CN110765516B - 一种铁路信号室内布线方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁路信号室内布线方法，包括：将组合柜的接口置于CAD中构建的坐标系中；将从CAD图纸中提取的组合柜侧面配线数据转出为Excel格式、转换成接口标号，并根据接口标号生成配线标号，每根配线标号具有唯一标号；配线图错误查找；对相同去向的电缆芯线数据的查找分组；利用BIM技术对多芯电缆进行规划，进行布线交叉碰撞测试等，消除各类布线错误，由于基于接口存在的客观事实，使用信息化处理的方法来实现施工信息的表达、提取、处理，然后再将处理后的数据反馈给工人的布线施工，用技术手段来提升布线施工质量，能够极大的提高该领域的工作效率，对行业的施工周期的缩短、成本的降低等具有重要意义。

Description

一种铁路信号室内布线方法

技术领域

本发明涉及铁路信号工程室内综合布线施工领域，特别涉及铁路信号机械室室内布线传统施工。

背景技术

在铁路信号工程室内综合布线施工中，布线的工艺标准要求越来越高，2018年3月铁路总公司颁布实施了《高速铁路信号工程细部设计和工艺质量标准》。如何高效率、高标准、高质量如期施工并达到标准要求，是信号工程室内综合布线施工面临的关键问题。

特别是信号楼机械室，其是信号系统的神经中枢，主要包含计算机联锁、微机检测、列控系统、调度集中系统，计算机联锁及微机检测系统存在大量的继电器组合，组合柜配线占据了信号室内施工工作量的80％－90％。在新建铁路项目中，信号专业施工经常面临零工期挑战，提高信号机械室内布线效率势在必行。

铁路信号机械室室内布线传统施工流程为信号工依据组合柜侧面配线图进行配线号码套管打印及布线，再将单芯电缆穿上线号套管进行焊接或插接。但现有技术中，这种施工方式有明显的缺陷：

1)就线号码录入而言，组合柜侧面配线量大且存在坐标对应关系，录入时间成本与人力成本消耗极大。

2)人工录入线号机数据易出现视觉错误，导致线号录入错误。

3)传统施工方法为人眼识别配线图进行单芯电缆布放，耗时费力且工艺不高。

4)施工图审核时，配线数量大，逐一核对耗时费力；人工审核必然存在部分漏审，这部分错误只有在后期模拟试验时才会暴露出来，此类问题只能后期修改配线，同时也会影响施工工艺。

5)数以万计的纯线无法避免交叉。现在的施工项目向大型化工程发展，传统的人工布线已经逐渐无法适应工程的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种铁路信号室内布线方法，以解决上述技术问题中的至少一个。

一种铁路信号室内布线方法，包括：

S1)在CAD图纸中根据组合柜侧面配线图构建坐标系，将组合柜的接口置于坐标系中；

S2)将从CAD图纸中提取的组合柜侧面配线数据转出为Excel格式；

S3)将Excel格式的组合柜侧面配线数据转换成接口标号，并根据接口标号生成配线标号，每根配线标号具有唯一标号；

S4)配线图错误查找；

S5)对相同去向的电缆芯线数据的查找分组；

S6)利用BIM技术对多芯电缆进行规划，进行布线交叉碰撞测试，如果有布线交叉，重新调整布线后再重复步骤S6)；

S7)完成布线规划并进行施工。

组合柜侧面配线图采用了二维的坐标系构建，每根配线标号具有唯一标号。

其中，S3)中将Excel格式的组合柜侧面配线数据导入系统，通过程序对EXCEL数据字符串进行截取、组合，实现对应坐标关系转换。

其中，S4)中配线图错误查找具体为用系统通过配线来去向遍历，通过查找、比对算法对配线图错误进行排查，完成配线图审核工作，并导出错误数据。

其中，S5)中包括对相同去向的电缆芯线数据进行遍历，通过查找、对比、筛选算法进行匹配筛选，完成多芯电缆数据分组，导出多芯电缆布放表，能够导入线号机对电缆布放标号进行打印并指导施工。

