CN110401145B - 一种电缆敷设方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种电缆敷设方法，属于电缆敷设技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种电缆敷设方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括如下步骤：将敷设电缆区域内环境参数导入电缆敷设系统中，所述环境参数包括电缆数量规格、电缆起终点、桥架编号，并基于电缆自动排序方法和电缆自动交叉规避方法在敷设系统的该区域进行电缆敷设；进行一次电缆和二次电缆排序；对区域内布线出现的电缆成排交叉情形进行规避；对多条电缆进行最优解敷设，最后将敷设数据保存在电缆敷设系统中；本发明应用于变电站电缆敷设领域。

Description

一种电缆敷设方法

技术领域

本发明一种电缆敷设方法，属于电缆敷设技术领域。

背景技术

电缆敷设属于变电站建设的重要组成部分，通常将电力电缆埋设在站内电缆沟内，或将电缆放置到预先设计好的桥架路径上，这一过程要求事先通过计算机设计好电缆敷设的桥架路径，再根据设计好的桥架路径进行电缆敷设的模拟仿真，最终得到电缆敷设数量、长度、排序等数据，并生成直观的电缆敷设走线图，在后续施工时，会根据该生成的电缆敷设图进行选材和施工；上述电缆敷设应用作为泛在电力物联网在电网建设阶段的主要实现手段，可以提升设计、评审、施工、运行等各环节的效率及质量。

但目前使用的电缆敷设方法在应用时，需要参照三维设计软件建立的三维桥架模型图，重新设定电缆敷设需要的信息，建立桥架，且需要人工在桥架图平面上寻找电缆连接的起止设备，再寻找从起点设备到终点设备的最佳路径，根据最佳路径进行走线布设，这种设计方法可能造成电缆长度统计不精确，生成的敷设电缆布线结构不够优化，走线交叉过多，大多数情况需要由人工寻找最佳布线路径，依靠敷设人员的工作经验，工作量大，敷设效率低且结果不准确，导致电缆施工进度与质量不可控，设计施工成果数字化移交深度不足，在工程投运后运行人员难以准确定位所需电缆。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种电缆敷设方法的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电缆敷设方法，包括如下步骤：

步骤一：将敷设电缆区域内环境参数导入电缆敷设系统中，所述环境参数包括电缆数量规格、电缆起终点、桥架编号，并基于电缆自动排序方法和电缆自动交叉规避方法在敷设系统的该区域进行电缆敷设；

所述电缆自动排序方法具体为基于图论及贪心策略解决多约束条件下对电缆敷设进行自动排序，包括一次电缆排序方法和二次电缆排序方法；

步骤二：进行一次电缆排序的方法包括如下三个步骤：

步骤2.1：仅考虑电缆成排交叉的情形，达到电缆排列效果最优的情形，保证电缆敷设走线为交叉情况发生最少，并保持电缆成排成捆分列；

步骤2.2：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证电缆交叉情况发生最少，电缆排列效果最优，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

步骤2.3：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆成排交叉；

步骤三：进行二次电缆排序的方法包括如下四个步骤：

步骤3.1：仅考虑电缆成排交叉的情形，达到电缆排列效果最优的情形，保证电缆敷设走线为交叉情况发生最少，并保持电缆成排成捆分列；

步骤3.2：仅考虑电缆侧出的情形，通道中出现二次电缆叠层，电缆排序时应避免下层电缆顺序先于上层电缆顺序，规避下层电缆被埋没，避免使用特殊工艺对电缆进行侧出处理；

步骤3.3：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证电缆交叉情况发生最少，电缆排列效果最优，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

步骤3.4：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉；

步骤四：基于一次电缆排序方法和二次电缆排序方法的前提下，对区域内布线出现的电缆成排交叉情形进行规避；

通过对电缆走向的分析，自动计算电缆在通道中的合理位置，减少电缆交叉；

所述电缆自动交叉规避方法包括如下三个步骤：

步骤4.1：确定关键节点，分析电缆可能产生交叉的节点位置，作为关键节点；

步骤4.2：分析电缆在各个关键节点处的走向；

步骤4.3：基于以下优先级顺序确定电缆敷设走向：左转电缆＞直行电缆＞右转电缆；

同时满足优先级顺序：同一走向优先级别长电缆＞同一走向优先级别短电缆；

基于上述判断方法计算在通道关键节点的电缆敷设优先级位置；

步骤五：基于上述布线情形选择方法，在电缆敷设系统设定的区域中进行电缆的模拟敷设，按优先级判断方法解决多条件排序，解决条件冲突问题，解决电缆交叉规避问题，获得排序最优解；对多条电缆进行最优解敷设，最后将敷设数据保存在电缆敷设系统中。

