一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法及装置与流程

1.本发明属于图像识别技术领域，尤其涉及一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法及装置。


背景技术：

2.在电力系统中，存在大量的图纸文件，这些文件主要可以分为两种类型：图形文件和图模文件。图形文件是指非对象点、线形式对电力设备连接关系、设备编号等进行表示的文件；图模文件是指通过在图形文件要素增加设备的编号以及拓扑关系和状态等数据，从而用于状态监控等，如电力scada系统中的图纸。
3.由于不同业务要求，在发电厂或变电站在设计阶段和设备编号阶段往往采用的是图形文件而非图模文件，需要进行图模的识别与转换。然而，以往关于图纸的转换研究主要集中在图纸格式的转换或图形文件矢量化等。比如：将autocad图纸转换为xaml文件，将autocad图纸转化为gis文件，基于图纸的拓扑特征将autocad图纸转化为svg文件等。但是现有技术中并没有将电力系统中的图形文件识别转换为图模文件的方法。
4.针对上述问题，本发明提供一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法，实现将电力系统中的图形文件快速识别转换为图模文件，可以对历史图纸进行复用，提高图纸管理效率，对于打通电网计划、调度、检修等多个环节具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明提供一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法及装置，实现将电力系统中的图形文件快速识别转换为图模文件。
6.基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：
7.一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法，用于将cad类型的图形文件转换为svg图模文件，包括以下步骤：
8.识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；
9.识别每个所述电压等级的接线方式；
10.识别每个所述电压等级的电力间隔；
11.识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
12.所述识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目，包括：
13.通过所述图形文件中标注的宽度和设备编号，识别所述图形文件中的所述母线，并识别所述母线的朝向，计算所述母线之间的距离；
14.通过聚类算法计算所述电压等级以及所述电压等级数目。
15.所述识别每个所述电压等级的接线方式，包括：
16.根据所述图形文件的每个所述电压等级中的所述母线的数目和所述母线之间的距离和相对位置，识别每个所述电压等级的接线方式。
17.所述识别每个所述电压等级的电力间隔，包括：
18.对所述图形文件中的断路器进行识别，判定总间隔数；
19.根据所述总间隔数计算每个所述电压等级的所述电力间隔。
20.所述识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件，包括：
21.根据所述图形文件中的关键要素，对连接在所述母线上的所述母联设备进行识别；
22.通过所述聚类算法对所述图形文件的标注文本信息进行识别；
23.根据所述电压等级、所述电压等级数目、每个所述电压等级的所述接线方式和所述电力间隔、所述母联设备、所述标注文本信息，生成所述图形文件的所述拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
24.应用上述任意一项的电网设备接线图纸文件的智能转换方法的智能转换装置，用于将cad类型的图形文件转换为svg图模文件，包括：
25.电压等级识别模块，用于识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；
26.接线方式识别模块，用于识别每个所述电压等级的接线方式；
27.电力间隔识别模块，用于识别每个所述电压等级的电力间隔；
28.绘制模块，用于识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
29.所述电压等级识别模块，具体用于：
30.通过所述图形文件中标注的宽度和设备编号，识别所述图形文件中的所述母线，并识别所述母线的朝向，计算所述母线之间的距离；
31.通过聚类算法计算所述电压等级以及所述电压等级数目。
32.所述接线方式识别模块，具体用于：
33.根据所述图形文件的每个所述电压等级中的所述母线的数目和所述母线之间的距离和相对位置，识别每个所述电压等级的接线方式。
34.所述电力间隔识别模块，具体用于：
35.对所述图形文件中的断路器进行识别，判定总间隔数；
36.根据所述总间隔数计算每个所述电压等级的所述电力间隔。
37.所述绘制模块，具体用于：
38.根据所述图形文件中的关键要素，对连接在所述母线上的所述母联设备进行识别；
39.通过所述聚类算法对所述图形文件的标注文本信息进行识别；
40.根据所述电压等级、所述电压等级数目、每个所述电压等级的所述接线方式和所述电力间隔、所述母联设备、所述标注文本信息，生成所述图形文件的所述拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
41.应用上述本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法及装置，用于将图形文件转换为图模文件，识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；识别每个所述电压等级的接线方式；识别每个所述电压等级的电力间隔；识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。本发明可以将电力系统中的图形文件快速识别转换为图模文件，从而得到符合新规范的图纸，从而能够对历史图纸进行复用，提
高图纸管理效率，对于保障电网平稳运行具有十分重要意义。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
43.图1为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法的流程示意图；
