CN110442996B - 一种基于pdms平台的实体电缆智能敷设的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气实体电缆设计领域，其公开了一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，实现电缆虚拟路径的自动敷设及最优路径推送、实体电缆排布，从而提高设计效率和设计质量，且通过对材料进行精确统计，提高材料的利用率。其包括：从参数配置库中读取实体电缆敷设所需参数；将电缆清册清单导入PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；针对电缆列表里面的每一条电缆，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型；选择电缆敷设的空间范围，生成电缆路径节点；计算拐点路径和节点路径，基于拐点路径和节点路径推送最优虚拟路径；按照最优虚拟序列在PDMS平台中进行实体电缆排布；对完成实体电缆敷设的电缆自动生成埋管；最后进行电缆和埋管材料统计。

Description

一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法

技术领域

本发明涉及传统电力项目及非传统电力项目实体电缆设计领域，具体涉及一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法。

背景技术

在传统电力项目及非传统电力项目中，电缆敷设设计是电控设计的重要组成部分，也是防火安全设计的基础。尤其在火电项目及大型非电工程中电缆数量繁多，平均每个工程上万根电缆。同时，由于火电厂及大型非电工程的空间紧凑性和复杂性，也造成电缆布置空间复杂。此外，在各类电力相关的项目中，电缆采购、电缆敷设都是总承包考虑的一个重要问题。电缆属于半定制化的产品，在目前经济市场，设备产品价格越来越透明化的情况下，电缆量单不精确，无论是不足还是裕量过多，对于项目总承包而言，都意味着项目的利润和收益的减少，严重时可能导致项目亏本。

现有技术中，国内外电缆敷设设计主要采用以下方式：

(1)采用二维CAD辅助软件(如博超、科怡顺驰和天正等)进行的敷设设计，其存在以下缺陷：

a)AutoCAD电缆敷设与三维设计平台中电缆通道布置及设备布置是分离的，设计人员需要把在三维软件上布置好的电缆通道抽成CAD图纸，再在图纸上用电缆敷设软件绘制一遍通道，从而增加了设计人员工作量。

b)AutoCAD电缆敷设埋管路径需由设计人员通过查看各专业大量图纸后凭经验去指定，且容易出现因考虑不足造成的路径设计不合理、现场施工无法实现等问题。且电缆埋管统计不准确，材料都是依靠经验进行估计，存在材料浪费的问题。

c)AutoCAD电缆敷设是基于拓扑关系的一个虚拟路径算法，与实际偏差较大，为了防止设计电缆量单出现不足的问题，设计人员往往会在电缆量上增加10％的裕度，且不会考虑实际生产过程中电缆分盘的问题，对于工程总包非常不利。

(2)采用三维电缆敷设软件(如基于在AutoCAD、Revit及PDMS平台开发的电缆敷设软件)进行的敷设设计。随着三维数字化技术的发展，市面上三维电缆敷设软件也越来越多，但是仍然缺乏适用性高的用于复杂电力及非传统电力工程的三维软件，主要有以下几个因素：

a)三维设备接线点的定位工作量巨大：在国内工程工期紧，出图任务重的背景下，如何快速的提高三维设计效率，成为了软件使用性的决定性因素。电缆敷设最繁琐，耗时最长的步骤之一就在于去定义设备接线点，而在三维中去指定就更加的困难，现有的三维敷设软件不是靠全手动指定就是对三维建模要求过高，造成实际工程运用时困难重重，没有一个能够结合二维、三维及建模规则三者优势的定义方式。

b)电缆埋管路径指定工作量巨大：已有的三维电缆敷设软件没有把其他相关专业的模型纳入算法考虑，自动生成的埋管路径的规则都是基于理想条件下(不考虑建筑物、设备基础、沟道、井等设施)，如果要按实际工程施工考虑，多数还需要设计人员自己去手动修改，一个工程少则几千根，多则上万根电缆会耗费大量的人力时间，如何将土建、工艺等专业模型耦合到算法中自动生成埋管是影响软件自动化率和效率的重要因素。

c)不支持实体电缆排布：目前市面上的大部分三维电缆敷设软件只实现了三维虚拟电缆敷设路径生成及单根三维路径展示，没有对全部实体电缆的排布进行展示。

d)不支持开关柜内电缆敷设及排布：随着业主和投资方对工程数字化要求的提高，柜内三维实体电缆对未来的数字化移交和运维有着重要的意义，市面上没有基于PDMS平台开发的柜内电缆敷设及排布软件。

e)不支持多种通道敷设：现有的三维敷设软件多为单一类型的通道敷设方式，未考虑不同通道下电缆排布及占几率差异化，如核电行业开发的基于PDMS的三维电缆敷设软件，只考虑了桥架一种通道，未涉及到电缆沟道、电缆隧道及虚拟通道等通道形式的电缆敷设，因此不适用于灵活性较强的传统电力工程项目及非传统电力项目。

