起结点——终结点——过该边的环；以及环——组成该环的边——内邻界；或者体——包围体的曲面，其中任一种；从没有任何内部结构的单个行政区域开始，逐个引入分界面，每引入一个分界面，就对行政区域进行一次划分，将原来的一个行政区域一分为二，最终获得该行政区域中的地质区域信息。

所述步骤1中当线缆经过的地质区域数量超过10块时，对最为近似的相邻地质区域进行合并，最终将地质区域数量减少到10块以内。引入的界面依次是：地形面、水体顶面、最新的不整合面、最新的区域性大断裂、最后才是地层分层面。

还包括对地质区域的品质分析，每个地质区域增加铺设成本、维修成本和使用寿命预计的标签。

本发明需要和现有技术一样通过预设算法获取理论上最佳的布线图形。然后获取地下管线在布设过程中经历的行政区域，获取该行政区域中的地质信息。现有技术中虽然会在铺设线缆的时候避开水域。但是对于砂石和泥土的地质区域并没有特别的区分。如果在布设过程中，可能多次间隔经过砂石/泥土的地质区域，由于在不同的地质环境中受到的环境影响不同，在砂石地质段中的线缆在高温天气温度上升较快，而泥土环境中的线缆所处环境就较为潮湿。虽然线缆都已经铺设在管道中，但是外界的地质环境依然会给线缆外套带来不同的影响。长此以往下去，不同端的线缆由于环境不同导致外层护套出现损伤的机会增大，使用寿命减少。本发明在控制线缆铺设成本的前提下，根据地质环境的近似，重新规划路线，减少线缆穿过多块不同地质区域的几率，从而提高了线缆的使用寿命。同时也可以针对不同区域的线缆设计不同类型的外套，保护线缆。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.带有地质判断的地下电力管线规划方法，基于需要进行电力管线布设的行政区域区域信息和独立地质区域信息，其特征在于：将所述行政区域的区域划分信息输入GIS系统中，获取该行政区域中基于边界表示的地质区域，并建立空间拓扑关系；以此为基础进行规划：

步骤1：判断需规划地下电力管线的行政区域内地质区域存在数量；

步骤2：电力管线数据模型通过对多种三维空间数据模型进行数据集成，构建该行政区域范围中的的电力管线三维数字网络；

步骤3：将电力管线化为三维数字网络接入到地质区域中，其中电力管线三维数字网络的起点不接触到地质区域边缘；

步骤4：计算电力管线经过的地质区域数量，通过Dijkstra算法减少经过地质区域的数量；

步骤5：确定电力管线线路后，获取线路所在地质区域的地质情况，并选择对应的线缆保护材料。

2.如权利要求1所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：地质区域的拓扑关系采用：边——起结点——终结点——过该边的环；以及环——组成该环的边——内邻界；或者体——包围体的曲面，其中任一种；从没有任何内部结构的单个行政区域开始，逐个引入分界面，每引入一个分界面，就对行政区域进行一次划分，将原来的一个行政区域一分为二，最终获得该行政区域中的地质区域信息。

3.如权利要求1或2所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：所述步骤1中当线缆经过的地质区域数量超过10块时，对最为近似的相邻地质区域进行合并，最终将地质区域数量减少到10块以内。

4.一种基于权利要求2所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：引入的界面依次是：地形面、水体顶面、最新的不整合面、最新的区域性大断裂、最后才是地层分层面。

5.一种基于权利要求1所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：Dijkstra算法具体方式为：选择电力管线的初始点开始，电力管线化为三维数字网络后的图形和所经过的地质区域的分界线的交点为结点，迭代检查待每两块相邻地质区域之间的结点，并把和该结点最靠近的另外两块相邻地质区域之间结点加入待检查结点集，该结点集从初始结点向外扩展，直到到达目标结点。

6.如权利要求5所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：当出现距离相同的上下两层结点集时，判断顺序为从上往下进行计算。

7.如权利要求1所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：当行政区域多于一块时，将多块行政区域拼接成一个行政区域输入到GIS系统中。

8.如权利要求1所述的带有地质判断的地下电力管线规划方法，其特征在于：还包括对地质区域的品质分析，每个地质区域增加铺设成本、维修成本和使用寿命预计的标签。