CN116975957A - 一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆光缆敷设施工技术领域，公开一种变电站电光缆敷设仿真模型建立方法和系统，其中方法包括：根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。本发明可以更加直观地展现电缆和光缆敷设路径，有助于施工现场人员对设计的理解，有效减少了施工过程中的误差。

Description

一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法和系统

技术领域

本发明属于电缆光缆敷设施工技术领域，特别涉及一种变电站电光缆敷设仿真模型建立方法和系统。

背景技术

新建变电站电缆、光缆敷设需严格按照电力工程电缆光缆敷设规范要求进行。电缆光缆敷设过程中有以下要求：电缆、光缆分离、整齐美观、走向清晰、便于查线。电缆、光缆、光缆的敷设质量、对变电站实现智能化控制具有重要意义。

长期以来，因在设计阶段电气与土建分别出图，土建施工与电气施工不能有效结合，存在以下问题：

1、部分工程存在预留孔洞位置与实际电缆、光缆敷设走径存在偏差，为后期施工进度提升，工程造价控制都带来困难。

2、预留孔洞位置导致预留孔洞与实际不符、桥架安装空间不足。

3、受施工图纸不够直观影响，施工人员往往依靠经验进行安装，返工率高，存在工期长和造价高的缺点，设计施工图通常为二次平面图，二次电缆、光缆敷设图纸存在线缆走径不清晰，容易出现敷设错误，影响电缆、光缆接线的正确性，且施工人员对电缆桥架空间布局不够清晰，无法进行并行作业，造成材料浪费，影响工程进度。

所以，提高智能化变电站电缆、光缆敷设质量，是施工单位需要解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法和系统，采用以下技术方案：

一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，包括以下步骤：根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。

进一步的，获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数包括：从变电站2D设计图纸中获取所有土建、桥架和电缆沟尺寸和位置参数。

进一步的，根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型，包括以下步骤：

收集Autodesk Revit软件中的土建族、桥架族和电缆沟族，并建立施工三维模型资源库；

从施工三维模型资源库中提取土建族、桥架族和电缆沟族，并根据土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，对土建族、桥架族和电缆沟族进行调整，获得施工三维模型。

进一步的，在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核，包括以下步骤：

根据变电站2D设计图纸中标注的土建预留孔洞位置和尺寸，对施工三维模型中对应的土建预留孔洞位置和尺寸进行确认，若不符合要求，在施工三维模型中对预留孔洞位置和尺寸进行调整，直至符合变电站2D设计图纸要求。

进一步的，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，包括以下步骤：

对电缆沟和桥架的接口处采用弧形面过渡。

进一步的，在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型，包括以下步骤：

在施工三维模型中，将电缆和光缆路径与其他结构进行三维碰撞检测，根据电缆和光缆路径与其他结构的碰撞点，调整电缆和光缆路径；

定义电缆和光缆的敷设高度，使电缆和光缆的的敷设路径分离排布，获得电缆光缆敷设仿真模型。

进一步的，还包括以下步骤：

在施工三维模型中，对已敷设的电缆和光缆进行编号和路径定义处理。

进一步的，在施工三维模型中，对已敷设的电缆和光缆进行编号和路径定义处理，包括以下步骤：

根据变电站2D设计图纸，在施工三维模型中对已敷设的电缆和光缆进行编号，并对不同编号的电缆和光缆标注不同颜色；

对已经编号的电缆和光缆，标明电缆和光缆路径走向。

进一步的，还包括以下步骤：

基于电缆光缆敷设仿真模型，计算电缆和光缆的长度用量。

本发明还提供一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立系统，包括：

模型建立模块，用于根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；

数据校核模块，用于在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；

第一数据调整模块，用于在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；

敷设路径生成模块，用于在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；

第二数据调整模块，用于在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。

本发明的有益效果：

1、通过BIM技术生成可透视的三维施工模型，可以更加直观地展现电缆和光缆敷设路径，有助于施工现场人员对设计的理解，有效减少了施工过程中的误差。

2、本发明通过对的土建预留孔洞位置和尺寸进行确认校核，调整不合适的孔洞信息，确保施工时孔洞预留能与后期桥架施工方案进行衔接，避免因土建施工完毕，孔洞位置不准确或不合理，影响施工美观和施工进度。

3、本发明通过设置两次三维碰撞检测，消除电缆和光缆拥堵、交叉问题，避免施工时不出现返工。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明实施例的土建预留孔洞参数的校核的示意图；

图3示出了根据本发明实施例的电缆沟中电缆、光缆分离的走向示意图；

图4示出了根据本发明实施例的一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法的结构示意图。

图中：1、模型建立模块；2、数据校核模块；3、第一数据调整模块；4、敷设路径生成模块；5、第二数据调整模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明实施例提供一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法和系统，基于BIM(Building Ingormation Modding，建筑信息模型)技术构建变电站电缆光缆敷设仿真模型，用来指导电缆、光缆敷设施工，能够大幅缩短工期、降低返工率、节约工程材料、提升施工质量。

