CN113836698B - 基于3de二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法。它包括如下步骤，步骤一：逻辑驱动物理阶段；步骤二：电缆敷设设计阶段；电缆敷设设计阶段包括对电缆通道批量重命名、填充率约束与显示、隔离代码约束；步骤三：客制化设计检查阶段；客制化设计检查阶段包括电缆连通性检查、逻辑与物理一致性检查、隔离距离检查、电缆互斥性、电缆与通道与桥架之间一致性检查；客制化设计检查阶段用于实现电缆敷设设计成果的质量检查；步骤四：客制化报表清单阶段；客制化报表清单阶段处于设计完成后、工程施工前的阶段，实现电缆敷设设计成果的量化。本发明具有能实现高效、快速、精准、智能设计的优点。

Description

基于3DE二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法

技术领域

本发明涉及电缆敷设数字化设计技术领域，更具体地，涉及一种基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法。

背景技术

水利水电工程中电缆种类多、数量大、规则要求高，电缆种类包括了高压、中压、低压、控制、供电、通信等电缆，电缆敷设规则要求包括：1)不同电压等级电缆路径隔离；2)电缆通道填充率满足阈值要求且相互差异较小；3)电缆路径短；4)电缆转弯半径满足电缆属性要求；5)电缆相互间交叉少且无干涉。目前电缆敷设设计基于三维建模软件，对电缆路径隔离、电缆通道填充率检验、电缆敷设检查、电缆清单统计等过程采用人工判定的模式，具有工作量庞大、效率低下、设计质量低、返工次数多等诸多问题，而电缆敷设设计的设计周期与准确性直接决定了水利水电工程的安全、稳定、经济运行状况，以及工程的建设周期。

因此，亟需一种水利水电工程电缆快速敷设设计方法，解决当前电缆敷设设计工作量巨大、效率低、错误率高、返工量大等问题，实现高效、快速、精准、智能设计。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，该方法贯穿水利水电工程电缆敷设的全过程，从敷设前期的逻辑驱动物理，到电缆敷设过程中的相关匹配与约束，再到初步敷设后的设计检查，最后敷设完成后的电缆统计清单生成，该方法辅助电缆快速敷设设计全过程，大大提高了设计人员的设计效率，提高了设计质量，缩短了设计周期，减少了设计返工次数，实现高效、快速、精准、智能设计；克服了当前电缆敷设设计工作量巨大、效率低、错误率高、返工量大等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：逻辑驱动物理阶段；

逻辑驱动物理阶段用于实现电缆敷设设计中从二维电气逻辑图到三维模型的快速准确映射；

逻辑驱动物理阶段包括自动指定结构树位置、自动指定空间位置、自动传递属性参数、自动修复逻辑与物理的连接；

步骤二：电缆敷设设计阶段；

电缆敷设设计阶段用于实现电缆敷设过程中填充率、电压等级约束条件的自动约束与匹配；

电缆敷设设计阶段包括对电缆通道批量重命名、填充率约束与显示、隔离代码约束；

步骤三：客制化设计检查阶段；

客制化设计检查阶段用于实现电缆敷设设计成果的质量检查，在施工前进行该工作将大大减小返工量；

客制化设计检查阶段包括电缆连通性检查、逻辑与物理一致性检查、隔离距离检查、电缆互斥性、电缆与通道与桥架之间一致性检查等；

步骤四：客制化报表清单阶段；

客制化报表清单阶段处于设计完成后、工程施工前的阶段，实现电缆敷设设计成果的量化，指导后续成本估算与施工生产。

在上述技术方案中，在步骤一中，逻辑驱动物理阶段，具体包括如下步骤：

步骤1.1：结构树位置传递，自动化指定结构树位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录结构树节点的实例名称，将物理设备或物理电缆放置在指定的结构树节点；

步骤1.2：空间坐标位置传递，自动化指定空间坐标位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录空间坐标位置值，将物理设备或物理电缆放置在指定的空间坐标位置；

步骤1.3：属性传递，自动传递属性参数；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆的相关属性值，并传递至物理对象；

步骤1.4：自动化修复逻辑与物理实施连接；

当物理设备或电缆不是通过逻辑驱动物理同步生成时，通过按钮实现一键自动修复逻辑与物理对象的实施关系。

逻辑驱动物理阶段属于电缆敷设设计前期阶段，在逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备属性中设备与电缆等在三维模型结构树中的位置、空间位置、坐标参数、隔离代码、电气连接关系等的相关参数属性，并一一映射至三维物理模型，实现电气设备与电缆等设备在逻辑驱动物理时的相互统一与属性映射。