因此，有必要提供一种适用性强的，能够普遍适用于传统电力及非传统电力项目电缆敷设的、能实现全三维实体电缆可视化、数字化、自动化的电缆敷设方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，实现电缆虚拟路径的自动敷设和最优路径推送、实体电缆智能排布，从而提高设计效率和设计质量，且通过对材料进行精确统计，提高材料的利用率。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，包括以下步骤：

A、从参数配置库中读取实体电缆敷设所需参数；

B、将预先生成的电缆清册清单导入PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；

C、针对电缆列表里面的每一条电缆，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型；

D、选择电缆生成的空间范围，根据所述空间范围生成电缆路径节点；

E、计算拐点路径和节点路径，基于拐点路径和节点路径推送最优虚拟路径；

F、按照最优虚拟路径序列在PDMS平台中进行实体电缆排布；

G、对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管自动生成；

H、自动进行电缆和埋管材料统计。

作为进一步优化，步骤A中，所述实体电缆敷设所需参数包括：动力电缆占积率、控制电缆占积率、动力电缆排布间距、墙柱距桥架距离、接线点直接上墙柱临界距离、设备距离墙柱距离、电缆外径以及弯头转弯半径参数。

作为进一步优化，步骤B中，首先获取外部电缆清册，然后通过数据导入接口将电缆清册清单导入三维PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；其中，电缆列表中的信息包括:电缆编号，起端、终端设备KKS编码，起端、终端设备名称，电缆型号，芯数x截面，电缆总长，节点。

作为进一步优化，步骤C中，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型的方法包括：

方式一：直接导入设备的KKS编码、名字、空间位置，通过名字匹配电缆清册起端、终端设备，自动创建三维接线点，在创建过程中，程序通过KKS编码先判断当前设备接线点是否已经存在，存在则先删除相应设备接线点，再创建；

方式二：选择一条电缆，程序自动检测该条电缆起端、终端接线点是否存在，若不存在，则通过三维视图拾取点来生成接线点，若存在，则自动跳过该电缆。

作为进一步优化，步骤D中，所述根据所述空间范围生成电缆路径节点的方法包括：

方式一：通过空间范围，程序自动寻找范围中的竖井、桥架三通、四通、头尾以及沟道三通、四通、头尾生成关键节点；

方式二：设计人员指定强行连接的桥架、构件，生成人工关键点。

作为进一步优化，步骤E中，所述拐点路径的计算方法包括：

根据电缆起端、终端设备接线点的坐标，选取距离设备最近的墙柱元件，然后根据墙柱距桥架距离的参数获取范围内的桥架，过滤掉异侧桥架后再选取最近桥架，基于设备接线点、距离最近的墙柱和桥架计算出拐点路径；

所述节点路径的计算方法包括：采用单源最短路径算法推送三条节点最少、路径最短、符合桥架占积率的节点路径。

作为进一步优化，所述单源最短路径算法包括：

(1)获取所有节点，排除包络盒范围外的节点，将剩余节点加入备选节点列表中；如果配置了不允许通过人工节点，则排除备选节点列表中的人工节点；

(2)从开始节点起，形成多条初始路径加入待循环路径列表，按照路径节点数量对待循环路径排序；

(3)取出节点最少路径，从备选节点中获取和路径最后节点有共同连接元件的初选节点；

(4)排除不满足占积率检查的初选节点，获得筛选节点组；

(5)从筛选节点组中移除该路径之前已经经过的节点和配置的不经点，获得最终节点组；

(6)循环最终节点组中的节点，将每一个节点加入当前路径，形成N条新路径；

(7)循环路径列表删除当前路径，如果结束节点包含新路径最后一个节点，则该条路径成功，加入节点路径列表，其他新路径加入待循环路径列表，待循环路径列表按照路径节点数量重新排序，再循环本步骤，直至循环路径到达一定数量(比如：10万条)，则强行结束循环，并提示未能找到合理路径，或节点路径列表有三条可行路径，则循环终止。

