核心詞：移動 金屬 橡 套 電纜 
　　PDMS即工廠三維布置設(shè)計管理系統(tǒng),是英國AVEVA公司研發(fā)的在流程工廠設(shè)計領(lǐng)域享譽世界的軟件系統(tǒng),目前在核電、火電、石化、船舶等行業(yè)應用廣泛,該軟件具有全比例三維實體建模、多專業(yè)實時協(xié)同三維設(shè)計、獨立的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、開放的開發(fā)環(huán)境等功能特點。設(shè)計人員首先要手工明確需要進行電纜敷設(shè)的設(shè)備和設(shè)備的接線點,再由設(shè)計人員規(guī)劃整個項目中可用于接線的電纜通道,然后再根據(jù)設(shè)備的定位和電纜通道進行電纜的敷設(shè),手動編制記錄節(jié)點,依靠設(shè)計人員的經(jīng)驗規(guī)劃最優(yōu)路徑,最后由敷設(shè)結(jié)果生成電纜清冊和敷設(shè)圖。所以,傳統(tǒng)的電纜敷設(shè)方式,基本上全靠人力來實現(xiàn),費時費力,而且很難獲得電纜敷設(shè)中既滿足工程需求又節(jié)約電纜的最優(yōu)解。和傳統(tǒng)的電纜敷設(shè)相比較,現(xiàn)階段工程中,為了提高工作效率,部分工序采用二維CAD輔助軟件。b.二三維計算分離,目前最常用的電纜敷設(shè)方式是基于AutoCAD平臺開發(fā)的敷設(shè)軟件,而電纜敷設(shè)軟件與三維設(shè)計平臺中電纜通道布置及設(shè)備布置是分離的,設(shè)計人員需要把在三維軟件上布置好的電纜通道生成CAD圖紙,再在圖紙上用電纜敷設(shè)軟件繪制一遍通道,這樣既增加了設(shè)計人員工作量,也會存在模型和圖紙不一致的問題。電纜量統(tǒng)計不精確,CAD的電纜敷設(shè)是基于拓撲關(guān)系的一個虛擬路徑算法,與實際偏差較大,為了防止設(shè)計電纜量單出現(xiàn)不足的問題,設(shè)計人員會在電纜量上增加10%的裕度,且不會考慮實際生產(chǎn)過程中電纜分盤的問題,電纜埋管材料也是依靠經(jīng)驗進行估計,存在材料浪費的問題。本文基于PDMS平臺,利用其強大的三維模型功能,研究三維電纜路徑智能設(shè)計算法,以提高電纜敷設(shè)設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量,獲得更精確得材料統(tǒng)計量。三維電纜路徑智能設(shè)計算法,就是利用PDMS平臺上的三維實體環(huán)境及導入的數(shù)據(jù),自動生成路徑節(jié)點智能選擇電纜最優(yōu)路徑,再根據(jù)路徑對電纜進行實體動態(tài)排布,從而完成電纜材料統(tǒng)計,獲取準確的電纜量單。

三維電纜路徑智能設(shè)計流程見圖1。通過接口把電纜清冊導入到PDMS數(shù)據(jù)庫中,在導入過程中,軟件將對電纜清冊進行檢查,對于非系統(tǒng)設(shè)計軟件直接生成的電纜清冊出現(xiàn)的電纜編號重復、一物多碼、信息缺失等問題進行檢查。電纜清冊數(shù)據(jù)導入后,動態(tài)檢測清冊的起始端設(shè)備是否存在三維模型。如不存在,需要重新創(chuàng)建設(shè)備點。設(shè)計人員可以在AutoCAD上快速布置設(shè)備接線點并對其賦值,導出相關(guān)數(shù)據(jù);或在Excel中直接梳理設(shè)備接線點數(shù)據(jù),導入PDMS中,自動創(chuàng)建三維設(shè)備接線點,如圖3。通過路徑節(jié)點自動生成算法,自動生成廠房Site的節(jié)點,并按三維視圖顯示,如圖4。生成點范圍包括:豎井,橋架頭尾,三通,四通。路徑節(jié)點自動生成具體算法如圖5。第一步:根據(jù)用戶指定的范圍,程序通過類型篩選算法,自動的在范圍內(nèi)獲取到所有的豎井、三通、四通以及橋架的首尾坐標。第二步:將第一步中篩選的節(jié)點類型生成路徑節(jié)點數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)中預留節(jié)點深度關(guān)聯(lián)構(gòu)件數(shù)據(jù)列表。深度關(guān)聯(lián)元件搜索算法:向前,查找節(jié)點元件所有有連接關(guān)系的構(gòu)件,直到深度到上一個節(jié)點;向后,查找節(jié)點元件所有有連接關(guān)系的構(gòu)件,直到深度到下一個節(jié)點。第三步:將第二步生成的節(jié)點和人工已經(jīng)配置好的節(jié)點,進行關(guān)聯(lián)配對處理,即構(gòu)造節(jié)點之間的運行通道,形成拓撲關(guān)系圖,見圖6。把擁有相同關(guān)聯(lián)元件的節(jié)點創(chuàng)建拓撲關(guān)系關(guān)鍵點,關(guān)聯(lián)元件的數(shù)量創(chuàng)建拓撲關(guān)系權(quán)重。電纜路徑分為兩部分:接線點至橋架部分和橋架部分。