在上述技术方案中，在步骤二中，电缆敷设设计阶段，具体包括如下步骤：

步骤2.1：电缆通道名称自动生成，批量重命名电缆通道；

布置电气通道时，使电缆通道节点名称自动跟随上级通道分支节点的名称，可再根据工程实际新增子编号；

步骤2.2：填充率显示与统计，显示填充率并批量生成报表；

可在三维模型里读取填充率的具体数值，并将多层通道的不同填充率批量统计，生成报表并导出填充率清单表格；

步骤2.3：填充率阈值报警，自定义填充率约束规则；

可自定义符合水电工程实际的准确的填充率计算规则：桥架填充率等于电缆截面面积之和除以通道截面面积；本发明在软件平台上实现该填充率阈值规定，对填充率进行约束，提高电缆敷设设计的效率；

步骤2.4：敷设隔离代码匹配约束；

通过隔离代码区分敷设高压、中压、低压和控制电缆的电气通道路径，创建电缆通道时，在属性中填写隔离代码，多个隔离代码用分号隔开，在进行电缆通道规划时自动生效进行匹配约束。

所述电缆敷设设计阶段紧接着逻辑驱动物理阶段，该阶段实现电缆通道(Segment)节点名称自动跟随上级通道分支(Branch)的名称，保证电缆通道名称的一致性；对于电缆通道填充率，实现进行阈值设置、超出阈值报警、点击显示填充率、填充率自动统计表等功能；通过隔离代码区分敷设高压、中压、低压和控制电缆的电气通道路径，在电缆通道规划时自动生效。

在上述技术方案中，在步骤三中，客制化设计检查阶段，具体包括如下步骤：

步骤3.1：电缆连接连通性检查；

检查逻辑原理图中电缆和设备是否连通，从而确保逻辑驱动物理阶段的源头——逻辑连接的正确性；

步骤3.2：逻辑与物理一致性检查；

检查原理图和物理模型中的设备和电缆实例名称是否一致；

在确定逻辑原理图中电缆和设备连接正确性的前提下，确保逻辑与物理的一致性即可确定三维物理模型电缆连接的连通性；

步骤3.3：隔离距离检查；

检查电缆通道与其他系统之间的最小距离是否大于隔离距离设定值；

步骤3.4：隔离代码匹配性检查；

检查电缆和电缆通道的隔离代码是否匹配，确保任意电缆通道中的所有电缆处于相同电压等级；

步骤3.5：尺寸规格一致性检查；

检查电缆桥架的规格和电缆通道的尺寸规格是否匹配。

客制化设计检查阶段是对电缆敷设设计成果质量检查的重要阶段，电缆敷设初步设计完成后，需要经过电缆连接连通性检查、逻辑与物理一致性检查、隔离距离检查、电缆与敷设通道兼容性检查、桥架与电缆通道规格一致性检查等。

在上述技术方案中，在步骤3.3中，其他系统包括水管、油管、风管等。

在上述技术方案中，在步骤四中，客制化报表清单阶段，具体包括如下步骤：

步骤4.1：电气设备清单；

根据定制的报表模板自动生成相关电气设备的报表清单；

步骤4.2：电缆清单；

根据定制的报表模板自动生成电缆报表清单；

步骤4.3：电缆敷设路径清册；

根据定制的报表模板自动生成三维电缆敷设路径报表，报表统计电缆在该敷设路径下所经过的所有的电缆通道，便于电缆敷设路劲的电子归档，对后续电缆维护与定位有较大意义；

步骤4.4：桥架规格清单；

根据定制的报表模板自动生成桥架直通段或附件清单，所生成的桥架及附件规格清单直接用于后续成本估算与原料采购。

客制化报表清单阶段是设计完成后、工程施工前的阶段，该阶段对设计成果进行量化，包括系统设备与电缆清单、三维电缆敷设路径清册、桥架规格清单等，所生成的设计成果用于指导后续施工生产。

本发明通过电缆敷设流程的优化，包括电缆敷设各阶段中通过设计规则的限定，避免设计无用功的弯路产生，提高设计效率，实现水利水电工程电缆的快速敷设；具体速度的提升与工程规模相关。