作为进一步优化，步骤F中，所述按照最优虚拟路径序列在PDMS平台中进行实体电缆排布，具体包括：

首先，对拐点路径进行排布：拐点坐标则为电缆的弯头坐标，动态生成电缆弯头；

然后，对节点路径进行排布：按照实体电缆桥架位置排布算法，计算出电缆在每一个元件上的实际坐标，根据坐标间的夹角和方向生成电缆弯头和连接弯头；

最后，弯头间自动生成直段连接，完成实体电缆敷设。

作为进一步优化，步骤G中，所述对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管的自动生成，具体包括：

对于完成实体电缆敷设的电缆，通过选择埋管材料，再获取起、止端的拐点路径，提取拐点路径坐标，通过实体电缆外径获取埋管的对应外径，在起、止端利用管道和弯头，自动的生成电缆埋管。

作为进一步优化，步骤H中，所述自动进行电缆材料统计的方法包括：

方式一：按电缆清册统计出每一根电缆的型号、芯数截面和电缆长度；

方式二：按照电缆型号统计出每种型号使用的芯数截面及总长。

所述自动进行埋管材料统计的方法包括：

方式一：按电缆埋管的材料统计出每种材料的埋管总长；

方式二：按电缆埋管管径大小，统计出每种埋管管径的总长。

本发明的有益效果是：

可实现电缆虚拟路径的最优推送、实体电缆智能排布、敷设，提高设计效率和设计质量，材料精确统计，有助于服务工程总承包工程，同时初步实现电气专业数字化正向设计：

(1)本发明由于完全基于三维平台进行布置和敷设，因而解决了传统AutoCAD二三维设计计算分离的问题，从而实现了电缆通道布置及电缆敷设的正向设计。

(2)本发明由于充分利用三维数字化协同设计的优势进行自动埋管设计，因而解决了传统AutoCAD设计因经验不足或考虑欠缺造成的设计问题，从而实现电缆埋管设计的合理性及材料统计的准确性。

(3)本发明由于基于三维通道、三维模型及三维埋管的电缆路径算法，与实际情况非常相近，单根电缆只需考虑一定的头尾接头余量，不需要在电缆总量上增加较大裕量，因而解决了传统AutoCAD设计粗放式的统计电缆量，从而实现了电缆量单的精确统计，为施工电缆分盘提供了便利。

(4)本发明由于通过导入二维数据创建三维设备接线点的功能能够充分利用二维、三维及建模规则三者的优势快速为设备赋值属性，因而解决了其他三维电缆敷设软件存在的三维设备接线点的定位工作量巨大，赋值效率低下及错漏等问题，从而实现快速高效的三维设计。

(5)本发明由于将土建、工艺等专业模型耦合到算法中，开发了电缆埋管路径自动敷设模块，自动化有效率达到90％以上，同时具备便捷的手动修改功能，解决了其他三维电缆敷设软件自动化程度不高，埋管效果不理想的问题，从而实现了三维埋管设计的自动化。

(6)本发明由于实现了实体电缆排布生成算法，可以实现上万根三维电缆的排布及展示，因而解决了大部分三维电缆敷设软件只能展示单根电缆三维路径，不支持实体电缆排布的问题，从而实现实体电缆的智能排布。

(7)本发明由于实体电缆排布算法同样适用于柜内电缆敷设及实体排布，因而解决了大部分三维电缆敷设软件不适用于开关柜内电缆敷设及实体排布的问题，对未来的数字化移交和运维有着重要的意义。

(8)本发明由于算法中兼容了三维多种通道类型(三通，四通，沟道，竖井，弯头等)，因而解决了现有的三维敷设软件电缆通道类型单一，灵活性不高的问题，因此更具有普遍性及广泛性，不仅适用于传统电力工程项目，还适用于灵活性较强非传统电力项目。

附图说明

图1为本发明基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法流程图；

图2为电缆清册信息示意图；

图3为设备接线点示意图；

图4为路径节点信息示意图；

图5(a)-5(h)为拐点路径墙部分算法示意图；

图6(a)-6(d)为拐点路径柱部分算法示意图；

图7为占积率示意图；

图8为节点路径算法流程图；

图9为实体电缆弯头示意图；

图10为实体电缆连接弯头示意图；

图11(a)-11(g)为实体电缆位置排布示意图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，实现电缆虚拟路径的自动敷设及最优路径推送、实体电缆排布，从而提高设计效率和设计质量，且通过对材料进行精确统计，提高材料的利用率。由于本发明的整个算法基于三维平台搭建，可以规避二三维耦合的矛盾；而算法中结合了土建、建筑、多通道类型等三维模型，提高了算法的灵活性和广泛性；将自动敷设与人工相结合，即实现了电缆敷设的自动化，又满足了特殊电缆的精细化；此外，通过在算法中引入多通道占积率，完成全电缆的路径计算和实体排布。