如图1所示，一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，包括以下步骤：

S1、获取土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数具体为：从变电站2D设计图纸中获取所有土建、桥架和电缆沟尺寸和位置参数。

S2、根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型，具体如下：

S21、收集Autodesk Revit软件中的土建族、桥架族和电缆沟族，并建立施工三维模型资源库。

S22、从施工三维模型资源库中提取土建族、桥架族和电缆沟族，并根据土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，对土建族、桥架族和电缆沟族进行调整，获得施工三维模型。

S3、在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核，如图2所示，具体为：设计人员根据变电站2D设计图纸中标注的土建预留孔洞位置和尺寸，对施工三维模型中对应的土建预留孔洞位置和尺寸进行确认，若不符合要求，施工三维模型中对预留孔洞位置和尺寸进行调整，直至符合变电站2D设计图纸要求。

例如，设计人员可根据变电站2D设计图纸中标注的土建预留孔洞位置和尺寸，在施工三维模型中对的土建预留孔洞位置和尺寸进行确认校核，调整不合适的孔洞信息，确保施工时孔洞预留能与后期桥架施工方案进行衔接，避免因土建施工完毕，孔洞位置不准确或不合理，影响施工美观和施工进度。

S4、在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架三维碰撞检测，并根据电缆沟和桥架三维碰撞检测结果进行电缆沟、桥架的排布调整，具体如下：在施工三维模型中，对电缆沟、桥架与其他结构进行三维碰撞检测，对碰撞点进行调整，重新调整电缆沟、桥架空间排布，从空间要求、布局美观、便于施工等多方面进行论证，确定电缆沟、桥架的空间排布方案。

在施工三维模型中，可以直观的看到电缆沟和桥架的走向、起点和终点，这些都可以高亮显示，可以方便设计人员浏览发现碰撞点，解决优化桥架和电缆桥架，纠正设计中出现的错误，大大提高设计的准确性，提高设计效率。

S5、在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设。

其中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置空间排布具体如下：对电缆沟和桥架的接口处采用弧形面过渡，避免电缆和光缆在敷设过程中出现大角度弯折。

其中，在电缆沟中敷设电缆和光缆具体如下：根据变电站2D设计图纸中设计的电缆的起点位置和终点位置，在施工三维模型中的电缆沟中敷设电缆；根据变电站2D设计图纸中设计的光缆的起点位置和终点位置，在施工三维模型中的电缆沟中敷设光缆。

本步骤中，电缆和光缆进行模拟预安装，利用模型进行空间方案的施工模拟，以便真正施工时不出现返工。

S6、在施工三维模型中，对已敷设的电缆和光缆进行编号和路径定义，具体如下：

S61、根据变电站2D设计图纸，在施工三维模型中对已敷设的电缆和光缆进行编号，并对不同编号的电缆和光缆标注不同颜色，便于区分，便于查看。

本步骤中，对已敷设的电缆和光缆进行编号，为每个电缆和光缆分配了一个编号。为了将施工现场实际敷设的电缆与电缆三维模型中的电缆建立一一对应的关系，以便于后期故障检测以及维护管理，可以制作标识有编号的电缆标牌，每在施工现场制作一根电缆，就在该电缆上设置与其相应的电缆和光缆标牌，并在计算机设备中对于电缆三维模型中相应电缆和光缆进行标记，将其标记为敷设状态。这样，可以实现对于电缆和光缆施工进度的及时掌握和管理。此外，在后续故障检测或者维护环节，可以查看施工现场某一个电缆和光缆标牌上的编号，然后将该编号输入至系统中，即可以查看到施工三维模型中相应电缆和光缆的参数、数据、状态等等，并基于这些检索到的信息进行故障检测和维护作业。

S62、对已经编号的电缆和光缆，标明电缆和光缆路径走向，使走向合理，布局美观。

例如，通过Dijstra算法(迪杰斯特拉算法)找寻电缆和光缆光缆的敷设起点、终点之间的最短路径，当然由于起点、终点之间的路径可能有多个，因此最短路径也有可能是多个，因此需要进一步根据预设规则，从所有最短路径中筛选出优选的最短路径，并将优选的最短路径作为当前电缆的敷设路径。

S7、在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型，具体如下：

S71、在施工三维模型中，将电缆和光缆路径与其他结构进行三维碰撞检测，根据电缆和光缆路径与其他结构的碰撞点，调整电缆和光缆路径，消除缆路拥堵、交叉问题。

例如，电缆和光缆敷设后，从生成的电缆和光缆敷设拓扑图可直观地查看每根电缆和光缆的走向、起点和终点，这些都可以高亮显示，可以方便各专业设计人员浏览发现碰撞点。

S72、定义电缆和光缆的敷设高度，使电缆和光缆的敷设路径分离排布，获得电缆光缆敷设仿真模型，例如，如图3所示，在电缆沟中光缆位于上层，电缆位于下层，电缆与光缆之间以一定间隔排布；相邻层电缆之间以设置间距排布，相邻层光缆之间以设置间距排布。

