一种输电塔建模时各部件的分类方法及系统与流程

本发明涉及输电塔设计领域，具体涉及一种输电塔建模时各部件的分类方法及系统。
背景技术：
：输电塔通常为对称模型，如前后左右都对称或仅前后对称，建模时通常依据对称信息建立节点和杆件，而通常进行对称简化后模型仍有上千根杆件，按照传统方法，人工填入节点和杆件数据工作量大，节点和杆件的信息量大，冗余信息过多，为了避免偏差，数据校核工作量也将增大，在校核时无论是单独通过文本校核，还是通过数据表图形显示，都需要花费大量时间定位到所在杆件数据行，而且容易出现重复和缺失，依靠人工无法排查，只有有经验的工程师依据计算错误才能找到建模错误。同时传统的建模方式都是通过点来直接生成杆件，这样会产生无用杆件，因此需要通过改进建模时的分类方法提高建模和校核效率。技术实现要素：为了解决现有技术中所存在的传统方法填入的节点和杆件的信息量大，冗余信息过多，建模和校核效率低的问题，本发明提供一种输电塔建模时各部件的分类方法及系统，可以减少节点和杆件重复的属性信息，使信息量减少，进以减少冗余信息，以提高建模和校核效率。本发明提供的技术方案是：一种输电塔建模时各部件的分类方法，包括：将需要建模的输电塔进行分解，得到节点和杆件；基于预先划定好的面，选择所述面相关的点和杆件构建成隔面集合；基于点之间的关系和杆件之间的关系，将未构成隔面集合并具有相同关系的点和杆件构建成同类集合；将未构建隔面集合或同类集合的点和杆件构建成无关集合；基于隔面集合、同类集合和无关集合对输电塔的所有元素进行分类。优选的，所述将需要建模的输电塔进行分解，得到节点和杆件包括：将需要建模的输电塔分解成塔段；根据塔段中节点的共线关系，生成每组共线节点中任意的两个节点；根据已有节点、节点间关系和杆件间的关系生成剩余的节点和杆件。优选的，所述节点以编码的形式表示，内容包括：节点编号、建立方式和节点关系。优选的，所述建立方式包括：根据节点坐标建立、根据共线的3个节点和一个方向的坐标建立和根据3个共线的节点和节点间的比例建立所述建立方式为根据节点坐标建立时，节点的内容还包括：节点的坐标；所述建立方式为根据共线的3个节点和一个方向的坐标建立时，节点的内容还包括：两个共线节点和一个坐标；所述建立方式为根据3个共线的节点和节点间的比例建立时，节点的内容还包括：两个共线节点和节点间比例。优选的，所述杆件以编码的形式表示，内容包括：杆件两端的节点信息，杆件对称关系信息。优选的，所述基于隔面集合、同类集合和无关集合对输电塔的所有元素进行分类之后还包括：基于分类建立的隔面集合、同类集合和无关集合进行建模。优选的，所述节点编号的顺序为生成节点的顺序。基于同一发明构思，本发明还提供了一种输电塔建模时各部件的分类系统，所述系统包括：分解模块、隔面集合构建模块、同类集合构建模块、无关集合构建模块和执行模块；所述分解模块，用于将需要建模的输电塔进行分解，得到节点和杆件；所述隔面集合构建模块，用于根据预先划定好的面，选择所述面相关的点和杆件构建成隔面集合；所述同类集合构建模块，用于根据点之间的关系和杆件之间的关系，将未构成隔面集合并具有相同关系的点和杆件构建成同类集合；所述无关集合构建模块，用于将未构建隔面集合或同类集合的点和杆件构建成无关集合；所述执行模块，用于将根据隔面集合、同类集合和无关集合对输电塔的所有元素进行分类。优选的，所述分解模块包括：塔段分解单元、节点生成单元和节点杆件补全单元；所述塔段分解单元，用于将需要建模的输电塔分解成塔段；所述节点生成单元，用于根据塔段中节点的共线关系，生成每组共线节点中任意的两个节点；所述节点杆件补全单元用于，根据已有节点、节点间关系和杆件间的关系生成剩余的节点和杆件。优选的，所述系统还包括：建模模块；所述建模模块，用于根据分类建立的隔面集合、同类集合和无关集合进行建模。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种输电塔建模时各部件的分类方法和系统，其特征在于，包括：将需要建模的输电塔进行分解，得到节点和杆件；基于预先划定好的面，选择所述面相关的点和杆件构建成隔面集合；基于点之间的关系和杆件之间的关系，将未构成隔面集合并具有相同关系的点和杆件构建成同类集合；将未构建隔面集合或同类集合的点和杆件构建成无关集合；基于隔面集合、同类集合和无关集合对输电塔的所有元素进行分类。本发明可以减少节点和杆件重复的属性信息，使信息量减少，进以减少冗余信息，以提高建模和校核效率。附图说明图1为本发明的流程图；图2为本发明的比例法r取值大于1的示例示意图；图3为本发明的比例法r取值不为负且小于1的示例示意图；图4为本发明的比例法r取值为负的示例示意图；图5为本发明的一种输电塔建模时各部件的分类系统基本结构示意图；图6为本发明的一种输电塔建模时各部件的分类系统详细结构示意图。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。