在具体实现上，参见图1，本发明中的基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法包括以下步骤：

1、参数配置：

本步骤中，从参数配置库中读取实体电缆敷设所需参数，包括参数OutD，D1-D6，R。其中,OutD为电缆外径,D1、D2分别为动力电缆占积率、控制电缆占积率，D3为动力电缆排布间距，D4为墙柱距桥架距离，D5为设备接线点直接上墙或下地再上墙的边界距离值，D6为设备距离墙柱距离，R为弯头转弯半径参数；

2、电缆清册导入：

本步骤中，首先外部生成的电缆清册，可通过数据导入接口将清册清单导入三维PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表。

3、创建设备接线点：

本步骤中，对电缆列表里面的每一条电缆，进行电缆起端、终端设备接线点的三维模型创建，创建方式有两种：

第一种：直接导入设备的KKS编码、名字、空间位置，通过名字匹配电缆清册起端、终端设备，自动创建接线点；

第二种：通过选择一条电缆，程序自动检测该条电缆起端、终端接线点是否存在，若不存在，则可以通过三维视图拾取点，生成接线点，若存在，则自动跳过。

4、自动生成路径节点：

本步骤中，选择电缆智能生成的空间范围，可以是PDMS三维模型中的多个SITE或者ZONE，这里的“SITE”、“ZONE”为PDMS三维模型中的层级即控制路径节点生成的范围。根据用户配置的范围，程序自动生成电缆路径节点，生成节点有两种方式：

第一种：通过配置的空间范围，程序自动寻找范围中的竖井、桥架三通、四通、头尾以及沟道三通、四通、头尾生成关键节点；

第二种：设计人员指定强行连接的桥架、构件，人为的生成人工关键点。

5、最优虚拟路径推送：

本步骤中，在虚拟路径计算前，首先检查电缆起端、终端设备接线点是否创建，路径节点是否生成，若否，则程序提示相应参数缺失，回到3、4步骤；若是，则进行虚拟路径计算：电缆虚拟路径＝拐点路径+节点路径。

拐点路径计算：根据参数自动寻找距离设备接线点最近的墙柱以及桥架、沟道，计算路径拐点；

节点路径计算：在计算过程中，采用基于单源最短路径算法——Dijkstra(迪杰斯特拉)进行变形、改进后的算法，推送三条节点最少、路径最短、符合桥架占积率的节点路径，并默认选中第一条节点路径加上第一步中的拐点路径作为当前电缆的默认虚拟路径。设计人员也可人为改变路径拐点和路径节点，获取满意的其他虚拟路径。

6、实体电缆智能排布：

本步骤中，程序罗列出所有完成虚拟路径敷设的电缆进行实体电缆排布，实体电缆排布按照虚拟路径的组成方式也分两步：

第一步，对拐点路径进行排布，拐点坐标则为电缆的弯头坐标，动态生成电缆弯头。

第二步，对节点路径进行排布，按照实体电缆桥架位置排布算法，计算出电缆在每一个元件上的实际坐标，根据坐标间的夹角、方向，参数化的生成电缆弯头，连接弯头。

最后弯头间自动生成直段连接，完成实体电缆敷设。

7、对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管自动生成

本步骤中，对于完成实体电缆敷设的电缆，通过选择埋管材料，再获取起、止端的拐点路径，提取拐点路径坐标，通过实体电缆外径获取埋管的对应外径，在起、止端利用管道和弯头，自动的生成电缆埋管。

8、实体电缆及埋管材料统计：

本步骤中，对完成实体电缆敷设的电缆自动进行材料统计，统计有两种方式：

第一种，按电缆清册统计，即统计出每一根电缆的型号、芯数截面和电缆长度。

第二种，按照电缆型号统计，统计出每种型号使用的芯数截面及总长。

对自动生成的电缆埋管进行埋管材料统计，统计有两种方式：

第一种，按电缆埋管的埋管材料统计出每种材料的埋管总长。

第二种，按电缆埋管管径大小，统计出每种埋管管径的总长。

实施例：

本实施例中的基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法实现步骤如下：

A、从参数配置库中读取实体电缆敷设所需参数；

在本实施例完成实体电缆智能敷设的算法中，将依次用到以下参数：

D6：设备距离墙柱距离；

D4：墙柱距桥架距离；

D1：动力电缆占积率；

D2：控制电缆占积率；

OutD:电缆外径；

D3:动力电缆排布间距；

D5：接线点直接上墙柱临界距离；

R:弯头转弯半径参数；

因此，需要从参数配置库中读取上述参数。

B、将预先生成的电缆清册清单导入PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；

外部生成一个需要生成实体电缆的电缆清册清单，通过数据导入接口将清册清单导入三维PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表。如图1所示，电缆信息包括:电缆编号，起端、终端设备KKS编码，起端、终端设备名称，电缆型号，芯数x截面，电缆总长，节点等。

