核心詞：移動 金屬 橡 套 電纜 
　　PDMS即工廠三維布置設計管理系統,是英國AVEVA公司研發的在流程工廠設計領域享譽世界的軟件系統,目前在核電、火電、石化、船舶等行業應用廣泛,該軟件具有全比例三維實體建模、多專業實時協同三維設計、獨立的數據庫結構、開放的開發環境等功能特點。設計人員首先要手工明確需要進行電纜敷設的設備和設備的接線點,再由設計人員規劃整個項目中可用于接線的電纜通道,然后再根據設備的定位和電纜通道進行電纜的敷設,手動編制記錄節點,依靠設計人員的經驗規劃最優路徑,最后由敷設結果生成電纜清冊和敷設圖。所以,傳統的電纜敷設方式,基本上全靠人力來實現,費時費力,而且很難獲得電纜敷設中既滿足工程需求又節約電纜的最優解。和傳統的電纜敷設相比較,現階段工程中,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方式是基于AutoCAD平臺開發的敷設軟件,而電纜敷設軟件與三維設計平臺中電纜通道布置及設備布置是分離的,設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軟件繪制一遍通道,這樣既增加了設計人員工作量,也會存在模型和圖紙不一致的問題。電纜量統計不精確,CAD的電纜敷設是基于拓撲關系的一個虛擬路徑算法,與實際偏差較大,為了防止設計電纜量單出現不足的問題,設計人員會在電纜量上增加10%的裕度,且不會考慮實際生產過程中電纜分盤的問題,電纜埋管材料也是依靠經驗進行估計,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計算法,以提高電纜敷設設計效率和設計質量,獲得更精確得材料統計量。三維電纜路徑智能設計算法,就是利用PDMS平臺上的三維實體環境及導入的數據,自動生成路徑節點智能選擇電纜最優路徑,再根據路徑對電纜進行實體動態排布,從而完成電纜材料統計,獲取準確的電纜量單。

三維電纜路徑智能設計流程見圖1。通過接口把電纜清冊導入到PDMS數據庫中,在導入過程中,軟件將對電纜清冊進行檢查,對于非系統設計軟件直接生成的電纜清冊出現的電纜編號重復、一物多碼、信息缺失等問題進行檢查。電纜清冊數據導入后,動態檢測清冊的起始端設備是否存在三維模型。如不存在,需要重新創建設備點。設計人員可以在AutoCAD上快速布置設備接線點并對其賦值,導出相關數據;或在Excel中直接梳理設備接線點數據,導入PDMS中,自動創建三維設備接線點,如圖3。通過路徑節點自動生成算法,自動生成廠房Site的節點,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。路徑節點自動生成具體算法如圖5。第一步:根據用戶指定的范圍,程序通過類型篩選算法,自動的在范圍內獲取到所有的豎井、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點類型生成路徑節點數據,在數據中預留節點深度關聯構件數據列表。深度關聯元件搜索算法:向前,查找節點元件所有有連接關系的構件,直到深度到上一個節點;向后,查找節點元件所有有連接關系的構件,直到深度到下一個節點。第三步:將第二步生成的節點和人工已經配置好的節點,進行關聯配對處理,即構造節點之間的運行通道,形成拓撲關系圖,見圖6。把擁有相同關聯元件的節點創建拓撲關系關鍵點,關聯元件的數量創建拓撲關系權重。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坐標范圍內的墻
　　根據電纜起、終端設備接線點的坐標,獲取坐標D1范圍內的墻、柱,選擇最近墻或柱元件,然后獲取該元件D2范圍內橋架,過濾異側橋架,再選取最近橋架。最后,通過設備接線點,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:電纜路徑自動敷設效率與算法有著很密切的關系,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點數量成指數倍的增長,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這樣節點數量成百上千的情況,在此算法上進行了適合復雜節點系統電纜敷設的改進,引入了包絡范圍、最少節點數量、必經點(必避點)權重系數法。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:結點個數N;二維矩陣M,距離矩陣,連通的結點間即為關聯元件數,不連通的結點間為正無窮,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,初始結點d=0;上一結點矩陣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:假設路徑的起點為N1
　　假設路徑初始點為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點,如同n3最短,pb=1,d=1,對于已找到最短路徑的n3上一節點為n1,path=1;接著,在與n1連通的,且未找到最短距離的節點的距離;與n3連通的,尋找節點距離最小n4,pb=1.d=4,上一節點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節點繼續查找,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(條數可自定義)。在可行路徑中,通過電纜路徑最優推送算法,將可行路徑進行打分,將分數最高的路徑作為默認設計路徑,同時設計人員可人工干預選擇其他路徑作為設計路徑。
　　6、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:首先配置指標
　　權重打分系統算法:首先進行指標配置,默認配置指標為路徑節點數量,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,路徑節點數步長為10,元件占積率步長為30%,高差步長為5。基于三維設計平臺PDMS進行電纜敷設,以電纜清冊、起始端設備、路徑溝道、豎井、橋架作為數據基礎,以路徑節點自動生成算法、電纜路徑智能計算算法和電纜路徑最優推送算法為核心,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。
　　7、礦用移動金屬屏蔽橡套軟電纜:在優化布線算法的計算效率上仍有進一步優化的空間
　　但在電纜敷設最優路徑的算法計算效率上還有繼續優化的空間。
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