CN117353206A - 一种基于多约束条件的电缆敷设方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆敷设领域，涉及一种基于多约束条件的电缆敷设方法。具体如下：获取需要敷设的电缆的预设数据集，便于确定电缆敷设所需要的桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距。根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距，保证电缆敷设能满足多种条件约束，使得电缆敷设更加安全可靠、更加贴近实际生产环境，确保电缆敷设的安全性和准确性。根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆，解决由于电缆路径规划不合理、电缆交叉多、约束条件不完备等原因导致的施工难度增大的问题，能有效减少施工时间，提升施工效率。

Description

一种基于多约束条件的电缆敷设方法

技术领域

本发明属于电缆敷设领域，涉及一种基于多约束条件的电缆敷设方法。

背景技术

在实际电缆敷设施工环节中，因为实际问题限制因素多、工作繁杂，所以是至关重要亟需优化的环节。这主要体现在：电缆路径规划不合理，电缆交叉多，电缆超容等，从而导致施工难度大，延长施工时间。以往凭借施工人员的经验和现场施工情况来规划、敷设电缆，但依然存在难度大、交叉多、考虑不周全的情况，且电缆在敷设后难以修改。在三维电缆的排布中，主要难点在于：未到达相应设备的电缆依然需要满足电缆排布的基本原则；电缆三维排布交叉处在满足施工习惯的前提下应尽量减少交叉等等。

通常电缆敷设规模较大，施工工艺复杂，电缆敷设工作繁琐。目前有几种可用的电缆敷设方法，比如从实际抽蓄电站电缆敷设应用的角度出发，在通道容量限制、减少转弯数量、通过中间节点、三维排列等方面进行优化，实现三维模型管理、电缆数据管理、电缆路径规划、三维排列和成果导出等功能，该方法在实际施工中已经得到验证，但该方法在多约束条件下求解电缆的敷设方案的过程较为复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于多约束条件的电缆敷设方法，该方法能够实现在实际施工中的多种条件约束下的电缆敷设，本发明获取敷设方案的过程较为简单，能有效减少施工时间，提升施工效率，使得电缆敷设更加贴近实际生产环境，保证电缆敷设的安全性和准确性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种基于多约束条件的电缆敷设方法，包括以下步骤：

获取需要敷设的电缆的预设数据集；

根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距；

根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆。

进一步的，桥架类型确定过程如下：

根据电缆的预设数据集，按照电压等级分层敷设原则对电缆与桥架进行匹配，确定桥架类型。

进一步的，电缆与桥架进行匹配的原则为：即/>

其中，C＝c₁,c₂,…,c_i，C为电缆的预设数据集，c_i为第i根预设电缆，P为C中每条电缆所敷设的路径，/>为第i电缆的敷设路径，/>为C中c_i的电缆类型，/>为路径P所在的桥架的类型。

进一步的，电缆转弯半径系数确定方法为：

电缆的预设数据集中所有电缆的转弯半径小于或等于接头的转弯半径，判断依据如下：

其中，β为转弯半径系数，OD为电缆外径，r_N为第N个接头转弯半径，N取1、2、3…。

进一步的，桥架的容积率确定过程如下：

在桥架中的所有电缆的总容量小于等于桥架的容积率，即

其中，C为电缆的预设数据集，δ表示电缆之间的间距，Ω表示桥架的容积率，w表示桥架宽度，Layer表示层数，N取1、2、3…。

进一步的，最小电缆间距确定过程如下：

其中，VerificationMethod_i为电缆的校验方式，δ为电缆间距，B_layer为敷设层数。

进一步的，敷设电缆时需要结合电缆敷设不得交叉的规则。

进一步的，电缆敷设不得交叉的规则具体如下：

任取两条动力电缆c_i,c_j，其Cross_x,y交叉值为0，即：

其中，c_i为第i根预设电缆，c_j为第j根预设电缆。

进一步的，敷设电缆时需灵活组合使用桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种基于多约束条件的电缆敷设方法，具体如下：获取需要敷设的电缆的预设数据集，便于确定电缆敷设所需要的桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距。根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距，保证电缆敷设能满足多种条件约束，使得电缆敷设更加贴近实际生产环境，保证电缆敷设的安全性和准确性。根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆，解决由于电缆路径规划不合理、电缆交叉多、约束条件不完备等原因导致的施工难度增大的问题，本发明获取敷设方案的过程较为简单，能有效减少施工时间，提升施工效率。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明公开了一种基于多约束条件的电缆敷设方法，包括以下步骤：