其中，S6)包括：

S61)利用Revit软件创建房屋建筑模型；

S62)利用Revit软件创建电气设备模型，对设备空间布置合理性进行检测，提前规划机柜摆放位置，避免与墙体、立柱等建筑物的碰撞；

S63)建立电缆桥架模型，大体规划电缆走向；

S64)建立电缆模型，依据多芯电缆分组数据描绘电缆，并利用Navisworks软件进行电缆碰撞检测，依据碰撞列表对布线顺序进行修改，实现布线0交叉。

相对于现有技术，本发明所述具有以下优势：

1)铁路信号室内布线方法中，基于组合柜的接口存在的客观事实，构建适合于接口表达的坐标系，从而能够将接口用信息化处理的方式进行表达和提取，并能给配线赋予唯一的标号，这种标号的赋值的方式就比现有技术提高了极大的工作效果。防止人工录入线号机数据易出现的视觉错误，或线号录入错误。

2)由于配线的标号自带接口的数据，使得查找配线正确性或理顺配线走向更加方便，提高了施工效率，减少了错误率。

3)本发明基于铁路信号室内布线方法中组合柜的接口存在的客观事实，使用信息化处理的方法来实现施工信息的表达、提取、处理，然后再将处理后的数据反馈给工人的布线施工，用技术手段来提升布线施工质量，在铁路信号施工领域具有巨大的应用空间，能够极大的提高该领域的工作效率，对行业的施工周期的缩短、成本的降低等具有重要意义。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本实施例的组合柜的线接口的坐标关系对应图；

图2为本实施例的CAD转EXCEL操作的软件界面截图；

图3为本实施例的CAD中展现的原图；

图4为本实施例的从CAD中导出EXCEL格式截图；

图5为本实施例的Excel格式的组合柜侧面配线数据系统导入截图；

图6为本实施例的系统数据转换及EXCEL格式导出结果；

图7为本实施例的配线错误查找；

图8为本实施例的多芯电缆数据分组；

图9为本实施例的多芯配线数据表；

图10为本实施例的创建房屋建筑模型及电气设备模型；

图11为本实施例的电缆碰撞检测。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段及达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本发明的实施例进行详细说明。

需要说明，本发明中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本发明，而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1～7所示，一种铁路信号室内布线方法，可具体表述为：

S1)CAD图纸与组合柜侧面配线图布置方式一致，在CAD图纸中根据组合柜侧面配线图构建坐标系。

坐标系的构建是基于组合柜上线的接口存在的客观事实而进行，坐标系的建立易于将客观存在的接口、线的走向用坐标的形式表达。坐标系需要能够给出具某根配线线的唯一标号。一种有利的实施例中，线的标号中至少包括第一端接口的标号和第二端接口的标号，由于接口标号用坐标系定义时具有唯一性，因此，采用接口标号来定义的线的标号也具有唯一定。本实施例中，组合柜因为采用了类似二维矩阵式的接口排布方式，因此，本实施例相应的采用了二维的坐标系。CAD为本领域技术人员所熟知的电子绘图软件，本实施例中不对CAD的版本号做具体限定。

坐标系的构建的目的是之后的步骤中，将会把客观的接口转化成经过坐标命名的接口标号，比如，在图1中，G7-10代表G7架组合柜，第10层，横坐标对应着列数，即01，02，03……06，纵坐标对应着层号，1，2，3，4，……18。作为配线，其连接两个接口，这两个接口是唯一确定的对应关系，本实施例中，接口G7-1004-6就对应着接口G20-901-13，在坐标的标引下，图1中的第04列第6排的接口的配线的标号应该为G7-1004-6～G20-901-13，这样就通过坐标系定义了配线的唯一标号。

S2)将CAD图纸提取组合柜侧面配线数据转出为Excel格式；如图2所示；

将CAD格式图纸中的表格数据提取到Excel格式的功能是现有技术功，目前实现该功能的手段有数据转化的CAD插件，也有单独的软件，在本实施例中并不对使用的插件或软件进行限定或者改进，可行的插件如truetable。

S3)将Excel格式的组合柜侧面配线数据转换成接口标号，并生成唯一的配线标号。

将Excel格式的组合柜侧面配线数据导入系统，通过程序对EXCEL数据字符串进行截取组合，形成最终的配线标号，如G7-1004-6～G20-901-13，从而实现对应坐标关系转换功能，取代人工肉眼识别及手动数据输入，正如前文提到的现有作法，就线号码录入而言，组合柜侧面配线量大且存在坐标对应关系，录入时间成本与人力成本消耗极大，人工录入线号机数据易出现视觉错误，导致线号录入错误。

