一种多回分支的选线、排位交互、场景建模系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于GIS和CAD可实现多回分支的选线、排位交互、场景建模系统及方法，属于输电工程设计领域。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术的发展和输电工程集成软件开发的加深，输电工程的设计手段逐渐由传统转变为三维协同精细化设计，极大地提高了输电工程设计的效率和质量。
[0003]然而，输电工程三维协同设计相比其它领域起步较晚，目前的集成软件仅能勉强处理点对点简单路径的选线、杆塔排位；因此还无法很好的加工处理单双回变换、线路开断、混压线路分支等常见而复杂的线路类型，难以满足常规的输电工程设计需求。
[0004]现有的输电工程设计系统具体存在以下几点不足:
[0005]1、选线系统仅支持点对点单方向走向的路径选线，以无逻辑的分段路径集合来表达，无法正确描述输电电网系统的网架关系。
[0006]2、在无逻辑的分段路径集合的基础上，只能对各分段路径孤立地进行排位，不仅隔断了控制电压、前后搭接塔的一致性关系，而且排位过程中只能通过人力的模式反复判断、修改，作业过程原始且容易出错，工作效率有待提升。
[0007]3、由于分段路径及排位杆塔缺少关联性，三维场景建模时只能通过人工进行冗余杆塔的过滤、搭接及混压多回杆塔的挂串挂线，此类操作均过分依靠人力的模式，直接导致工作强度大，直接影响设计的工作效率和正确性。
[0008]因此，亟需开发一种对现行多回分支线路可进行选线、排位交互、场景建模的系统及方法，以解决上述问题。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种多回分支的选线、排位交互、场景建模系统及方法，可实现对单双回变换、线路开断、混压线路分支等复杂线路类型的选线、排位交互、场景建模的全流程加工处理，可满足复杂输电网架工程设计需求，从而提高输电工程三维协同设计系统的集成度和实用性，保持前后一致性，运行可靠、高效，信息共享程度高，适用范围广，工作效率得以大幅提升。
[0010]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0011 ] —种多回分支的选线、排位交互、场景建模系统，包括依次连接的多回分支选线模块、排塔定位模块和三维场景建模模块，所述排塔定位模块和三维场景建模模块均与分段平断面数据库进行数据共享。
[0012]其中，所述多回分支选线模块用于进行路径组合分段、生成路径片段，选取主链路径和各支链主链后按序对路径片段和转角粧进行命名，通过选取由路径片段组成的回路路径组、定义回路属性来确定输电系统的网架逻辑关系并生成回路平断面索引，以及切制分段路径断面图并重新写入分段平断面数据库。
[0013]同时，所述排塔定位模块用于重构回路路径平断面图，进行回路路径的杆塔排位，并建立回路杆塔附件及档内导地线数据库。
[0014]而且，所述三维场景建模模块用于提取分段平断面和分段杆塔排位信息，重构走廊范围内房屋、桥梁、树木和输电设备的模型，进行输电系统的三维场景建模。
[0015]本发明还提供一种多回分支的选线、排位交互、场景建模方法，包括以下步骤:
[0016]步骤SOl，数据准备；
[0017]进行基础地理数据、高程数据、电网专题空间数据的入库，进行杆塔、绝缘子串的三维建模和工程的选型配置；
[0018]步骤S02，路径组合分段、生成路径片段；
[0019]按照输电系统多回分支的实际线路走向绘制线路路径，根据线路路径、分支转角粧的连接情况进行路径组合分段，生成以分支转角粧连接为节点的路径片段；所述的输电系统多回分支包括单双回变换、线路开断和混压线路分支；
[0020]步骤S03，定义主链路径、各支路主链；
[0021]在各分段的路径片段基础上，根据转角粧数量为上限值、闭合路径不循环的原则依次定义主链路径、各支路主链；
[0022]步骤S04，路径片段和转角粧的命名；
[0023]按照主链路径、各支路主链的顺序对各分段的路径片段和转角粧进行命名；
[0024]步骤S05，生成回路路径组导航方案；
[0025]通过定义各回线路路径的起止点，根据分支转角粧的连接情况生成若干种由路径片段组成的回路路径组导航方案；
[0026]步骤S06，选取回路路径组；
[0027]通过选择回路路径组导航方案，优选出回路路径组；
[0028]步骤S07，确定输电系统网架逻辑关系，生成回路平断面数据库，切制分段路径断面图、重新写入分段平断面数据库；