C、针对电缆列表里面的每一条电缆，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型；

对电缆列表里面的每一条电缆，进行电缆起端、终端设备接线点的三维模型创建，创建方式有两种：

第一种，直接导入设备的KKS编码、名字、空间位置，通过名字匹配电缆清册起、终端设备，自动创建三维接线点；在创建过程中，程序通过KKS编码先判断当前设备接线点是否已经存在，存在则先删除相应设备接线点，再创建；

第二种，通过选择一条电缆，程序自动检测该条电缆起、终端接线点是否存在，不存在，则可以通过三维视图拾取点，生成接线点，若存在，则自动跳过。

创建的设备接线点的三维模型如图3所示。

D、选择电缆生成的空间范围，根据所述空间范围生成电缆路径节点；

选择电缆智能生成的空间范围，可以是PDMS三维模型中的多个SITE或者ZONE，根据用户配置的范围，程序自动生成电缆路径节点。路径节点信息包括：节点编号，节点坐标，节点连接元件，节点所属范围，节点类型。

生成节点有两种方式：

第一种，通过空间范围，程序自动寻找范围中的竖井、桥架三通、四通、头尾以及沟道三通、四通、头尾生成关键节点，在生成节点前，程序自动清除当前范围内之前所有非手动节点，同时清除之前节点相关的所有虚拟路径、实体电缆，而手动节点需要设计人员自己删除。新生成节点的编号(ID)为当前项目最大节点编号(初始最大编号为0)加1，节点坐标为元件中心点的坐标，节点连接元件为两个节点之间公共的所有元件，节点类型为上述元件类型(竖井、三通、四通、头尾)。

第二种，设计人员指定强行连接的桥架、构件，人为的生成人工关键点，生成前检查选择的连接桥架、构件是否已经存在人工关键点，存在则更新该节点，同时清除该节点相关的虚拟路径、实体电缆。新生成人工节点编号为“M-”加项目最大节点编号+1，节点坐标为选择构件坐标中点，连接元件为选择的构件，节点类型为Man。

生成的电缆路径节点信息如图4所示。

E、计算拐点路径和节点路径，基于拐点路径和节点路径推送最优虚拟路径；

虚拟路径计算前，检查电缆起端、终端设备接线点是否创建，路径节点是否生成。若否，则程序提示相应参数缺失，回到C、D步骤。若是，则进行虚拟路径计算：

电缆虚拟路径＝拐点路径+节点路径。

因此，计算分两步：

第一步，拐点路径计算，根据电缆起、终端设备接线点的坐标，获取坐标D6范围内的墙、柱，选择最近墙或柱元件，然后获取该元件D4范围内桥架，过滤异侧桥架，再选取最近桥架。最后，通过设备接线点，墙柱，桥架，计算出拐点所有路径。