实施例1：本发明为一种输电塔建模时各部件的分类方法，如图1所示，步骤1.将需要设计的塔分解成塔段，并抽象成节点和杆件；将需要建模的输电塔分解成塔段；根据塔段中节点的共线关系，生成每组共线节点中任意的两个节点；根据已有节点、节点间关系和杆件间的关系生成剩余的节点和杆件；其中，生成的节点和杆件包括已有信息和关系信息，在分类后可以减少信息量。步骤2.根据预先划定好的面，选择所述面相关的点和杆件构建成隔面集合；关于x轴或y轴对称的面上的节点和杆件简化成端点和定位点表示，生成水平面上的节点与杆件，并将可以用隔面集合的节点和杆件按照隔面集合表示；步骤3.将未构成隔面集合并具有相同关系的点和杆件构建成同类集合；共线节点和杆件简化成端点数列表示，生成共线点和共线杆件，并将共线的节点和杆件按照集合表示；关于x轴或y轴对称的共线节点之间的交叉杆件简化成端点数列表示，生成关于x轴或y轴对称的交叉杆件，并将对称的交叉杆件按照集合表示；对于交叉杆件，设置同样的材质信息，设置需要考虑同时受压，设置计算长度为两个端点分别到交叉点的长度取大值；关于x轴或y轴对称的连续水平杆件简化成端点数列表示，生成水平杆件，并将杆件按照集合表示；实际工程的一根角钢对应模型中的多条杆件，以集合表示可以将重复的杆件变为一条杆件，不同塔段的共线杆件为不同角钢；其中角钢可以为组合角钢或钢管；步骤4.将未构建隔面集合或同类集合的点和杆件构建成无关集合；步骤5.根据已经建立的集合将集合还原成模型，完成建模。建立集合可以将集合内的节点的属性和杆件的属性简化，减少重复的属性，减少信息量。本发明的编号系统依据如下：节点有三种对称关系：左右对称，前后对称及关于z轴对称。坐标系为笛卡尔坐标系，z轴朝下；在坐标系下，两节点如果的y、z坐标值相同，且x坐标互为正、负就是左右对称的节点；两节点如果x、z坐标相同，且y坐标恰好互为正、负就是前后对称的节点；两节点如果z坐标相同，且x、y坐标都恰好互为正、负就是关于z轴成对称。对于既是左右(前后)对称，也是z轴对称的节点，编号时应遵循左右对称和前后对称优先的原则，将其设置为非z轴成对称。节点编号时，需要根据节点之间的对称关系。互为对称的节点的特点是删去个位数后都是相同的。例如10、11、12、13，删去个位后都是1,，而具体的对称关系，则由个位数表达清楚。不存在对称节点时就不生成该点，用以避免错误。生成的节点数据内容和格式如下：jtypeisj1/xj2/yj3/z/rz1/k1z2/k2其中：j：需建立节点的编号，须遵循节点编号原则，根据生成顺序编号。type：节点建立方式，用一位或二位字母表示(字母大小写均可)，具体方法见下列说明。is：节点对称信息，可以填成0～4。0表示不生成任何对称节点；1表示生成左右对称的节点；2表示生成前后对称的节点；3表示生成关于z轴成对称节点；4表示生成所有对称节点，包括左右、前后以及z轴对称的节点。后面6列数据，由不同节点建立方式决定不同的意义和填写方法。(1)坐标法：输入三个方向坐标值类型字符：type＝c杆塔的主要尺寸控制点，直接输入三个方向坐标值。jtypeisxyz100c41.5002.5003.500(2)截距法：三点共线，已知一个方向坐标值类型字符：type＝xc，已知x坐标值；type＝yc，已知y坐标值；type＝zc，已知z坐标值。j1、j2为共线的另外两个节点编号，j点已知的一个方向坐标值填在第6列。jtypeisj1j2z100xc42003003.500(3)比例法：三点共线，已知节点距离相对比例类型字符：type＝rj1、j2为共线的另外两个节点编号，距离相对比例填在第6列。比例r取值说明如下：1)r为正数时：表示点j位于j1-j2线段之间，大于1表示j位于从j1向j2方向的1/r处，如图2所示，小于1表示j位于从j1向j2方向的r处，如图3所示。两种取值作用相同，两种取值方式为了简化数字长度；2)r为负数时：表示点j位于j1-j2延上线上，该比例的绝对值表示线段j2-j的长度是线段j1-j2的r倍，如图4所示。生成的杆件内容和格式如下：jbjeis(1)jb、je：杆件两端节点编号一般要求jb＜je，如果大号在前，则在计算结果文件中也将按“小-大”的顺序输出杆件编号。(2)is：杆件对称信息生成对称杆件的信息，可能填成0～4；is＝0，不生成任何对称杆件；is＝1，生成左右对称的杆件；is＝2，生成前后对称的杆件；is＝3，生成关于z轴对称的杆件；is＝4，生成左右、前后和关于z轴成对称的杆件。本发明主要辅助杆塔段特征描述文件设置如下。#ssection塔段名称#snode【塔段节点】n1n2…nn#selement【塔段杆件】n1n2【m1信息】n2n3【m2信息】…nnnm【mn信息】#seleline【塔段特征描述】l,is【共线生成节点与杆件】n1,n2,…,nnx,is,dir【生成交叉杆件】n1,n2,…,nns【生成隔面】gm,n0,n1,n2,n3,n4上述为一个塔段的特征描述，一个模型由多个塔段组成。