一种电缆敷设系统，包括数据处理模块，所述数据处理模块的信号输入端设置有布线策略模块，所述布线策略模块内部设置有数据输入模块，所述数据输入模块按次序串接一次电缆排序导入模块、二次电缆排序导入模块、电缆交叉规避导入模块后，与电缆敷设模型建立模块相连，所述电缆敷设模型建立模块的信号输出端与数据处理模块相连；

所述数据处理模块还连接有用于显示敷设设计图像的数据显示模块；

所述数据处理模块还连接有用于将敷设设计图像数据上传至上级服务器的数据远程发送模块。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供基于图论及贪心策略解决多约束条件下电缆的自动排序方法，实现大规模、短时内的电缆自动合理排序，并基于电缆自动交叉规避原则方法，通过对电缆走向的分析，自动计算电缆在通道中的合理位置，减少电缆交叉；本发明提供的敷设系统应用基于云计算电缆三维模拟技术，可以解决电缆在通道内、通道外的三维姿态计算问题，最终生成电缆敷设的三维模型，保证施工的精细化程度；本发明可以实现电缆敷设模块与变电站三维设计平台的有效衔接，达到电缆材料数据信息与工程数据信息贯通的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明电缆敷设方法的步骤流程图；

图2为本发明电缆敷设系统的结构示意图；

图中：101为数据输入模块、102为一次电缆排序导入模块、103为二次电缆排序导入模块、104为电缆交叉规避导入模块、105为电缆敷设模型建立模块、106为数据处理模块、107为数据显示模块、108为数据远程发送模块、200为布线策略模块。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明基于三维设计平台(revit)控制器，对三维模拟仿真电缆敷设方法及系统进行改进，使电缆敷设系统与三维设计平台深度融合，通过电缆自动排列、自动交叉规避以及电缆布设三维展示等功能实现电缆敷设的优化设计，后期还可以通过扩展基础数据管理、施工方案设计、电缆查询等功能实现电缆敷设的施工辅助；本发明提供的电缆敷设系统融入现有三维设计平台，主要面向输变电工程设计人员，实现设计模式的提升，提高输变电工程的设计效率和质量，同时避免人为原因造成的工程损失；电缆敷设工程设计完毕后，可以通过相应的数据发送模块按照国网输变电工程数字化移交标准进行移交，实现电缆敷设数据信息对评审、施工、运行等人员的信息共享，运行人员通过电缆数据即可在大量电缆中精确定位所需电缆。

本发明采用线性数据处理方式，以预设的电缆敷设方法为基础，通过操作数据输入模块101对电缆敷设模型进行构建，所述布线策略模块200内部设置有自动布线执行脚本，经过相应步骤的数据处理，将电缆以最优解进行敷设；

其中一次电缆排序导入模块102对一次电缆进行布设选择，首先仅考虑电缆成排交叉的情形，达到电缆排列效果最优的情形，保证电缆敷设走线为交叉情况发生最少，并保持电缆成排成捆分列；若保证电缆尽量不发生交叉情况，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：电缆敷设在相同施工区域＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

该优先顺序说明为保证最优的电缆布设情形，在遇到电缆交叉的情况时，应考虑将电缆成排交叉；

若保证电缆敷设最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆成排交叉；

该优先顺序说明若保证施工简洁方便则需要优先考虑同规格尺寸的电缆进行布设；

经过上述数据处理，一次电缆排序导入模块102将数据输出至二次电缆排序导入模块103，所述二次电缆排序导入模块103对二次电缆进行布设选择，同一次电缆布设选择一样，首先仅考虑电缆成排交叉的情形，保证交叉情况尽量少的出现，但同时要对二次线缆可能出现侧出的情形进行考虑，由于布设通道中出现二次电缆叠层，电缆排序时应避免下层电缆数量大于上层电缆数量，从而规避下层电缆被埋没，导致不得不使用特殊施工工艺将电缆侧面拉出，导致布线不整齐；因此在兼顾施工指导方案的前提下，若保证电缆交叉情况发生最少，电缆排列效果最优，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为电缆敷设在相同施工区域＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

