JP2005352764A

JP2005352764A - ケーブル布設ルート設計支援システム

Info

Publication number: JP2005352764A
Application number: JP2004172771A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Fujikawa; 和彦藤川
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】全体のコスト低減化を実現し、設計変更に対して迅速に対応することのできるケーブル布設ルート設計支援システムを得る。
【解決手段】全体経路情報作成部１は、トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎと図面間トレイ経路情報１１とに基づいて全体経路情報１２を作成する。ルート選定部２は、全体経路情報１２と、ケーブルスケジュール情報１３、ケーブルマスタ１４および回路マスタ１５の情報に基づき、所定の条件を満たすノードのみをルート選択対象とし、かつ、そのルート選択対象からケーブルの太い順に最短ルートを選択し、ケーブルルート情報１６として出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、電力プラントの配線工事設計において、機器間を接続するケーブルのルートを選定するケーブル布設ルート設計支援システムに関する。

例えば、電力プラントといった施設では、機器間を接続するためのケーブルを布設する際、ケーブルを収納するトレイを用いて行う。このようなケーブルの布設方法としては、例えば、特許文献１に示されるように、ケーブルの布設ルートの始点を基準として、そこからｘ，ｙ両方向に単位長さずつ位置を進行させ、ケーブル布設の終点に至るルート検索ステップと、終点から単位長さずつ減少するように位置を進行させて始点に至るルートをケーブル布設ルートとして選定するルート選定ステップとを備えたものがあった。

また、例えば、特許文献２に示されるように、予め設計されたケーブルトレイネットワークデータと、配置すべきケーブルの始点と終点およびケーブルの太さを示すケーブルデータに基づいてルート候補を抽出し、このルート候補の組み合わせを文字列で表現して、総延線長、曲がり回数、収納状況値に着目して評価し、遺伝子アルゴリズムの手法を用いてケーブルルートの組み合わせを得る方法があった。

特開平９−５０４５４号公報

特開平１０−２１２６９号公報

従来のケーブル布設ルート設計支援システムは、ケーブルの最短ルートを求めるものであるが、ケーブル布設コストを考えた場合、ケーブルの太さといった条件を考慮せずに最短ルートを求めても、全体としてのコストが最小になるとは限らない。

また、プラント工事設計中に発生する機器の据付位置変更、ケーブルトレイの取合いによる図面の改訂に対して迅速に対応することが求められるが、従来の方法では、ルート選定に必要なトレイ経路情報を効率よく生成するといったことに関しては示されていなかった。

更に、電力プラントといった施設では布設するケーブル本数が１万本を越えるものもあり、このような膨大なケーブルに対して、設計効率を向上させるためにはケーブルルート選定処理の高速化を図る必要があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、全体のコスト低減化を実現し、かつ、設計変更等に対して柔軟かつ迅速に対応することが可能なケーブル布設ルート設計支援システムを得ることを目的とする。

この発明に係るケーブル布設ルート設計支援システムは、複数のトレイ情報とノード情報とに基づいて、トレイの経路を示す全体経路情報を作成する全体経路情報作成部と、全体経路情報と、使用するケーブルの属性情報とに基づき、所定の条件を満たすノードのみをルート選択対象とし、かつ、ルート選択対象からケーブルの太い順に最短ルートを選択するルート選定処理部とを備えたものである。

この発明のケーブル布設ルート設計支援システムは、複数のトレイ情報とノード情報から全体経路情報を作成し、この全体経路情報と、使用するケーブルの属性情報とに基づいて、ノードの絞り込みを行ってケーブルの太い順からルート選定を行うようにしたので、全体のコスト低減化を実現し、かつ、設計変更等に対して柔軟かつ迅速に対応することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムを示す構成図である。
図において、ケーブル布設ルート設計支援システムは、全体経路情報作成部１とルート選定部２を備えている。全体経路情報作成部１は、トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎおよび図面間トレイ経路情報１１に基づいて、トレイの経路を示す全体経路情報１２を作成する機能を有している。また、ルート選定部２は、全体経路情報１２と、ケーブルスケジュール情報１３、ケーブルマスタ１４および回路マスタ１５とに基づいてルート選択を行い、ケーブルルート情報１６を出力する機能部である。即ち、ルート選定部２は、全体経路情報１２と、ケーブルスケジュール情報１３〜回路マスタ１５に含まれるケーブルの属性情報とに基づき、所定の条件を満たすノードのみをルート選択対象とし、かつ、ルート選択対象からケーブルの太い順に最短ルートを選択する機能を有している。

トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎは、それぞれトレイ情報１０ａとノード情報１０ｂを備えている。
図２は、トレイ情報１０ａとノード情報１０ｂを示す説明図である。
図示のように、トレイ情報１０ａは、そのトレイを識別するためのトレイＩＤや、両端のノードの識別情報、およびその断面形状といった情報が含まれている。また、ノード情報１０ｂは、そのノードを識別するためのノードＩＤやどの図面に存在するかを示す所属図面ＩＤ、位置を示すｘ，ｙ，ｚ座標といった情報が含まれている。これらの情報は、ＣＡＤ図面等から抽出される情報である。

また、図面間トレイ経路情報１１には、複数の図面に跨るトレイの情報（トレイ情報１１ａ）やノードの情報（ノード情報１１ｂ）が含まれている。即ち、任意のトレイがどの図面に存在するか、そのトレイの両端ノードがどの図面に位置しているかといった情報が含まれている。これらの情報は、トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎに基づいて作成される情報である。

次に、全体経路情報１２は以下のような情報である。
図３は、全体経路情報１２の各情報を示す説明図である。
図示のように、全体経路情報１２は、全体トレイ経路情報１２ａ、図面間経路情報１２ｂ、図面間接続情報１２ｃといった情報を含むものである。これら情報は対象となるプラント全体で、トレイ情報やノード情報にユニークなＩＤを付与して管理されるものである。

また、ケーブルスケジュール情報１３、ケーブルマスタ１４および回路マスタ１５は次のような情報である。
図４は、ケーブルスケジュール情報１３の説明図である。
ケーブルスケジュール情報１３は、そのケーブルを識別するためのケーブルＮｏや接続する機器を示す発線機器や着線機器の情報、そのケーブルがどのノードから（Ｆｒｏｍ）どのノードまで（Ｔｏ）接続されるかといったケーブルの属性に関する情報が含まれている。

図５は、ケーブルマスタ１４の説明図である。
ケーブルマスタ１４に含まれる情報は、各ケーブルの外径や単価といった各ケーブルの属性を示す情報である。

図６は、回路マスタ１５の説明図である。
回路マスタ１５に含まれる情報は、接続される機器によって決定される各回路の情報であり、その回路がどの程度ケーブルを許容するかといった許容占積率といった情報を含んでいる。

図１に戻り、ケーブルルート情報１６は、ルート選定部２によって選択された各ケーブルのルートを示す情報である。

尚、上記のケーブル布設ルート設計支援システムは、コンピュータを用いて実現され、全体経路情報作成部１とルート選定部２は、それぞれの機能に対応するソフトウェアと、これを実行するためのＣＰＵやメモリ等のハードウェアから構成されている。また、トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎ、図面間トレイ経路情報１１およびケーブルスケジュール情報１３〜回路マスタ１５は、システムに対して外部から与えられるデータであり、全体経路情報１２およびケーブルルート情報１６は、外部記憶装置に保存、またはシステム外部に出力されるデータである。

次に、動作について説明する。
全体経路情報作成部１は、トレイ経路情報１０−１〜１０−ｎおよび図面間トレイ経路情報１１に基づいて、全体経路情報１２を作成する。その方法としては、図３に示したように、各図面上に存在するトレイ情報およびノード情報に、対象となるプラント全体でユニークなＩＤを付与し、そのトレイＩＤやノードＩＤと、各図面のトレイおよびノードとのリンク情報を作成する。これにより、各図面と全体経路情報１２との対応関係が確立される。従って、図面変更があった場合でも、その変更を直ちに全体経路情報１２に反映させることができる。

また、ルート選定部２は、先ず、ケーブルスケジュール情報１３〜回路マスタ１５に基づいて、ケーブルの選定順位を決定する。

図７は、ケーブル選定順位決定処理のフローチャートである。
ルート選定部２は、先ず、ケーブルスケジュール情報１３における各情報に基づいて、各ケーブルをトレイ経路に対応した回路種別毎にグルーピングする（ステップＳＴ１）。次に、ケーブルマスタ１４の情報に基づいてケーブル単価の高いケーブルサイズの大きい順にソーティングする（ステップＳＴ２）。更に、ユーザから、例えばあるケーブルについて、特定のノードやトレイに対しては必ず通過点として指定したい、といったケーブルの通過点の指定を受け付け、これを通過点情報として保持する（ステップＳＴ３）。