E1：如果第一步中最近的元件为墙，墙部分坐标点计算：获取墙下方两点坐标。

E1.1、对于接线点在墙底两点之间的情况，拐点路径如下：

若接线点到墙的距离小于等于D5，第二点为接线点直接到墙的投影点，如图5(a)所示；

若接线点到墙的距离大于D5，第二点为接线点下到墙底点，第三点为第二点到墙下方两点投影，如图5(b)所示；

E1.2、对于接线点不在墙底两点之间的情况，第二点为接线点到墙底平面的投影点，第三点为第二点到墙两点较近的一点，如图5(c)所示；

桥架部分坐标点计算：墙部分坐标点的最后一点平移到桥架高度，生成桥架部分坐标点的第一点。

E1.3、对于桥架投影在墙范围内的情况：

若第一点在桥架两点之间，第二点为投影交点，如图5(d)所示；

若第一点不在桥架两点之间，第二点为桥架端点在墙上的投影点，第三点为桥架端点，如图5(e)所示。

E1.4、对于桥架投影不在墙范围内的情况：

若接线点在墙底两点之间，第二点为墙底两点距离桥架近的点再平移到第一点的高度，第三点为桥架距离墙近的点，如图5(f)所示；

若接线点不在墙底两点之间，接线点和桥架在墙的同侧，第二点为桥架距离第一点近的点，如图5(g)所示；

若接线点和桥架在墙的异侧，第二点为墙底两点距离桥架近的点再平移到第一点的高度，第三点为桥架距离墙近的点，如图5(h)所示。

E2：如果第一步中最近的元件为柱子，柱子部分坐标点计算，获取柱子的四个底点。

E2.1、将接线点投影到柱子底点所在平面，获取距离投影点最近的柱子底点；

若距离小于D5，第二点为距离投影点最近的柱子底点平移到接线到的高度，如图6(a)所示；

距离大于D5,第二点为接线点到柱底点平面投影点，第三点为距离投影点最近的柱底点，如图6(b)所示；

桥架部分：柱部分最后一点平移到桥架高度，生成桥架部分第一点。

E2.2、第一点在桥架两点之间，第二点为第一点到桥架投影交点，如图6(c)所示。

E2.3、第一点不在桥架两点之间，第二点为距离第一点近的桥架点，如图6(d)所示。

第二步，节点路径计算，采用基于单源最短路径算法——Dijkstra(迪杰斯特拉)进行变形、改进后的算法。在算法中，加入节点包络盒、路径节点数、是否允许通过人工节点、不经点等变量控制。

E3、根据第一步确定起端、终端接线点上、下的桥架，通过节点信息中的节点连接元件是否包含上述桥架确定起端开始节点和终端结束节点。

E3.1、桥架占积率检查，根据电缆型号确定该电缆是动力或控制电缆，然后动态的查询该桥架上已经通过的所有电缆是否满足占积率配置参数D1或D2，如图7所示。如果满足，则路径有效。待最后推送三条最优路径，设计人员确认使用路径，则该路径上所有桥架的已通过电缆加入该条电缆，以备下一条动态查询占积率。

E3.2、如果结束节点中包含开始节点，再获取两节点之间的桥架，通过E3.1判断占积率是否满足，满足，则此路径可行，加入节点路径列表。

E3.3、获取所有节点，如果配置包络盒，则移除包络盒外节点；根据是否通过人工节点，再移除所有人工节点，成为备选节点；再获取该条电缆是否有不经点。从开始节点起，形成多条初始路径(开始节点个数即初始路径条数)加入待循环路径列表，按照路径节点数量对待循环路径排序。取出节点最少路径，从备选节点中，获取和路径最后节点有共同连接元件的一组初选节点，所有初选节点通过E3.1检查占积率，排除不满足的节点，获得筛选节点，筛选节点再移除此条路径之前已经经过的节点和配置的不经点，获得最终一组节点，循环该组节点，将每一个节点加入当前路径，形成N条新路径(N＝节点组个数)，循环路径列表删除当前路径，如果结束节点包含新路径最后一个节点，则该条路径成功，加入节点路径列表，其他新路径加入待循环路径列表，待循环路径列表按照路径节点数量重新排序，再循环上述算法。算法流程如下图8所示。循环路径到达10万条，则强行结束循环，并提示未能找到合理路径，或节点路径列表有三条可行路径，则循环终止，程序推送该三条节点最少、路径最短、符合桥架占积率的节点路径，并默认选中第一条节点路径加上第一步中的拐点路径作为当前电缆的默认虚拟路径。设计人员也可人为改变路径拐点和路径节点，获取满意的其他虚拟路径。

F、按照最优虚拟序列在PDMS平台中进行实体电缆排布；

在E中已经完成虚拟路径的电缆，则可以开始进行实体电缆智能位置排布。通过电缆型号获取电缆外径OutD，实体电缆排布按照虚拟路径的组成方式也分两步。

F1、第一步，对拐点路径进行排布，拐点坐标则为电缆的弯头坐标，动态生成电缆弯头，转弯半径为R倍电缆外径OutD，如图9所示。最后两点同时生成比较直线。

F2、第二步，对节点路径进行排布，通过路径上的节点，通过节点连接元件获取整个路径上所有元件的列表，循环所有元件，确定实体电缆在元件上的具体空间坐标。

F2.1、元件为桥架，首先获取桥架走向的方向即离开方向，然后对该桥架上的所有电缆按管径大小进行排序，用桥架离开方向和Z正方向正交获得电缆排布的方向，桥架的坐标点为排布的基本点，根据排序后的电缆，电缆外径越大排布在最下层中的最外层，动力电缆之间的间距为D3*OutD,控制电缆之间的间距为0mm，进行具体坐标的确定；最外层为基本点按照电缆排布方向反向移动桥架宽的一半，最里层为基本点按照电缆排布方向移动桥架宽的一半；最下层高度则为基本点的高度。排布超过桥架宽度后，按同层最大管径进行Z方向坐标提升，开始新一层的从外到里坐标排布，以此类推，如下图11(a)所示。