本发明通过电缆敷设流程的优化，包括电缆敷设各阶段中通过设计规则的限定，避免各类设计错误的产生，提高设计准确度，实现水利水电工程电缆的精准设计。

通过本发明所构思的以上技术方案，本发明具有如下优点：

(1)本发明实现了基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，辅助电缆敷设设计前中后期全过程，使得水利水电工程电缆敷设设计流程更加便捷、高效、准确、智能；

(2)本发明实现了电缆敷设设计逻辑驱动物理过程一致性，将逻辑图中的属性与信息关联至三维物理模型，实现了逻辑与物理的统一；

(3)本发明实现了电缆敷设过程中电缆填充率、电压等级等规则自动约束，大大提高了电缆敷设设计的效率；

(4)本发明实现了电缆敷设成果质量的自动检验，大大提高了电缆敷设设计的准确度，降低了电缆敷设设计的返工次数；

(5)本发明实现了电缆敷设设计清单统计与生成，为成本概算统计、原料采购提供了科学准确的指导。

3DE设计平台是达索旗下众多产品的集成平台，可实现从概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图生成到加工生产成产品的产品全过程，3DE设计平台还具有多种软件二次开发方式，包括知识工程、TXO、Automation和CAA四种。本发明提出基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，采用的二次开发方式为EKL知识工程语言，EKL是一种“胶水语言”，也称脚本语言，其“粘聚”能力使得具有“规则”和“检查”等关系的UDF(用户定义函数)更符合工程设计常识和规范，使得UDF能根据复杂的函数关系进行阵列排布(“知识工程阵列”功能)，用户可以按照自己的需要，进行有针对性的功能定制开发。

附图说明

图1为本发明的基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法全流程示意图。

图2为本发明的电缆敷设过程中逻辑驱动物理时自动化指定结构树位置示意图。

图3为本发明的电缆敷设过程中电缆通道隔离代码与填充率显示示意图。

图4为本发明的电缆敷设过程中客制化设计检查时对逻辑与物理一致性检查示意图。

图5为本发明的电缆敷设过程中客制化报表电缆清单示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。

本发明提出一种基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法的全流程，该方法利用3DE平台的EKL二次开发语言编写程序辅助电缆快速敷设设计，涉及水利水电工程电缆敷设设计从逻辑驱动物理、电缆敷设设计、客制化设计检查、客制化报表清单四个设计阶段，使得水利水电工程电缆敷设设计流程更加便捷、高效、准确、智能，对大型工程电缆敷设设计领域具有重要指导意义。

实施例

现以本发明应用于某水利水电工程中电缆敷设设计为实施例对本发明进行详细说明，对本发明应用于其它水利水电工程中电缆敷设设计同样具有指导作用。

本实施例基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，如图1所示，包括如下步骤，

步骤一：逻辑驱动物理阶段；

逻辑驱动物理阶段包括自动指定结构树位置、自动指定空间位置、自动传递属性参数、自动修复逻辑与物理的连接；逻辑驱动物理阶段用于实现电缆敷设设计中从二维电气逻辑图到三维模型的快速准确映射；

在步骤一中，逻辑驱动物理阶段，具体包括如下步骤：

步骤1.1：结构树位置传递，自动化指定结构树位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录结构树节点的实例名称，将物理设备或物理电缆放置在指定的结构树节点，如图2所示；图2下部用长方形框框选出了用于放置物理设备或物理电缆的指定的结构树节点；

步骤1.2：空间坐标位置传递，自动化指定空间坐标位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录空间坐标位置值，将物理设备或物理电缆放置在指定的空间坐标位置；

步骤1.3：属性传递，自动传递属性参数；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆的相关属性值，并传递至物理对象，本例中是将逻辑电缆的隔离代码传递至物理电缆，用于规划敷设路径。

步骤1.4：自动化修复逻辑与物理实施连接；

当物理设备或电缆不是通过逻辑驱动物理同步生成时，本实施例通过按钮实现一键自动修复逻辑与物理对象的实施关系(通过名称匹配)。

步骤二：电缆敷设设计阶段；

电缆敷设设计阶段包括对电缆通道(Segment)批量重命名、填充率约束与显示、隔离代码约束；电缆敷设设计阶段用于实现电缆敷设过程中填充率、电压等级等约束条件的自动约束与匹配；