塔段按照特征信息生成节点和杆件，如果该节点和杆件已经存在，则仅排序；如果不存在，则生成缺失的节点和杆件；如果节点或杆件重复，则仅使用最前面的杆件，后面的重复杆件丢弃；如果杆件不在特征描述里，则置于改塔段数据行末尾，并判断是否保留。一个塔段内，节点和杆件数据按特征描述生成的顺序进行排序，整个模型文件按塔段顺序进行依次排序。【塔段节点】每行包含一个节点编号，用于对模型文件中的节点数据行进行排序，该数据由用户填写，缺失节点由塔段特征描述生成。【塔段杆件】每行包含两个节点编号，对应于一根杆件，用于对模型文件中的杆件数据行进行排序，该数据由塔段特征描述生成，非塔段特征描述生成的杆件置于末尾。【塔段特征描述】包含多种特征描述，具体含义见下文。2、依据共线自动生成节点和杆件。l,is【共线生成节点与杆件】n1,n2,…,nnis为对称信息，可以填成0～4。0表示不生成任何对称节点与杆件；1表示生成左右对称的节点与杆件；2表示生成前后对称的节点与杆件；3表示生成关于z轴成对称节点与杆件；4表示生成所有对称节点与杆件，包括左右、前后以及z轴对称的节点与杆件。n1,n2,…,nn为共线的节点编号。本发明具有以下优点：(1)本申请可以根据节点和杆件的分类的集合，减少信息重复，减少信息量，以提高建模和校核的效率。(2)本申请可以将一个角钢对应的多个具有同一属性的杆件统一表示，减少多余信息，增加建模和校核的准确与效率。(3)本申请在生成节点时会对节点进行编号排列，使信息更加简洁。实施例2：先将准备建模的输电塔分解，得到多个输电塔的塔段；对每一个输电塔塔段进行分解，输入共线节点中的任意个节点，并根据已有节点和输入关系，生成其他节点和杆件；例如一个塔段中输入节点后生成其他节点和杆件，并将节点和杆件分类的【描述文件1】如下：#ssection总体#snode50027005990#selement#selelinel,4500,600,700,800,900,27002700,2800,2900,5990该文件已有500，2700，5990三个节点，数据表如下节点号类型对称xyz500c41.31.302700c43352.45990c45.8825.88278.6数据行500,600,700,800,900,2700表示基于500和2700这两个点，将按等距插值自动生成600,700,800,900四个节点，2800,2900同理，生成如下几个杆件。将依据点的顺序，自动生成杆件，同样取描述文件1，500,600,700,800,900,2700和2700,2800,2900,5990将生成如下杆件：起点终点对称5006004600700470080048009004900270042700280042800290042900599043、生成交叉杆件。x,is,dirn1,n2,…,nnx表示生成交叉杆件，is表示生成杆件对称信息，dir表示对称方向，1为与y轴对称的点交叉，2表示与x轴对称的点交叉x,4,1500,600,700,800,900,2700会生成下列杆件：起点终点对称5006014600701470080148009014900270144、生成隔面节点与杆件。sgm,n0,n1,n2,n3,n4s为隔面信息标识，gm为隔面类型，n0-n4为隔面定位点，n0为必须，n1-n4非必须，如果为0或该点号不存在，将自动生成该节点。5、生成水平杆件。h,is,dirn1,n2,…,nnx表示生成交叉杆件，is表示生成杆件对称信息，dir表示对称方向，1为与y轴对称的点交叉，2表示与x轴对称的点交叉h,2,2500,600,700生成杆件如下：起点终点对称500502160060217007021在本实施例中，每个截面分为一类，建立截面剩余的具有同一属性的交叉杆件分为一类，分类后加入杆件的属性信息，相同的属性只添加一次，减少数据量；本实施例中，节点和杆件根据已有的点和杆件以及对应关系形成，节点和杆件在分类变成集合后，包含多个对应关系和一组节点或一组杆件，能减少信息量，并且具有同一关系的点和杆件属性相进，在集合中可以进一步节省信息量，以减少信息冗余。