S4)配线图错误查找；

由于配线图存在来对去向的对应关系，如下表所示

表1

表2

也就是说，对于同一个配线，在两个接口所在的表中，有两种不同的标号表达，如表1，表2所示，对于两个对应的接口来说，按标关系转换出的EXCEL数据表中包含GL1-801-7～J1-1004-17与J1-1004-17～GL1-801-7这两条数据，这实际是对同一根配线的不同表达方式，而EXCEL数据存放格式为下表所示。

序号	架次	数据块1	数据块2
				10002	GL1	GL1-801-7	J1-1004-17
10003	GL1	GL1-802-7	G1-1003-6
				...	........	........	........
19238	J1	J1-1004-17	GL1-801-7
				20132	G1	G1-1003-6	GL1-802-7

表3

具体的系统查错流程：

S41)对数据进行遍历，以架次字符为主标志位对数据进行排序并分组存放，例6794～7006为GL1架数据，7451～7827为J1架数据；

序号	架次	数据块1	数据块2
				...	........	........	........
6847	GL1	GL1-801-7	J1-1004-17
				6848	GL1	GL1-801-8	J1-1004-18
6849	GL1	GL1-801-17	GL1-802-17
				6850	GL1	GL1-801-17	GL1-702-17
...	........	........	........
				7463	J1	J1-1004-17	GL1-801-7
7464	J1	J1-1004-18	GL1-801-8
				7465	J1	J1-1003-1	1F-311-4
7466	J1	J1-1003-2	1F-311-5
				...	........	........	........

表4

序号	架次	数据块1	数据块2
				1	GL1	GL1-802-7	G1-1003-6
...	........	........	........
				...	........	........	........
31	G1	G1-1003-6	GL1-802-7

表5

S42)对表5中数据进行来去向判断，选取1行数据块2与本表中其它所有数据块1进行完全匹配，1行数据块2与31行数据块1的字符完全相等，则判断1行数据块1与31行数据块2是否完全相等，如果完全相等且唯一，则视为正确数据导出；如果未比对出完全相等数据或相等的条数大于1，则视为疑似错误数据导出；

S43)选取第1行数据数据块1与其它所有数据块1进行完全匹配，将匹配结果读入内存，最终判断匹配数据条数大于2，则视为疑似错误数据导出；

系统通过配线来去向遍历，通过查找、比对算法对配线图错误进行排查，完成配线图审核工作，并导出错误数据，方便技术人员进行图纸修改；具体见图7，从图7可以看到，数据中的总量数据为22316行，经过查找，查到372条错误数据。

S5)对相同去向的电缆芯线数据的查找及分组

数据分组流程可以具体为：

S51)对错误排查完的分表以数据块1进行排序；

序号	架次	数据块1	数据块2
				1	G1	G1-1006-1	3F-301-5
2	G1	G1-1006-3	3F-301-6
				3	G1	G1-1005-1	3F-301-3
4	G1	G1-1005-3	3F-301-4
				5	G1	G1-1004-1	3F-301-1
6	G1	G1-1004-3	3F-301-2
				7	G1	G1-1004-16	3F-303-1
8	G1	G1-1004-18	3F-303-2
				9	G1	G1-806-1	3F-304-1
10	G1	G1-806-3	3F-304-2
				11	G1	G1-805-1	3F-303-5
12	G1	G1-805-3	3F-303-6
				13	G1	G1-804-1	3F-303-3
14	G1	G1-804-3	3F-303-4
				15	G1	G1-804-16	3F-304-3
...	........	........	........

表6排序结果

S52)对数据进行层分组：截取1行数据块1(G1-10)和数据块2(3F-3)向下遍历；上表1行截取数据为(G1-103F-3),第2行为(G1-103F-3)，完全相等视为两机柜同层配线数据；

S53)对列进行判断：一般设备接线端子1、2、3列位于机柜右侧，4、5、6列位于机柜左侧，将本机柜本层(1列或2列或3列)与去向机柜去向层(1列或2列或3列)的数据分配在一组，将将本机柜本层(1列或2列或3列)与去向机柜去向层(4列或5列或6列)的数据分配在一组，将本机柜本层(4列或5列或6列)与去向机柜去向层(1列或2列或3列)的数据分配在一组，将本机柜本层(4列或5列或6列)与去向机柜去向层(4列或5列或6列)的数据分配在一组。