在步骤二中，电缆敷设设计阶段，具体包括如下步骤：

步骤2.1：电缆通道名称自动生成，批量重命名电缆通道(Segment)；

布置电气通道时，使电缆通道(Segment)节点名称自动跟随上级通道分支(Branch)节点的名称，本实施例再根据工程实际新增子编号；

步骤2.2：填充率显示与统计，显示填充率并批量生成报表；

本实施例在三维模型里读取填充率的具体数值，并将多层通道的不同填充率批量统计，生成报表并可导出填充率清单表格；

步骤2.3：填充率阈值报警，自定义填充率约束规则；

本实施例自定义符合水电工程实际的准确的填充率计算规则：桥架填充率等于电缆截面面积之和除以通道截面面积(不包含桥架厚度)，如图3所示；图3中选中了第三行(即C-S-002)，选中的内容为本实施例在软件平台上通过填充率阈值规定，实现对填充率进行约束；图3的右端设置本发明在软件平台上的填充率阈值卡；

步骤2.4：敷设隔离代码匹配约束；

通过隔离代码区分敷设高压、中压、低压和控制电缆的电气通道路径，创建电缆通道(Segment)时，在属性中填写隔离代码，多个隔离代码用分号隔开，在进行电缆通道规划时自动生效进行匹配约束。

步骤三：客制化设计检查阶段；

客制化设计检查阶段包括电缆连通性检查、逻辑与物理一致性检查、隔离距离检查、电缆互斥性、电缆与通道与桥架之间一致性检查等；

客制化设计检查阶段用于实现电缆敷设设计成果的质量检查，在施工前进行该工作将大大减小返工量；

在步骤三中，客制化设计检查阶段，具体包括如下步骤：

步骤3.1：电缆连接连通性检查；

检查逻辑原理图中电缆和设备是否连通，从而确保逻辑驱动物理阶段的源头——逻辑连接的正确性；

步骤3.2：逻辑与物理一致性检查；

检查原理图和物理模型中的设备和电缆实例名称是否一致；

在确定了逻辑原理图中电缆和设备连接正确性的前提下，确保逻辑与物理的一致性即可确定三维物理模型电缆连接的连通性，如图4所示；图4中用方形框框选的内容为本实施例的逻辑原理图，逻辑原理图内显示了电缆和设备的连接关系；

步骤3.3：隔离距离检查；

检查电缆通道与其他系统(如水管、油管、风管等)之间的最小距离是否大于隔离距离设定值；

步骤3.4：隔离代码匹配性检查；

检查电缆和电缆通道的隔离代码是否匹配，确保任意电缆通道中的所有电缆处于相同电压等级；

步骤3.5：尺寸规格一致性检查；

检查电缆桥架的规格和电缆通道的尺寸规格是否匹配。

步骤四：客制化报表清单阶段；

客制化报表清单阶段处于设计完成后、工程施工前的阶段，实现电缆敷设设计成果的量化，指导后续成本估算与施工生产；

在步骤四中，客制化报表清单阶段，具体包括如下步骤：

步骤4.1：电气设备清单；

根据定制的报表模板自动生成相关电气设备的报表清单；

步骤4.2：电缆清单；

本实施例根据定制的报表模板自动生成电缆报表清单，如图5所示，统计参数包括电缆编号、名称、直径、长度、单位长度质量、隔离代码、起始设备、终端设备等。

步骤4.3：电缆敷设路径清册；

根据定制的报表模板自动生成三维电缆敷设路径报表，报表统计了电缆在该敷设路径下所经过的所有的电缆通道，便于电缆敷设路劲的电子归档，对后续电缆维护与定位有较大意义；

步骤4.4：桥架规格清单；

本实施例根据定制的报表模板自动生成桥架直通段或附件清单，所生成的桥架及附件规格清单直接用于后续成本估算与原料采购。

结论：本实施例提出了一种基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法的全流程，使得水利水电工程电缆敷设设计流程更加便捷、高效、准确、智能，对大型工程电缆敷设设计领域具有重要指导意义。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：逻辑驱动物理阶段；

逻辑驱动物理阶段用于实现电缆敷设设计中从二维电气逻辑图到三维模型的快速准确映射；

逻辑驱动物理阶段包括自动指定结构树位置、自动指定空间位置、自动传递属性参数、自动修复逻辑与物理的连接；

在步骤一中，逻辑驱动物理阶段，具体包括如下步骤：

步骤1.1：结构树位置传递，自动化指定结构树位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录结构树节点的实例名称，将物理设备或物理电缆放置在指定的结构树节点；