实施例3：本实施例中使用了描述文件，根据节点和杆件的关系生成节点坐标杆件信息；描述文件内容：#ssection总体#snode50020005990600700800900110012001300140021002200230024001000#selement#seleline#ssection段1#snode100110120200210260140150130230240220250270280290#selement100110110120120130130140140150150500100250250200200210210220220230230240240600200110110250210120200260260210110260110210120200120220130210130230140220140240150230150600500240100112110122120142140152150502200212210232230242240602110202120212100102110112120122200202210212200280280270200290290270#selelinel,2100-150,500100,250,200-240,600200,110,250210,120200,260,210110,260xh,2110-150,500,200-240,600x,1100,110,120,140,150,500200,210,230,240,600110,200120,210h,0100,110,120,200,210l辅,2200,280,270200,290,270#ssection段2#snode300310320410340350330400430440420#selement300310310320320330330340340350350501300400400410410420420430430440440601310400400320320410320420330410330430340420340440350430350601501440300312310322320342340352350503400412410432430442440603320412300302320322410412#selelinel,4300-350,501300,400-440,601310,400,320,410xh,2320-350,501,410-440,601x,1300,310,320,340,350,501400,410,430,440,601320,410h,0300,320,410#ssection段3#snode1500151016101520160015301540162016301640#selement13001540154015301530152015201600140016301630162016201610161016001600150015201620162015301530163016301540154014001500151015101520160015101510161015301542154013021610162216201632163014021500164015001502151015121600160216101612#selelinel,21300,1540-1520,16001400,1630-1600,15001520,1620,1530,1630,1540,14001500,1510,15201600,1510,1610x,11530,1540,13001610-1630,14001500,-1640h,21500,1510,1600,1610#ssection段4#snode1700171018101720180017301740182018301840#selement13011740174017301730172017201810140118301830182018201810181018001800170017201820182017301730183018301740174014011700171017101720180017101710181017301742174013031810182218201832183014031700184017001702171017121800180218101812#selelinel,21301,1740-1720,18101401,1830-1800,17001720,1820,1730,1830,1740,14011700,1710,17201800,1710,1810x,11730,1740,13011810-1830,14011700,-1840h,21700,1710,1800,1810#ssection段5#snode510520610620630640#selement500600600700500601600701500602600702500510500520510520510512520521600610600620610630620630600630630631#selelinel,4500,600,700x,2500,600,700x,1500,600,700s,4d21,500,510,520,0,0d22x,600,610,620,630,0#ssection段6#snode#selement7008008009007008018009017008028009028001000