S1.获取需要敷设的电缆的预设数据集；

S2.根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距。

优选的，桥架类型确定过程如下：

根据电缆的预设数据集，按照电压等级分层敷设原则对电缆与桥架进行匹配，确定桥架类型。

优选的，电缆与桥架进行匹配的原则为：即/>

其中，C＝c₁,c₂,…,c_i，C为电缆的预设数据集，c_i为第i电缆的预设数据，P为C中每条电缆所敷设的路径，/>为第i电缆的敷设路径，/>为C中c_i的电缆类型，/>为路径P所在的桥架的类型。

优选的，电缆转弯半径系数确定方法为：

电缆的预设数据集中所有电缆的转弯半径小于或等于接头的转弯半径，判断依据如下：

其中，β为转弯半径系数，OD为电缆外径，r_M为第N个接头转弯半径，N取1、2、3…。

优选的，桥架的容积率确定过程如下：

在桥架中的所有电缆的总容量小于等于桥架的容积率，即

其中，C为电缆的预设数据集，δ表示电缆之间的间距，Ω表示桥架的容积率，w表示桥架宽度，Layer表示层数，N取1、2、3…。

优选的，最小电缆间距确定过程如下：

其中，VerificationMethod_i为电缆的校验方式，δ为电缆间距，B_layer为敷设层数。

S3.根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆。

优选的，敷设电缆时需要结合电缆敷设不得交叉的规则。

优选的，电缆敷设不得交叉的规则具体如下：

任取两条动力电缆c_i,c_j，其Cross_x,y交叉值为0，即：

其中，c_i为第i根电缆的预设数据，c_j为第j根电缆的预设数据。

优选的，敷设电缆时需灵活组合使用桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距。

参见图1，在本发明的另一个可行的实施例中，以下根据情况适应性修改。获取需要敷设的电缆的预设数据集，便于确定电缆敷设所需要的桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距。根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距，保证电缆敷设能满足多种条件约束，使得电缆敷设更加安全可靠、更加贴近实际生产环境，确保电缆敷设的安全性和准确性。根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆，能够有效解决由于电缆路径规划不合理、电缆交叉多、约束条件不完备等原因导致的施工难度增大的问题，提升施工效率。本发明能够实现在实际施工中的多种条件约束下的电缆敷设，获取敷设方案的过程较为简单，能有效减少施工时间，提升施工效率，使得电缆敷设更加安全可靠、更加贴近实际生产环境，保证电缆敷设的安全性和准确性。

实施例一：

参见图1，本实施例公开了一种基于多约束条件的电缆敷设方法，具体如下：

S1.获取需要敷设的电缆的预设数据集；

电缆的预设数据集C＝c₁,c₂,…,c_i，c_i为第i根预设电缆，集合 为结合C中每条电缆所敷设的路径。B为P所处的桥架。/>为集合中C电缆的类型，/>为路径P所在的桥架的类型。具体约束如下所示。

S2.根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距；

根据电缆的预设数据集确定桥架类型，即对电缆类型与桥架类型进行匹配。由于电缆承载电压电流不同，因此电缆需按电压等级分层敷设，可以灵活的按照工程实际情况设置电缆的电压等级，绘制桥架时可以设置每层桥架的电缆类型，来达到电缆按电压等级分层敷设的要求。判断标准为：在电缆的预设数据集C中任取一条电缆C_i，则即其中，/>P为C中每条电缆所敷设的路径，/>为第i电缆的敷设路径，/>为C中c_i的电缆类型，/>为路径P所在的桥架的类型。