表7分组结果

对相同去向的电缆芯线数据进行遍历，通过查找、对比、筛选算法进行匹配筛选，完成多芯电缆数据分组，导出多芯电缆布放表，可导入线号机对电缆布放标号进行打印；将施工二维技术图纸降至一维布线表，省去施工人员看图施工时的坐标反应时间；多芯布放效率大大提升，具体见图8，9。

S6)利用BIM技术对多芯电缆进行规划，进行布线交叉碰撞测试；详见图10，11。

S61)利用Revit软件创建房屋建筑模型；

S62)利用Revit软件创建电气设备模型，对设备空间布置合理性进行检测，提前规划机柜摆放位置，避免与墙体、立柱等建筑物的碰撞；

S63)建立电缆桥架模型，大体规划电缆走向；

S64)建立电缆模型，依据多芯电缆分组数据描绘电缆，并利用Navisworks软件进行电缆碰撞检测，依据碰撞列表对布线顺序进行修改，实现布线0交叉。

S7)完成布线规划并进行施工。

目前，在其他领域已经出现了基于CAD图纸的信息处理方法从而提高工作效率，比如利用CAD和truetable软件进入数据转化，从而实现快速建模或信息处理，如授权的中国专利CN105117573B，CAD和truetable软件均为市售软件，但在铁路信号系统中布线的施工有其特殊性，因此，需要结合铁路信号施工的实际，构建适合施工的施工方法和施工流程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种铁路信号室内布线方法，其特征在于，包括：

S1）在CAD图纸中根据组合柜侧面配线图构建坐标系，将组合柜的接口置于坐标系中；

S2）将从CAD图纸中提取的组合柜侧面配线数据转出为Excel格式；

S3）将Excel格式的组合柜侧面配线数据转换成接口标号，并根据接口标号生成配线标号，每根配线标号具有唯一标号；

S4）配线图错误查找；

S5）对相同去向的电缆芯线数据的查找分组；

S6）利用BIM技术对多芯电缆进行规划，进行布线交叉碰撞测试，如果有布线交叉，重新调整布线后再重复步骤S6）；

S7）完成布线规划并进行施工；

其中，S3）中将Excel格式的组合柜侧面配线数据导入系统，通过程序对EXCEL数据字符串进行截取、组合，实现对应坐标关系转换；

S4）中配线图错误查找具体为：

S41)对数据进行遍历，以架次字符为主标志位对数据进行排序并分组存放；

S42)对S41）中数据进行来去向判断；依次选取一行第二端接口的标号与本表中其它所有行第一端接口的标号进行完全匹配，若该行第二端接口的标号与另一行第一端接口的标号的字符完全相等，则判断该行第二端接口的标号与该另一行第一端接口的标号完全相等，如果完全相等且唯一，则视为正确数据导出；如果未比对出完全相等数据或相等的条数大于 1，则视为疑似错误数据导出；

S43)依次选取一行第一端接口的标号与其它所有行第一端接口的标号进行完全匹配，将匹配结果读入内存，若匹配数据条数大于2，则视为疑似错误数据导出；

导出的疑似错误数据用于指导专业技术人员对配线数据进行修改，得到错误排查完的分表；

S5）中对相同去向的电缆芯线数据分组流程具体为：

S51）对错误排查完的分表以第一端接口的标号进行排序；

S52）对数据进行层分组；依次截取一行第一端接口的标号和第二端接口的标号进行遍历，若与其他行完全相等视为两机柜同层配线数据；

S53）对列进行判断；分别将本机柜本层位于机柜左侧和右侧的接线端子列的数据与去向机柜去向层位于机柜左侧和右侧的接线端子列的数据两两组合分配在一组；

导出多芯电缆布放表，能够导入线号机对电缆布放标号进行打印且能够指导施工。

2.如权利要求1所述的一种铁路信号室内布线方法，其特征在于：组合柜侧面配线图采用了二维的坐标系构建，每根配线标号具有唯一标号。

3.如权利要求1所述的一种铁路信号室内布线方法，其特征在于：S6）包括：S61)利用Revit软件创建房屋建筑模型；

S62)利用Revit软件创建电气设备模型，对设备空间布置合理性进行检测，提前规划机柜摆放位置，避免与墙体、立柱等建筑物的碰撞；

S63)建立电缆桥架模型，大体规划电缆走向；

S64)建立电缆模型，依据多芯电缆分组数据描绘电缆，并利用Navisworks软件进行电缆碰撞检测，依据碰撞列表对布线顺序进行修改，实现布线0交叉。

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