[0029]在步骤S06已选取的回路路径组的基础上，进行回路属性定义，所述的回路属性包括电压等级、交直流类型和回路数；再根据回路路径组中路径片段的网架逻辑关系，进行分支转角粧的关联，并生成回路平断面索引；同时针对步骤S04命名后的所有的路径片段、地面高程切制出分段路径断面图，重新写入分段平断面数据库；
[0030]步骤S08，重构回路路径平断面图；
[0031]根据回路平断面索引，并利用分段平断面数据库虚拟重构回路路径平断面图；
[0032]步骤S09，是否排位判断；
[0033]判断回路路径平断面图的断面组合中是否存在已完成杆塔排位的分段平断面，如存在则调用已经排位的分段平断面杆塔数据库后进入下一步，如不存在则直接进入下一步；
[0034]步骤S10，建立回路杆塔附件及档内导地线数据库；
[0035]通过利用回路路径平断面图进行杆塔排位，建立回路杆塔附件及档内导地线数据库，并将排位结果写入各分段平断面对应的分段平断面杆塔数据库；所述的杆塔排位可采用两种工作方式，分别为手工排塔和自动优化排位；
[0036]步骤SI I，排列出若干种导地线挂线方式；
[0037]通过在三维杆塔上进行挂线模板定义，所述的挂线模板包括导地线电压等级、交直流类型、相序安装位置和回路挂线分组模板；利用回路平断面数据库、分段平断面数据库、分段平断面杆塔数据库、回路杆塔附件及档内导地线数据库，依据回路走向、避免导地线交叉、多回路逆相序的原则自动排列出若干种导地线挂线方式；
[0038]步骤S12，批量优化、更换导地线挂线方式；
[0039]优选出回路、相序挂线方式，根据变电站间隔、回路换位、导线换相和特殊搭接要求进行批量优化、更换导地线挂线方式，同时根据导地线挂线方式更新回路杆塔附件及档内导地线数据库；
[0040]步骤S13，完成三维场景建模。
[0041]与现有技术相比，本发明具有的有益效果是:
[0042]1、本发明提供的多回分支的选线、排位交互、场景建模系统及方法，可对单双回变换、线路开断、混压线路分支等常见而复杂的线路类型进行选线、排位交互、场景建模的全流程整体式加工处理，可满足复杂输电网架工程设计需求，从而提高输电工程三维协同设计系统的集成度和实用性。
[0043]2、本发明克服目前的选线系统仅支持点对点的简单走向选线、无法准确描述复杂输电网架的缺陷，提出基于主链路径的转角粧自动命名，通过选取回路路径组而合理确定输电系统网架逻辑关系，可避免选线功能延伸的障碍。
[0044]3、本发明消除了传统系统中分段路径的孤立排位、无法实现控制电压和前后搭接塔一致性的问题，利用各回路路径的分段平断面数据库、回路杆塔附件及档内导地线数据库，同时复用分段平断面数据库，虚拟重构各回路路径平断面图，使得分段平断面正确、合理拼接，实现共用平断面的塔型、呼高完全一致，从而减少内业工作强度，提高工作效率。
[0045]4、本发明通过提取分段平断面和分段杆塔排位信息，以及通过定义三维杆塔回路挂线分组模板，可快速自动实现走廊范围内房屋、桥梁、树木及输电设备等的三维建模，减少三维场场建模的工作量，进一步提升工作效率。
[0046]上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
[0047]图1为本发明多回分支的选线、排位交互、场景建模方法的流程示意图；
[0048]图2为本发明的定义主链路径、路径片段及转角粧命名的示意图；
[0049]图3为本发明的虚拟重构的各回路路径平断面图；
[0050]图4为本发明的三维杆塔回路挂线分组模板示意图。
【具体实施方式】
[0051]下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0052]如图1所示的一种多回分支的选线、排位交互、场景建模系统，包括依次连接的多回分支选线模块1、排塔定位模块2和三维场景建模模块3，所述排塔定位模块2和三维场景建模模块3均与分段平断面数据库进行数据共享。
[0053]其中，所述多回分支选线模块I用于进行路径组合分段、生成路径片段，选取主链路径和各支链主链后按序对路径片段和转角粧进行命名，通过选取由路径片段组成的回路路径组、定义回路属性来确定输电系统的网架逻辑关系并生成回路平断面索引，以及切制分段路径断面图并重新写入分段平断面数据库。
[0054]同时，所述排塔定位模块2用于重构回路路径平断面图，进行回路路径的杆塔排位，并建立回路杆塔附件及档内导地线数据库。
[0055]而且，所述三维场景建模模块3用于提取分段平断面和分段杆塔排位信息，重构走廊范围内房屋、桥梁、树木和输电设备的模型，进行输电系统的三维场景建模。
[00