44.图2为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行电力间隔识别的示意图；
45.图3为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行转换之前的图形文件的示意图；
46.图4为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行转换之后的图模文件的示意图；
47.图5为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换装置的结构示意图。
具体实施方式
48.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。
49.下面，将通过具体实施例对本发明实施例的方案做具体阐述：
50.图1为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法的流程示意图。
51.请参照图1所示，为本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法。
52.电网设备接线图纸文件的智能转换方法需要进行图纸拓扑识别，图纸的拓扑中主要包括三个信息，一是图纸中包括哪些图元，图元属性投产还是预留；二是各元素之间的连接关系，即连接端子的对应关系；三是相对坐标。由此，一幅电力图纸可以表示为t＝(v,l,coor)，其中v表示各种图元，l表示各图元之间的连接关系，coor表示图元的中心坐标以及连接的端子位置。
53.本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法，用于将cad类型的图形文件转换为svg图模文件包括：
54.s100：识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；
55.在本发明实施例中，所述识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目，可以包括：
56.通过所述图形文件中标注的宽度和设备编号，识别所述图形文件中的所述母线，并识别所述母线的朝向，计算所述母线之间的距离；
57.通过聚类算法计算所述电压等级以及所述电压等级数目。
58.本发明实施例中可以通过母线宽度识别出母线，然后识别出母线的朝向，再计算母线之间的距离，通过聚类算法来计算出电压等级数目。
59.在识别出电压等级后，通过断路器编号与变压器的类型进行验证。依据电力一次设备编号规则，550kv、220kv、110kv等不同电压等级的设备都是5、2、1开头的，如果断路器出现的电压编号与聚类的数目一致，则说明电压等级识别正确。此外，如果图中有变压器，则出现的电压等级数目一般要与其绕阻数目一致。
60.s200：识别每个所述电压等级的接线方式；
61.在本发明实施例中，所述识别每个所述电压等级的接线方式，可以包括：
62.根据所述图形文件的每个所述电压等级中的所述母线的数目和所述母线之间的距离和相对位置，识别每个所述电压等级的接线方式。
63.典型的接线方式包括2/3接线、双母接线、单母接线、双母旁母、桥式接线、三角接线等。
64.在识别出电压等级后，可以依据每种电压等级中母线的数目，依据母线的相对距离进行判定，如双母旁母接线方式中，必须出现三根母线，其中两根母线距离较近，另外一根距离较远。按照这种方式可以识别出每个电压等级的接线方式。
65.s300：识别每个所述电压等级的电力间隔；
66.在本发明实施例中，所述识别每个所述电压等级的电力间隔，可以包括：
67.对所述图形文件中的断路器进行识别，判定总间隔数；
68.根据所述总间隔数计算每个所述电压等级的所述电力间隔。
69.图2为本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行电力间隔识别的示意图；典型的电力间隔包括进线与出线回路，而且每个电压等级的间隔具有较为固定模式。因此，识别过程主要对断路器的识别以判定总的间隔数目nv。在得到间隔的数目nv后，则可以计算该电压等级的平均宽度wv。然后计算断路器iv中心坐标(xiv，yiv)在母线上投影判定其连接点，如果是双母旁母的接线方式则可由此计算两个连接端子的位置。
70.出线和进线间隔可以通过断路器间隔范围是否有箭头来进行判定(xi
v-wv/2，xiv+wv/2)，如果该电压是垂直分布则判定范围是(yi
v-wv/2，yiv+wv/2)。之后，在通过扫描刀闸、隔离开关等要素判定是否为一个完整间隔，从而得到间隔的组串。
71.s400：识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
72.在本发明实施例中，所述识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件，可以包括：
73.根据所述图形文件中的关键要素，对连接在所述母线上的所述母联设备进行识别；
74.通过所述聚类算法对所述图形文件的标注文本信息进行识别；
75.根据所述电压等级、所述电压等级数目、每个所述电压等级的所述接线方式和所述电力间隔、所述母联设备、所述标注文本信息，生成所述图形文件的所述拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
76.图3为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行转换之前的图形文件的示意图；图4为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法中进行转换之后的图模文件的示意图；母联设备主要包括母联刀闸、母联断路器等，这些设备的识别主要通过一些关键要素的识别。同时对于虚连设备通过一个全局变量δ来进行判定，如果该设
备与母线的距离小于刀闸长度5分之一则人为其与母线是连接在一起的。
77.在进行标注文本信息识别时，标注文本信息主要包括两部分：图框信息识别和标注识别。图框部分识别主要通过固定位置的识别来完成，主要包括了制图员、审核员、批准、审核等人员信息以及日期信息。相对而言，标注信息则相对困难需要识别字符串的方向，通过设计一种启发式的字符串，识别方向来进行识别。
78.进行识别的聚类算法可以如下所示：首先对出现字符串的方向进行水平扫描和纵向扫描，计算所有字符串之间的平均距离，凡是临近距离小于这个平均距离的则认为是个字符串。通过这一聚类算法可以实现标注文本信息的字符串识别。