　　1、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:取D1坐標范圍內(nèi)的墻
　　根據(jù)電纜起、終端設(shè)備接線點的坐標,獲取坐標D1范圍內(nèi)的墻、柱,選擇最近墻或柱元件,然后獲取該元件D2范圍內(nèi)橋架,過濾異側(cè)橋架,再選取最近橋架。最后,通過設(shè)備接線點,墻柱,橋架,計算出接線點至橋架所有路徑。接線點至橋架路徑算法流程如圖7。
　　2、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:橋梁路徑
　　橋架路徑:電纜路徑自動敷設(shè)效率與算法有著很密切的關(guān)系,橋架路徑采用國際上成熟的典型的單源最短路徑算法Dijkstra(迪杰斯特拉),主要特點是以起始點為中心向外層層擴展,直到擴展到終點為止,但是這個算法的局限在于它的運算量隨節(jié)點數(shù)量成指數(shù)倍的增長,特別在于有外部約束條件(例如電纜類型、電壓等級、通道分層及實時占積率等)的情況下,效率更是低下。因此針對三維電纜敷設(shè)這樣節(jié)點數(shù)量成百上千的情況,在此算法上進行了適合復雜節(jié)點系統(tǒng)電纜敷設(shè)的改進,引入了包絡(luò)范圍、最少節(jié)點數(shù)量、必經(jīng)點(必避點)權(quán)重系數(shù)法。最終高效地完成了電纜路徑的批量計算,算法會默認推送三條最優(yōu)路徑,同時自動選擇三條路徑中得分最高的路徑。
　　3、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:首先定義了幾個變量
　　首先定義幾個變量:結(jié)點個數(shù)N;二維矩陣M,距離矩陣,連通的結(jié)點間即為關(guān)聯(lián)元件數(shù),不連通的結(jié)點間為正無窮,和自己的距離為0;一維矩陣pb,若第i點已找到最短路徑,則pb=1,否則等于0,對于初始結(jié)點,pb=1;距離矩陣d,若第i點已找到最短路徑,則的d=最短距離,否則為0,初始結(jié)點d=0;上一結(jié)點矩陣path,礦用電纜若第i點找到了最短路徑,則path存放這一條最短路徑的前一個結(jié)點,通過對每一點的回溯,可以找到最短路徑。
　　4、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:假設(shè)路徑的起點為N1
　　假設(shè)路徑初始點為n1,終止點為n6,則pb=1;在在與n1連通的點中,即在矩陣M的第1行,尋找最小值,最小值所在列即確定的最短路徑的結(jié)點,如同n3最短,pb=1,d=1,對于已找到最短路徑的n3上一節(jié)點為n1,path=1;接著,在與n1連通的,且未找到最短距離的節(jié)點的距離;與n3連通的,尋找節(jié)點距離最小n4,pb=1.d=4,上一節(jié)點n1最小距離3,則pb=1.d=3,path=3,則路徑n1-n4,重復上述步驟在n4節(jié)點繼續(xù)查找,直到查到n6最小距離。
　　5、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:程序默認為每根電纜預留5條可行路徑（數(shù)量可自定義）
　　在電纜路徑智能計算算法中,程序會為每條電纜默認保留五條可行路徑(條數(shù)可自定義)。在可行路徑中,通過電纜路徑最優(yōu)推送算法,將可行路徑進行打分,將分數(shù)最高的路徑作為默認設(shè)計路徑,同時設(shè)計人員可人工干預選擇其他路徑作為設(shè)計路徑。
　　6、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:首先配置指標
　　權(quán)重打分系統(tǒng)算法:首先進行指標配置,默認配置指標為路徑節(jié)點數(shù)量,路徑長度,路徑通過元件占積率,路徑高差值等,如下表1;并配置適中參考值,路徑長度步長為40,路徑節(jié)點數(shù)步長為10,元件占積率步長為30%,高差步長為5?；谌S設(shè)計平臺PDMS進行電纜敷設(shè),以電纜清冊、起始端設(shè)備、路徑溝道、豎井、橋架作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),以路徑節(jié)點自動生成算法、電纜路徑智能計算算法和電纜路徑最優(yōu)推送算法為核心,解決了電纜路徑智能計算的難題,完成了實體電纜的智能排布敷設(shè)。
　　7、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:在優(yōu)化布線算法的計算效率上仍有進一步優(yōu)化的空間
　　但在電纜敷設(shè)最優(yōu)路徑的算法計算效率上還有繼續(xù)優(yōu)化的空間。
　　如果您對“礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜”感興趣，歡迎您聯(lián)系我們