动力电缆敷设不得交叉，具体如下：

通过电缆的排列规则，以及对于部门特殊要求也可通过手动设置电缆路径满足规范要求。任取两条动力电缆c_i和c_j，其Cross_x,y交叉值为0，即其中c_i为第i根预设电缆，c_j为第j根预设电缆。

电缆改变方向时不得违反线弯曲半径规则，具体如下：

软件在电缆敷设以及排列时都会考虑电缆转弯半径的情况。β为转弯半径系数，OD为电缆外径，r_N为接头转弯半径。电缆的预设数据集C中的所有电缆的转弯半径小于等于接头N转弯半径，即N取1、2、3…。

特定情况下的桥架的容积率的确定规则，具体如下：

各层及各类型桥架的容积率都可根据规范灵活配置，δ表示电缆之间的间距，Ω表示托盘的容积率或桥架的容积率，w表示桥架宽度，Layer表示层数。在托盘或者桥架中的所有电缆的总容量小于等于第N个桥架的容积率，即：

其中，C为电缆的预设数据集，N取1、2、3…。

电缆最小间距规则，具体如下：

电缆敷设前可以制定规则，设置电缆的校验方式VerificationMethod_i，并且可以设置电缆间距δ以及敷设层数B_layer，即

同施工区域有限规则，具体如下：

根据电缆施工方案设计灵活匹配排列规则，满足规范要求。即所述敷设电缆时需灵活组合使用桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率、电缆间距、电缆敷设不得交叉的规则。

S3.根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆。

在所述多约束条件下进行电缆敷设，能够有效解决由于电缆路径规划不合理、电缆交叉多、约束条件不完备等原因导致的施工难度增大的问题，能有效减少施工时间，使得电缆敷设更加安全可靠、更加贴近实际生产环境，确保电缆敷设的安全性和准确性。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取需要敷设的电缆的预设数据集；

根据电缆的预设数据集确定桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和最小电缆间距；

根据桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距敷设电缆。

2.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述桥架类型确定过程如下：

根据电缆的预设数据集，按照电压等级分层敷设原则对电缆与桥架进行匹配，确定桥架类型。

3.如权利要求2所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述电缆与桥架进行匹配的原则为：即/>

其中，C＝c₁，c₂，…，c_i，C为电缆的预设数据集，c_i为第i根预设电缆，P为C中每条电缆所敷设的路径，/>为第i电缆的敷设路径，/>为C中c_i的电缆类型，/>为路径P所在的桥架的类型。

4.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述电缆转弯半径系数确定方法为：

电缆的预设数据集中所有电缆的转弯半径小于或等于接头的转弯半径，判断依据如下：

其中，β为转弯半径系数，OD为电缆外径，r_N为第N个接头转弯半径，N取1、2、3...。

5.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述桥架的容积率确定过程如下：

在桥架中的所有电缆的总容量小于等于桥架的容积率，即

其中，C为电缆的预设数据集，δ表示电缆之间的间距，Ω表示桥架的容积率，w表示桥架宽度，Layer表示层数，N取1、2、3...。

6.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述最小电缆间距确定过程如下：

其中，VerificationMethod_i为电缆的校验方式，δ为电缆间距，B_layer为敷设层数。

7.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述敷设电缆时需要结合电缆敷设不得交叉的规则。

8.如权利要求7所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述电缆敷设不得交叉的规则具体如下：

任取两条动力电缆c_i，c_j，其Cross_x，y交叉值为0，即：

其中，c_i为第i根预设电缆，c_j为第j根预设电缆。

9.如权利要求1所述的一种基于多约束条件的电缆敷设方法，其特征在于，所述敷设电缆时需灵活组合使用桥架类型、电缆转弯半径系数、桥架的容积率和电缆间距。