79.应用上述本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法，用于将cad类型的图形文件转换为svg图模文件，识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；识别每个所述电压等级的接线方式；识别每个所述电压等级的电力间隔；识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
80.本发明主要采用聚类算法对文本和图形进行识别，将cad文件中的点、线等基础图形，转换成svg格式的基础图形，在此基础上分析svg文件中的电压等级和电压等级数目；识别每个所述电压等级的接线方式；识别每个所述电压等级的电力间隔；识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制成电网元器件对象的图模文件。
81.本技术实施例的电网设备接线图纸文件的智能转换方法，所生成的svg文件能够便于读取内部设备的对象信息，支持与电网内部其他系统的信息共享与交互。本发明可以对历史图纸进行复用，将电力系统中的图形文件快速识别转换为图模文件，快速得到符合新规范的图纸，提高图纸管理效率，对于打通电网计划、调度、检修等多个环节，保障电网平稳运行具有十分重要意义。
82.为了实现对历史图纸的复用，本发明实施例提出了一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法，主要包括一种图模识别转换框架(a hybrid transform framework of primary power drawing，htfp2d)，首先，综合图纸上的标注和设备编号实现图纸的电压等级进行识别，然后结合母线间的距离和相对位置识别接线方式，之后将连接在母线上的电力设备，再对图纸标注文本信息进行识别，从而生成拓扑的描述信息，最后根据拓扑对图纸进行绘制从而得到符合新规范的图模文件图纸。本发明综合采用文本与图形识别的方法，通过对关键要素的识别，将两种识别方法的结果交互验证，最终得到图纸拓扑结构依据标准生成图模数据。通过对大量历史图纸的测试表明，该方法可以实现电力一次图形文件拓扑结构的识别，实现图形到图模文件的转换，保持各个系统数据统一，从而提高电网管理的智能化水平。
83.图5为本发明的一种电网设备接线图纸文件的智能转换装置的结构示意图。
84.请参照图5所示，本发明实施例提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换装置，主要通过电网设备接线图纸文件的智能转换软件来实现，用于将cad类型的图形文件转换为svg图模文件，包括：
85.电压等级识别模块1，用于识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；
86.所述电压等级识别模块1，具体用于：
87.通过所述图形文件中标注的宽度和设备编号，识别所述图形文件中的所述母线，并识别所述母线的朝向，计算所述母线之间的距离；
88.通过聚类算法计算所述电压等级以及所述电压等级数目。
89.接线方式识别模块2，用于识别每个所述电压等级的接线方式；
90.所述接线方式识别模块2，具体用于：
91.根据所述图形文件的每个所述电压等级中的所述母线的数目和所述母线之间的距离和相对位置，识别每个所述电压等级的接线方式。
92.电力间隔识别模块3，用于识别每个所述电压等级的电力间隔；
93.所述电力间隔识别模块3，具体用于：
94.对所述图形文件中的断路器进行识别，判定总间隔数；
95.根据所述总间隔数计算每个所述电压等级的所述电力间隔。
96.绘制模块4，用于识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
97.所述绘制模块4，具体用于：
98.根据所述图形文件中的关键要素，对连接在所述母线上的所述母联设备进行识别；
99.通过所述聚类算法对所述图形文件的标注文本信息进行识别；
100.根据所述电压等级、所述电压等级数目、每个所述电压等级的所述接线方式和所述电力间隔、所述母联设备、所述标注文本信息，生成所述图形文件的所述拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
101.本发明实施例提供的混合电力的文件转换装置与上文方法实施例中的混合电力的文件转换方法相对应，可以彼此参照，此处不再详细阐述。
102.应用上述本发明提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换装置，用于将图形文件转换为图模文件，识别所述图形文件中的电压等级和电压等级数目；识别每个所述电压等级的接线方式；识别每个所述电压等级的电力间隔；识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制所述图模文件。
103.本发明主要采用聚类算法对文本和图形进行识别，将cad文件中的点、线等基础图形，转换成svg格式的基础图形，在此基础上分析svg文件中的电压等级和电压等级数目；识别每个所述电压等级的接线方式；识别每个所述电压等级的电力间隔；识别母联设备，生成拓扑描述信息，根据所述拓扑描述信息绘制成电网元器件对象的图模文件。
104.本技术实施例的电网设备接线图纸文件的智能转换装置，所生成的svg文件能够便于读取内部设备的对象信息，支持与电网内部其他系统的信息共享与交互。本发明可以对历史图纸进行复用，将电力系统中的图形文件快速识别转换为图模文件，快速得到符合新规范的图纸，提高图纸管理效率，对于打通电网计划、调度、检修等多个环节，保障电网平稳运行具有十分重要意义。
105.为了实现对历史图纸的复用，本发明实施例主要包括一种图模识别转换框架(a hybrid transform framework of primary power drawing，htfp2d)，首先，综合图纸上的标注和设备编号实现图纸的电压等级进行识别，然后结合母线间的距离和相对位置识别接线方式，之后将连接在母线上的电力设备，再对图纸标注文本信息进行识别，从而生成拓扑的描述信息，最后根据拓扑对图纸进行绘制从而得到符合新规范的图模文件图纸。本发明综合采用文本与图形识别的方法，通过对关键要素的识别，将两种识别方法的结果交互验
证，最终得到图纸拓扑结构依据标准生成图模数据。通过对大量历史图纸的测试表明，该装置可以实现电力一次图形文件拓扑结构的识别，实现图形到图模文件的转换，保持各个系统数据统一，从而提高电网管理的智能化水平。
106.以上对本发明所提供的一种电网设备接线图纸文件的智能转换方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。