例如，桥架和电缆沟接口处，确定电缆和光缆高度和对应高差，确保电缆沟每层布置的电缆和光缆都分层合理，使电缆、光缆分离。

S8、基于电缆光缆敷设仿真模型，计算电缆和光缆的长度用量具体如下：在电缆光缆敷设仿真模型中对每条电缆和光缆的实际长度进行标记；计算电缆光缆敷设仿真模型中相同型号的电缆和光缆的长度之和，获得电缆和光缆的长度用量。

本步骤中，电缆光缆敷设仿真模型可输出电缆和光缆敷设拓扑图、电缆和光缆长度表、电缆和光缆敷设路径及各段长度明细表；可对全站缆长度进行统计，作为采购依据。并在后期施工中可以随时了解所准备的电缆和光缆是否够用，避免出现所准备的电缆不够用的情况，以免耽误施工进度。而且，待同一型号的电缆或光缆全部敷设完成，根据该型号的电缆或光缆的实际长度之和和设计长度之和之间的差值，可以确定设计和实际情况之间的误差，进而分析出实际施工中存在哪些影响电缆用量的因素未被考虑到设计环节中，为设计出更符合实际情况的电缆光缆敷设仿真模型提供指导和依据。

基于上述变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，如图4所示，本发明实施例还提供一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立系统，包括模型建立模块1、数据校核模块2、第一数据调整模块3、敷设路径生成模块4和第二数据调整模块5。

其中，模型建立模块1，用于根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；数据校核模块2，用于在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；第一数据调整模块3，用于在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；敷设路径生成模块4，用于在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；第二数据调整模块5，用于在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。

本发明实施例的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法和系统，通过BIM技术生成可透视的三维施工模型，可以更加直观地展现电缆和光缆敷设路径，有助于施工现场人员对设计的理解，有效减少了施工过程中的误差。

本发明实施例的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法方法和系统，通过设置两次三维碰撞检测，消除电缆和光缆拥堵、交叉问题，避免施工时不出现返工，通过对电缆、光缆进行编号和路径的定义，方便工程施工以及后期维修。

尽管参照前述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精神和范围。

Claims (10)

1.一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；

在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；

在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；

在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；

在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。

2.根据权利要求1所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数包括：从变电站2D设计图纸中获取所有土建、桥架和电缆沟尺寸和位置参数。

3.根据权利要求1所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型，包括以下步骤：

收集Autodesk Revit软件中的土建族、桥架族和电缆沟族，并建立施工三维模型资源库；

从施工三维模型资源库中提取土建族、桥架族和电缆沟族，并根据土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，对土建族、桥架族和电缆沟族进行调整，获得施工三维模型。

4.根据权利要求1所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核，包括以下步骤：

根据变电站2D设计图纸中标注的土建预留孔洞位置和尺寸，对施工三维模型中对应的土建预留孔洞位置和尺寸进行确认，若不符合要求，在施工三维模型中对预留孔洞位置和尺寸进行调整，直至符合变电站2D设计图纸要求。

5.根据权利要求1所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，包括以下步骤：

对电缆沟和桥架的接口处采用弧形面过渡。

6.根据权利要求1所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型，包括以下步骤：

在施工三维模型中，将电缆和光缆路径与其他结构进行三维碰撞检测，根据电缆和光缆路径与其他结构的碰撞点，调整电缆和光缆路径；

定义电缆和光缆的敷设高度，使电缆和光缆的的敷设路径分离排布，获得电缆光缆敷设仿真模型。

7.根据权利要求1－6任一所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在施工三维模型中，对已敷设的电缆和光缆进行编号和路径定义处理。

8.根据权利要求7所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，在施工三维模型中，对已敷设的电缆和光缆进行编号和路径定义处理，包括以下步骤：

根据变电站2D设计图纸，在施工三维模型中对已敷设的电缆和光缆进行编号，并对不同编号的电缆和光缆标注不同颜色；

对已经编号的电缆和光缆，标明电缆和光缆路径走向。

9.根据权利要求7所述的变电站电缆光缆敷设仿真模型建立方法，其特征在于，还包括以下步骤：

基于电缆光缆敷设仿真模型，计算电缆和光缆的长度用量。

10.一种变电站电缆光缆敷设仿真模型建立系统，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于根据获取的土建、桥架和电缆沟的尺寸和位置参数，构建施工三维模型；

数据校核模块，用于在施工三维模型中，进行土建预留孔洞参数的校核；

第一数据调整模块，用于在施工三维模型中，进行电缆沟和桥架的三维碰撞检测，并根据三维碰撞检测结果进行电缆沟和桥架的排布调整；

敷设路径生成模块，用于在施工三维模型中，对电缆沟和桥架的接口处进行位置排布，并进行电缆和光缆的敷设；

第二数据调整模块，用于在施工三维模型中，进行电缆和光缆三维碰撞检测，并根据碰撞检测结果调整敷设路径，对电缆和光缆的敷设路径进行分离，获得电缆光缆敷设仿真模型。