次に、ルート選定部２は、このようなケーブル選定順位の結果と、全体経路情報作成部１によって作成された全体経路情報１２に基づいて、ケーブルルートの選定処理を行う。

図８は、ケーブルルートの選定処理のフローチャートである。
ルート選定部２は、ケーブル選定順位決定処理で求めたケーブル選定順位に基づき、ケーブルサイズの最も大きいものからケーブル情報を取得する（ステップＳＴ１１）。即ち、ケーブルスケジュール情報１３から対象となるケーブルのケーブル結線の開始と終了とを示すＦｒｏｍ−Ｔｏ情報を取得する。次いで、対象となるケーブルの始点と終点に対する抽象化ノード情報を取得する（ステップＳＴ１２）。

図９は、抽象化ノード情報取得処理を示すフローチャートである。
抽象化ノード情報取得処理は、ルート選定処理を高速化するために、全体経路情報１２をそのままルート選定に使用するのではなく、元々選定に不要なトレイ経路情報をケーブルのルート検索対象から外し、ルート選定用の経路情報（抽象化ノード情報）に変換する処理である。この抽象化ノード情報取得処理は、図９に示すように、楕円処理によるルートの絞込み（ステップＳＴ２１）、ささくれ処理によるルートの絞込み（ステップＳＴ２２）、エイリアス処理によるエイリアス化（ステップＳＴ２３）からなる。

図１０は、楕円処理の説明図である。
楕円処理は、ルート選定を行う場合に、不要なルートを選定しないために、予め、Ｆｒｏｍ−Ｔｏノードを含む楕円を描き、選定するルートを少なくする処理である。楕円の設定方法は次の通りである。

（１）ＦｒｏｍノードとＴｏノードを直線で結ぶ。
（２）Ｆｒｏｍノードから距離をｒ１、Ｔｏノードからの距離をｒ２とする（ｒ１、ｒ２は任意である）
（３）ｒ１＋ｒ２＝一定（Ｋ）となる点の集合を描く（これが楕円となる）。
（４）楕円に含まれないルートは選定の対象外とする。
（５）Ｋの値を更新し、選定結果を比較する。

以上の処理を行うことにより、ルート検索対象ルートを絞り込むことができる。即ち、不要なノード情報を除外することができる。図１０において、１０１が楕円処理前のノード情報、１０２が楕円処理後のノード情報を示している。

図１１は、ささくれ処理の説明図である。
ささくれ処理とは、予め検索対象外となるルートを除外する処理である。即ち、ある選定対象ルートで接続ノード数が２点以上でないものについては、ルートとして対象とはならないため、このような処理を行うものである。該当するトレイ経路は、図中、二重丸を付与して示している。このささくれ処理は、開始ノード（Ｆｒｏｍ）と終点ノード（Ｔｏ）を除き、接続ノード数が２点以上でないトレイ経路が無くなるまで、ノードの情報をルート検索対象から外す処理を行う。図中の１１１がささくれ処理前のノード情報を示し、１１２がささくれ処理後のノード情報を示している。

図１２は、エイリアス処理の説明図である。
エイリアス処理は、分岐のない経路が複数つながっている場合は、これらを一つのノードとして考え、ノード情報を一つにまとめて代用する処理である。例えば、図１２に示すＡ−Ｂ−Ｃ−Ｆ間や、Ｄ−Ｅ−Ｆ間は一つのノードとしてまとめる。即ち、ルート選定を行う場合にノードＡからノードＢを通ってノードＦへのルートは一つだけだからである。図中の１２１がエイリアス処理前の状態、１２２がエイリアス処理後の状態を示している。尚、Ａ−Ｃ−Ｆ間やＤ−Ｆ間のノード情報は、エイリアス処理を行う前の情報（距離、ノード数）を持っており、ルート選定部２はルート選定後に元に戻してケーブルルート情報１６として出力する。

図８に戻り、ステップＳＴ１２において抽象化ノード情報を取得した後、ケーブルルートを抽出する（ステップＳＴ１３）。即ち、ケーブルルートとして短い順に所定の個数（例えば最大２５６個）抽出する。尚、ステップＳＴ１３において、そのケーブルに対する通過点の指定情報があった場合は、この情報を加味してケーブルルートを抽出する。次に、許容占積率をオーバーする抽象化ノード情報を削除する（ステップＳＴ１４）。即ち、抽象化ノード情報のルートのうち、いずれかのノードで許容占積率を超えていた場合は、その抽象化ノード情報を削除する。