#selelinel,4700,800,900x,2700,800,900x,1700,800,900l,2800,1000#ssection段7#snode1010910920930940#selement9001100110012001200110111009101200110211009201100110190091090092091093092093090093090010009201000100010109201010#selelinel,4900,1100,1200x,21200,1100,-910x,11200,1100,-920h,21100s,4d22,900,910,920,930,0l,2900,1000920,1000l,21000,1010l,1920,1010#ssection段8#snode1310132013301340#selement12001300130014001200130113001401120013021300140213001310130013201310133013201330130013301330134013401320#selelinel,41200,1300,1400x,21200,1300,1400x,11200,1300,1400s,4d23,1300,1310,1320,1330,0#ssection段9#snode1410142014301440#selement14002000140020011400200214001410140014201410143014201430140014301430144014401420#selelinel,41400,2000x,21400,2000x,11400,2000s,4d23,1400,1410,1420,1430,0#ssection段10#snode15101520153015402010202020302040#selement200021002000210120002102200020102000202020102030202020302000203020302032#selelinel,42000,2100x,22000,2100x,12000,2100s,4d22y,2000,2010,2020,2030,0#ssection段11#snode#selement210022002100220121002202#selelinel,42100,2200x,22100,2200x,12100,2200#ssection段12#snode#selement220023002200230122002302#selelinel,42200,2300x,22200,2300x,12200,2300#ssection段13#snode2410242024302440#selement230024002300241023002420240024102400242024102430242024302400243024302432#selelinel,42300,2400x,22300,-2410x,12300,-2420s,4d22y,2400,2410,2420,2430,0#ssection段14#snode#selement240059902410599024205990#selelinel,42400,59902410,59902420,5990生成的坐标信息内容：实施例4：基于同一发明构思，本发明还提供了一种输电塔建模时各部件的分类系统，由于这些设备解决技术问题的原理与一种输电塔建模时各部件的分类方法相似，重复之处不再赘述。该系统基本结构如图5所示，所述系统包括：分解模块、隔面集合构建模块、同类集合构建模块、无关集合构建模块和执行模块；其中，分解模块，用于将需要建模的输电塔进行分解，得到节点和杆件；隔面集合构建模块，用于根据预先划定好的面，选择所述面相关的点和杆件构建成隔面集合；同类集合构建模块，用于根据点之间的关系和杆件之间的关系，将未构成隔面集合并具有相同关系的点和杆件构建成同类集合；无关集合构建模块，用于将未构建隔面集合或同类集合的点和杆件构建成无关集合；执行模块，用于将根据隔面集合、同类集合和无关集合对输电塔的所有元素进行分类。输电塔建模时各部件的分类系统详细结构如图6所示。其中，分解模块包括：塔段分解单元、节点生成单元和节点杆件补全单元；塔段分解单元，用于将需要建模的输电塔分解成塔段；节点生成单元，用于根据塔段中节点的共线关系，生成每组共线节点中任意的两个节点；节点杆件补全单元，用于根据已有节点、节点间关系和杆件间的关系生成剩余的节点和杆件。其中，该系统还包括：建模模块；所述建模模块，用于根据分类建立的隔面集合、同类集合和无关集合进行建模。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。当前第1页12