步骤1.2：空间坐标位置传递，自动化指定空间坐标位置；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆属性中记录空间坐标位置值，将物理设备或物理电缆放置在指定的空间坐标位置；

步骤1.3：属性传递，自动传递属性参数；

逻辑驱动物理同步时，自动读取逻辑设备或逻辑电缆的相关属性值，并传递至物理对象；

步骤1.4：自动化修复逻辑与物理实施连接；

当物理设备或电缆不是通过逻辑驱动物理同步生成时，通过按钮实现一键自动修复逻辑与物理对象的实施关系；

步骤二：电缆敷设设计阶段；

电缆敷设设计阶段用于实现电缆敷设过程中填充率、电压等级约束条件的自动约束与匹配；

电缆敷设设计阶段包括对电缆通道批量重命名、填充率约束与显示、隔离代码约束；

在步骤二中，电缆敷设设计阶段，具体包括如下步骤：

步骤2.1：电缆通道名称自动生成，批量重命名电缆通道；

布置电气通道时，使电缆通道节点名称自动跟随上级通道分支节点的名称，再根据工程实际新增子编号；

步骤2.2：填充率显示与统计，显示填充率并批量生成报表；

在三维模型里读取填充率的具体数值，并将多层通道的不同填充率批量统计，生成报表并导出填充率清单表格；

步骤2.3：填充率阈值报警，自定义填充率约束规则；

自定义符合水电工程实际的准确的填充率计算规则：桥架填充率等于电缆截面面积之和除以通道截面面积；

步骤2.4：敷设隔离代码匹配约束；

通过隔离代码区分敷设高压、中压、低压和控制电缆的电气通道路径，创建电缆通道时，在属性中填写隔离代码，多个隔离代码用分号隔开，在进行电缆通道规划时自动生效进行匹配约束；

步骤三：客制化设计检查阶段；

客制化设计检查阶段用于实现电缆敷设设计成果的质量检查；

客制化设计检查阶段包括电缆连通性检查、逻辑与物理一致性检查、隔离距离检查、电缆互斥性、电缆与通道与桥架之间一致性检查；

步骤四：客制化报表清单阶段；

客制化报表清单阶段处于设计完成后、工程施工前的阶段，实现电缆敷设设计成果的量化。

2.根据权利要求1所述的基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，其特征在于：在步骤三中，客制化设计检查阶段，具体包括如下步骤：

步骤3.1：电缆连接连通性检查；

检查逻辑原理图中电缆和设备是否连通，从而确保逻辑驱动物理阶段的源头——逻辑连接的正确性；

步骤3.2：逻辑与物理一致性检查；

检查原理图和物理模型中的设备和电缆实例名称是否一致；

在确定逻辑原理图中电缆和设备连接正确性的前提下，确保逻辑与物理的一致性即确定三维物理模型电缆连接的连通性；

步骤3.3：隔离距离检查；

检查电缆通道与其他系统之间的最小距离是否大于隔离距离设定值；

步骤3.4：隔离代码匹配性检查；

检查电缆和电缆通道的隔离代码是否匹配，确保任意电缆通道中的所有电缆处于相同电压等级；

步骤3.5：尺寸规格一致性检查；

检查电缆桥架的规格和电缆通道的尺寸规格是否匹配。

3.根据权利要求2所述的基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，其特征在于：在步骤3.3中，其他系统包括水管、油管、风管。

4.根据权利要求3所述的基于3DE平台二次开发的水利水电工程电缆快速敷设设计方法，其特征在于：在步骤四中，客制化报表清单阶段，具体包括如下步骤：

步骤4.1：电气设备清单；

根据定制的报表模板自动生成相关电气设备的报表清单；

步骤4.2：电缆清单；

根据定制的报表模板自动生成电缆报表清单；

步骤4.3：电缆敷设路径清册；

根据定制的报表模板自动生成三维电缆敷设路径报表，报表统计电缆在该敷设路径下所经过的所有的电缆通道；

步骤4.4：桥架规格清单；

根据定制的报表模板自动生成桥架直通段或附件清单，所生成的桥架及附件规格清单直接用于后续成本估算与原料采购。

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