このような処理を行ったのち、ルート選定部２は、対象となるケーブルルートから最も距離が短いルートを検索し（ステップＳＴ１５）、求めた検索結果を図示しない検索結果テーブルに保存する（ステップＳＴ１６）。そして、ルート検索を行うケーブルが全て処理されたかを判断し（ステップＳＴ１７）、まだ、処理対象のケーブルが残っている場合は、ステップＳＴ１１に戻って次のケーブルに対する処理を行う。このようにして、１本ずつケーブルサイズの太い順にケーブルルートを検索し、ステップＳＴ１７において、全てのケーブルに対する処理が終了した場合は、ケーブルルート選定処理を終了し、検索結果をケーブルルート情報１６として出力する。

以上のように、実施の形態１によれば、複数のトレイ情報とノード情報とに基づいて、トレイの経路を示す全体経路情報を作成する全体経路情報作成部と、全体経路情報と、使用するケーブルの属性情報とに基づき、所定の条件を満たすノードのみをルート選択対象とし、かつ、ルート選択対象からケーブルの太い順に最短ルートを選択するルート選定部とを備えたので、全体のコスト低減化を実現すると共に、ルート選定に必要なトレイ経路情報を効率よく生成することができ、かつ、設計変更等に対して柔軟かつ迅速に対応することができる。

また、実施の形態１によれば、全体経路情報作成部は、複数の図面に存在するトレイ情報とノード情報とを一意に識別するためのトレイ識別情報とノード識別情報とを用いてトレイの経路情報を管理するようにしたので、図面の改訂といった変更に対して迅速かつ容易に対応することができる。

更に、実施の形態１によれば、ルート選定部は、始点からの距離と終点からの距離との合計値が一定となる楕円の範囲内に存在するノードのみをルート選択対象とする楕円処理と、接続ノード数が２点以上あるトレイのみルート選択対象とするささくれ処理と、分岐のない経路が複数つながっている場合は、これらを一つの経路とするエイリアス処理とのうち、少なくとも一つの処理からなる抽象化ノード情報取得処理を行い、この処理結果に基づいて最短ルートを検索するよう構成されているので、ケーブルルート選定処理の高速化が図れ、従って、膨大なケーブル本数を有するトレイ経路の設定変更等に対しても柔軟に対応することができる。

尚、上記実施の形態１では、対象となる施設として電力プラントを例として説明したが、これに限定されるものではなく、ケーブルルートを選定するものであればどのようなものであっても適用可能である。

この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムを示す構成図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムのトレイ情報とノード情報を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムの全体経路情報の説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムのケーブルスケジュール情報の説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムのケーブルマスタの情報を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムの回路マスタの情報を示す説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおけるケーブル選定順位決定処理を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおけるケーブルルートの選定処理のフローチャートである。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおける抽象化ノード情報取得処理のフローチャートである。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおける楕円処理の説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおけるささくれ処理の説明図である。この発明の実施の形態１によるケーブル布設ルート設計支援システムにおけるエイリアス処理の説明図である。

符号の説明

１全体経路情報作成部、２ルート選定部、１０−１〜１０−ｎトレイ経路情報、１１図面間トレイ経路情報、１２全体経路情報、１３ケーブルスケジュール情報、１４ケーブルマスタ、１５回路マスタ、１６ケーブルルート情報。

Claims

複数のトレイ情報とノード情報とに基づいて、トレイの経路を示す全体経路情報を作成する全体経路情報作成部と、
前記全体経路情報と、使用するケーブルの属性情報とに基づき、所定の条件を満たすノードのみをルート選択対象とし、かつ、当該ルート選択対象からケーブルの太い順に最短ルートを選択するルート選定部とを備えたケーブル布設ルート設計支援システム。
全体経路情報作成部は、複数の図面に存在するトレイ情報とノード情報とを一意に識別するためのトレイ識別情報とノード識別情報とを用いてトレイの経路情報を管理することを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のケーブル布設ルート設計支援システム。
ルート選定部は、始点からの距離と終点からの距離との合計値が一定となる楕円の範囲内に存在するノードのみをルート選択対象とする楕円処理と、接続ノード数が２点以上あるトレイのみルート選択対象とするささくれ処理と、分岐のない経路が複数つながっている場合は、これらを一つの経路とするエイリアス処理とのうち、少なくとも一つの処理からなる抽象化ノード情報取得処理を行い、この処理結果に基づいて最短ルートを検索することを特徴とする請求項１または請求項２記載のケーブル布設ルート設計支援システム。