该优先顺序说明电缆侧出情况比电缆交叉及同型号布设重要程度更高，布线应在充分考虑二次线缆可能出现侧出的基础上做出选择；

同理，若保证电缆敷设最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉；

该顺序说明二次线缆布线对同型号布线要求更高，在考虑避免电缆侧出的前提下，在布线过程中应尽量保证同型号走线，避免出现不同规格的电缆设置在同一桥架上。

经过上述数据处理，二次电缆排序导入模块103将数据输出至电缆交叉规避导入模块104中，所述电缆交叉规避导入模块统一对当前布线做进一步优化，其中通过对电缆走向的分析，自动计算电缆在通道中的合理位置，减少电缆交叉；该计算步骤包括：确定关键节点，分析可能产生交叉的节点位置，作为关键节点，分析电缆在各个关键节点处的走向，并基于以下优先级顺序确定电缆敷设走向：左转电缆＞直行电缆＞右转电缆，同时满足同一走向优先级别长电缆＞同一走向优先级别短电缆；电缆交叉规避导入模块104对布线结构做进一步优化，并将最终结果数据输出至电缆敷设模型建立模块105中；

所述电缆敷设模型建立模块105对布线数据进行分析处理，最终生成电缆敷设走线的最优解和完整的走线图像，并将上述数据发送至数据处理模块106，所述数据处理模块106可以对收到的布线数据和图像进行储存，并将其发送至数据显示模块107进行显示，操作人员通过浏览该电缆敷设三维建模图进行检查，最后可通过内置的管理软件将该电缆敷设模型进行签名和加密处理，并通过数据远程发送模块108将数据上传至上级服务器，完成施工图纸交付，整个过程操作简便，数据传输安全。

本发明可以提供给全国各省市的电力设计院、电力施工单位使用，电力设计院及施工单位应用该电缆敷设方法及系统可以快速获得相应的电缆敷设可视化设计数据，并通过数字化移交功能将设计施工数据移交至运维单位，助力电缆的精细化管理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种电缆敷设方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：将敷设电缆区域内环境参数导入电缆敷设系统中，所述环境参数包括电缆数量规格、电缆起终点、桥架编号，并基于电缆自动排序方法和电缆自动交叉规避方法在敷设系统的该区域进行电缆敷设；

所述电缆自动排序方法具体为基于图论及贪心策略解决多约束条件下对电缆敷设进行自动排序，包括一次电缆排序方法和二次电缆排序方法；

步骤二：进行一次电缆排序的方法包括如下三个步骤：

步骤2.1：仅考虑电缆成排交叉的情形，达到电缆排列效果最优的情形，保证电缆敷设走线为交叉情况发生最少，并保持电缆成排成捆分列；

步骤2.2：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证电缆交叉情况发生最少，电缆排列效果最优，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

步骤2.3：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆成排交叉；

步骤三：进行二次电缆排序的方法包括如下四个步骤：

步骤3.1：仅考虑电缆成排交叉的情形，达到电缆排列效果最优的情形，保证电缆敷设走线为交叉情况发生最少，并保持电缆成排成捆分列；

步骤3.2：仅考虑电缆侧出的情形，通道中出现二次电缆叠层，电缆排序时应避免下层电缆顺序先于上层电缆顺序，规避下层电缆被埋没，避免使用特殊工艺对电缆进行侧出处理；

步骤3.3：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证电缆交叉情况发生最少，电缆排列效果最优，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉＞电缆同型号规格；

步骤3.4：在兼顾施工指导方案的前提下，若保证最简洁方便的施工顺序，电缆敷设方式考虑因素的优先级顺序为：

电缆敷设在相同施工区域＞电缆同型号规格＞电缆侧出情形＞电缆成排交叉；

步骤四：基于一次电缆排序方法和二次电缆排序方法的前提下，对区域内布线出现的电缆成排交叉情形进行规避；

通过对电缆走向的分析，自动计算电缆在通道中的合理位置，减少电缆交叉；

所述电缆自动交叉规避方法包括如下三个步骤：

步骤4.1：确定关键节点，分析电缆可能产生交叉的节点位置，作为关键节点；

步骤4.2：分析电缆在各个关键节点处的走向；

步骤4.3：基于以下优先级顺序确定电缆敷设走向：左转电缆＞直行电缆＞右转电缆；

同时满足优先级顺序：同一走向优先级别长电缆＞同一走向优先级别短电缆；

计算在通道关键节点的电缆敷设优先级位置；

步骤五：在电缆敷设系统设定的区域中进行电缆的模拟敷设，按优先级判断方法解决多条件排序，解决条件冲突问题，解决电缆交叉规避问题，获得排序最优解；对多条电缆进行最优解敷设，最后将敷设数据保存在电缆敷设系统中。

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