F2.2、元件为弯头，获取弯头到达方向和离开方向，与电缆走向一致的方向为排布方向，然后按照F2.1的方法求出弯头中心点的排布坐标，再按照弯头另一方向对排布坐标按照F2.1方法进行二次排布，即把弯头当做2段直段进行2次排布，在二次排布中，Z坐标不再排布。第一段与比较直线进行直线比较，存在不平行夹角或平行距离，则通过连接弯头连接，在弯头中心点的排布点再生成电缆弯头，转弯半径为R倍电缆外径OutD，第二段成为比较直线参与下一段的直线比较，如图11(b)所示。

F2.3、元件为三通、四通，获取下一元件，如果下一元件为桥架，则按照F2.1求出桥架排布坐标直线，如果下一元件为弯头，则按照F2.2求出弯头排布坐标直线，取第一段为排布直线。通过下一元件排布坐标直线与比较直线比较，角度大于5度小于175度，判断为在三通、四通处电缆拐弯，否则判断为电缆直线通过。

F2.3.1、如判断为拐弯，则比较直线和下一元件直线变为射线，求2条射线交点，交点即为电缆的拐弯弯头坐标，生成电缆弯头，转弯半径为R倍电缆外径OutD，下一元件为桥架，下一元件直线成为比较直线参与下一段的直线比较；下一元件为弯头，则按照F2.3在弯头中心点的排布坐标再生产一个电缆弯头，转弯半径为R倍电缆外径OutD，第二段成为比较直线参与下一段的直线比较，如图11(c)和11(d)所示。

F2.3.2、如判断为电缆直线通过，则比较直线和下一元件直线求不平行夹角或平行距离，生成连接弯头。下一元件为桥架，下一元件直线成为比较直线参与下一段的直线比较；下一元件为弯头，第一段成为比较直线参与下一段的直线比较，如图11(e)和11(f)所示。

F2.4、元件为竖井，则获取比较直线在排布方向排布的距离，再在比较直线的方向移动该距离，得到的排布点则为竖井拐弯点，生成电缆弯头，转弯半径为R倍电缆外径OutD。然后通过竖井下一个元件判断电缆在竖井是向上还是向下通过。将竖井拐弯点按照向上或向下移动竖井的高度，则获得竖井离开点，竖井拐弯点和离开点则生成比较直线，参与下一段的直线比较，如图11(g)所示。

F2.5循环完所有节点元件后，生成的电缆弯头和连接弯头均根据电缆外径OutD赋值了直段属性，通过直段属性弯头间自动生成连接直段，形成一条完整的实体电缆，再开始循环下一条电缆。

G、对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管自动生成：

对于完成实体电缆敷设的电缆，通过选择埋管材料，再获取起、止端的拐点路径，提取拐点路径坐标，通过实体电缆外径获取埋管的对应外径，在起、止端利用管道和弯头，自动的生成电缆埋管。

H、进行电缆和埋管材料统计：

对完成实体电缆敷设的电缆，自动进行材料统计，统计有两种方式：第一种，按电缆清册统计，即统计出每一根电缆的型号、芯数截面和电缆长度。第二种，按照电缆型号统计，即统计出每种型号使用的芯数截面及总长。

对自动生成的电缆埋管进行埋管材料统计，统计有两种方式：第一种，按电缆埋管的埋管材料统计出每种材料的埋管总长。第二种，按电缆埋管管径大小，统计出每种埋管管径的总长。

Claims (7)

1.一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、从参数配置库中读取实体电缆敷设所需参数；

B、将预先生成的电缆清册清单导入PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；

C、针对电缆列表里面的每一条电缆，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型；

D、选择电缆生成的空间范围，根据所述空间范围生成电缆路径节点；

E、计算拐点路径和节点路径，基于拐点路径和节点路径推送最优虚拟路径；

F、按照最优虚拟路径序列在PDMS平台中进行实体电缆排布；

G、对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管自动生成；

H、自动进行电缆和埋管材料统计；

步骤C中，创建电缆起端和终端设备的接线点的三维模型的方法包括：

方式一：直接导入设备的KKS编码、名字、空间位置，通过名字匹配电缆清册起端、终端设备，自动创建三维接线点，在创建过程中，程序通过KKS编码先判断当前设备接线点是否已经存在，存在则先删除相应设备接线点，再创建；

方式二：选择一条电缆，程序自动检测该条电缆起端、终端接线点是否存在，若不存在，则通过三维视图拾取点来生成接线点，若存在，则自动跳过该电缆；

步骤E中，所述拐点路径的计算方法包括：

根据电缆起端、终端设备接线点的坐标，选取距离设备最近的墙柱元件，然后根据墙柱距桥架距离的参数获取范围内的桥架，过滤掉异侧桥架后再选取最近桥架，基于设备接线点、距离最近的墙柱和桥架计算出拐点路径；

所述节点路径的计算方法包括：采用单源最短路径算法推送三条节点最少、路径最短、符合桥架占积率的节点路径；

在推送最优虚拟路径时，默认选中第一条节点路径加上计算的拐点路径作为当前电缆的默认虚拟路径，设计人员也可人为改变路径拐点和路径节点，获取满意的其他虚拟路径；

步骤G中，所述对完成实体电缆敷设的电缆进行埋管的自动生成，具体包括：

对于完成实体电缆敷设的电缆，通过选择埋管材料，再获取起、止端的拐点路径，提取拐点路径坐标，通过实体电缆外径获取埋管的对应外径，在起、止端利用管道和弯头，自动的生成电缆埋管。

2.如权利要求1所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，步骤A中，所述实体电缆敷设所需参数包括：动力电缆占积率、控制电缆占积率、动力电缆排布间距、墙柱距桥架距离、接线点直接上墙柱临界距离、设备距离墙柱距离、电缆外径以及弯头转弯半径参数。

3.如权利要求1所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，步骤B中，首先获取外部电缆清册，然后通过数据导入接口将电缆清册清单导入三维PDMS平台，形成所有清册数据的电缆列表；其中，电缆列表中的信息包括:电缆编号，起端、终端设备KKS编码，起端、终端设备名称，电缆型号，芯数x截面，电缆总长，节点。

4.如权利要求1所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，步骤D中，所述根据所述空间范围生成电缆路径节点的方法包括：

方式一：通过空间范围，程序自动寻找范围中的竖井、桥架三通、四通、头尾以及沟道三通、四通、头尾生成关键节点；

方式二：设计人员指定强行连接的桥架、构件，生成人工关键点。

5.如权利要求1所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，所述单源最短路径算法包括：

(1)获取所有节点，排除包络盒范围外的节点，将剩余节点加入备选节点列表中；如果配置了不允许通过人工节点，则排除备选节点列表中的人工节点；

(2)从开始节点起，形成多条初始路径加入待循环路径列表，按照路径节点数量对待循环路径排序；

(3)取出节点最少路径，从备选节点中获取和路径最后节点有共同连接元件的初选节点；

(4)排除不满足占积率检查的初选节点，获得筛选节点组；

(5)从筛选节点组中移除该路径之前已经经过的节点和配置的不经点，获得最终节点组；

(6)循环最终节点组中的节点，将每一个节点加入当前路径，形成N条新路径；

(7)循环路径列表删除当前路径，如果结束节点包含新路径最后一个节点，则该条路径成功，加入节点路径列表，其他新路径加入待循环路径列表，待循环路径列表按照路径节点数量重新排序，再循环本步骤，直至循环路径到达一定数量，则强行结束循环，并提示未能找到合理路径，或节点路径列表有三条可行路径，则循环终止。

6.如权利要求1所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，步骤F中，所述按照最优虚拟路径序列在PDMS平台中进行实体电缆排布，具体包括：

首先，对拐点路径进行排布：拐点坐标则为电缆的弯头坐标，动态生成电缆弯头；

然后，对节点路径进行排布：按照实体电缆桥架位置排布算法，计算出电缆在每一个元件上的实际坐标，根据坐标间的夹角和方向生成电缆弯头和连接弯头；

最后，弯头间自动生成直段连接，完成实体电缆敷设。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种基于PDMS平台的实体电缆智能敷设的方法，其特征在于，步骤H中，所述自动进行电缆材料统计的方法包括：

方式一：按电缆清册统计出每一根电缆的型号、芯数截面和电缆长度；

方式二：按照电缆型号统计出每种型号使用的芯数截面及总长；

所述自动进行埋管材料统计的方法包括：

方式一：按电缆埋管的材料统计出每种材料的埋管总长；

方式二：按电缆埋管管径大小，统计出每种埋管管径的总长。

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