有效
一种变电站工程设计成果的三维会审方法和系统
袁兆祥、齐立忠、韩文军、张济勇、孙小虎
国网经济技术研究院有限公司
摘要
本发明提出一种变电站工程设计成果的三维会审方法和系统,用于对变电站进行三维模型设计和会审展示,包括:从变电站二维设计图纸上采集设计要素;对二维设计图纸的设计要素进行要素过滤优化;选取过滤优化后的设计要素,通过三维建模软件生成变电站三维模型;对变电站三维模型进行碰撞检查和三维图纸校审,得到三维设计初图;对生成的三维设计初图进行图像渲染,得到变电站会审三维设计图纸;进行变电站会审三维设计图纸的出图和展示。本方法和系统针对目前二维图纸表达设计意图和工程构造不清晰不直观可阅读性差的缺点,采用三维设计模型和图纸结合的会审技术,直观展示三维设计模型,为变电站工程设计成果的三维会审提供便利。
1.一种变电站工程设计成果的三维会审方法,用于对变电站进行三维模型设计和会审展示,其特征在于:步骤1:从变电站二维设计图纸上采集设计要素;步骤2:对所述二维设计图纸的设计要素进行要素过滤优化;步骤3:选取过滤优化后的设计要素,通过三维建模软件生成变电站三维模型;步骤4:对变电站三维模型进行碰撞检查和三维图纸校审,得到三维设计初图;步骤5:对生成的所述三维设计初图进行图像渲染,得到变电站会审三维设计图纸;步骤6:进行所述变电站会审三维设计图纸的出图和展示;所述设计要素包含特征点、特征线段、变电站平面图、剖面图、楼层高度和土建设计;步骤2中对所述二维设计图纸的设计要素进行要素过滤优化,包括对特征点的过滤优化,以及对特征线段的过滤优化;所述对特征点的过滤优化具体包括:步骤2-1,提取二维设计图纸的原始设计空间V 0 ,在原始设计空间V 0 范围内,进行特征点采样;步骤2-2,在特征点采样过程中,获取已有的特征点在各维度方向上构成的闭合空间,要求新的特征点不能落入这些闭合空间中;步骤2-3,将已有的特征点加入特征点集C P ;步骤2-4,将原始设计空间V 0 减去特征点集中已有的特征点在各维度方向上构成的闭合空间,得到过滤后的空闲设计空间V 1 ;步骤2-5,在过滤后的空闲设计空间V 1 中生成大量的随机点;步骤2-6,将这些位于空闲设计空间V 1 上的随机点映射到原始设计空间V 0 ;步骤2-7,计算随机点与已有特征点之间的空间距离,选择一定数量空间填充特性最优的随机点作为随机特征点集C PR ;步骤2-8,识别随机特征点集C PR 中各随机点所在的可行区域,在这些可行区域上沿搜索边界线进行搜索,得到一系列备选特征点,针对每个随机点,选取其中未落入已有特征点构成的闭合空间的最优解,作为新的特征点加入特征点集C P ;步骤2-9,检查算法是否达到终止条件,若是,采样结束;否则,重复步骤2-4至2-9;其中,所述算法的终止条件是预定的特征点数目或三维模型的粒度要求;所述对特征线段的过滤优化,具体包括:步骤2-1’,提取二维设计图纸的原始设计空间V 0 ,在原始设计空间V 0 范围内,进行特征线段采样;步骤2-2’,在特征线段采样过程中,获取已有的特征线段由其所在平面上构成的闭合平面,要求新的特征线段不能落入这些闭合平面中;步骤2-3’,将现有的特征线段加入特征线段集C L ;步骤2-4’,判断特征线段集C L 中现有的特征线段所构成的闭合平面是否可构成的闭合空间,如果否,则继续进行特征线段采样;如果是,则获取由现有闭合平面构成的闭合空间;步骤2-5’,将原始设计空间V 0 减去现有闭合平面构成的闭合空间,得到过滤后的空闲设计空间V 2 ;步骤2-6’,在过滤后的空闲设计空间V 2 中生成大量的随机线段;步骤2-7’,将这些位于空闲设计空间V 2 上的随机线段映射到原始设计空间V 0 ,获取这些随机线段所在的平面,若所述随机线段所在的平面与原始设计空间V 0 中的任一所述现有闭合平面重合,则删除该随机线段,得到过滤优化后的随机线段,加入并更新特征线段集C L ;步骤2-8’,检查算法是否达到终止条件,若是,采样结束;否则,重复步骤2-4’至2-8’。
2.根据权利要求1所述的一种变电站工程设计成果的三维会审方法,其特征在于,所述步骤2-8’中算法的终止条件是预定的特征线段数目或三维模型的粒度要求。
3.根据权利要求1所述的一种变电站工程设计成果的三维会审方法,其特征在于,所述变电站会审三维设计图纸的出图具体包括:变电站会审总图三维出图、土建出图、布置出图、小卷册出图和二次出图。
4.根据权利要求3所述的一种变电站工程设计成果的三维会审方法,其特征在于,所述土建出图具体包括水暖出图、结构出图、建筑出图、总图出图和材料表,所述布置出图具体包括配电装置出图、材料统计图、三维效果图和全站三维模型导出图,所述小卷册出图具体包括防雷接地出图、照明站出图和敷设成品出图。
5.一种变电站工程设计成果的三维会审系统,用于对变电站进行三维模型设计和会审展示,其特征在于:采集单元:用于从变电站二维设计图纸上采集设计要素;过滤单元:用于对所述二维设计图纸的设计要素进行要素过滤优化;建模单元:用于选取过滤优化后的设计要素,通过三维建模软件生成变电站三维模型;检查单元:用于对变电站三维模型进行碰撞检查和三维图纸校审,得到三维设计初图;渲染单元:用于对生成的所述三维设计初图进行图像渲染,得到变电站会审三维设计图纸;出图单元:用于进行所述变电站会审三维设计图纸的出图和展示;所述设计要素包含特征点、特征线段、变电站平面图、剖面图、楼层高度和土建设计;过滤单元对所述二维设计图纸的设计要素进行要素过滤优化,包括对特征点的过滤优化,以及对特征线段的过滤优化;所述对特征点的过滤优化具体包括:S1,提取二维设计图纸的原始设计空间V 0 ,在原始设计空间V 0 范围内,进行特征点采样;S2,在特征点采样过程中,获取已有的特征点在各维度方向上构成的闭合空间,要求新的特征点不能落入这些闭合空间中;S3,将已有的特征点加入特征点集C P ;S4,将原始设计空间V 0 减去特征点集中已有的特征点在各维度方向上构成的闭合空间,得到过滤后的空闲设计空间V 1 ;S5,在过滤后的空闲设计空间V 1 中生成大量的随机点;S6,将这些位于空闲设计空间V 1 上的随机点映射到原始设计空间V 0 ;S7,计算随机点与已有特征点之间的空间距离,选择一定数量空间填充特性最优的随机点作为随机特征点集C PR ;S8,识别随机特征点集C PR 中各随机点所在的可行区域,在这些可行区域上沿搜索边界线进行搜索,得到一系列备选特征点,针对每个随机点,选取其中未落入已有特征点构成的闭合空间的最优解,作为新的特征点加入特征点集C P ;S9,检查算法是否达到终止条件,若是,采样结束;否则,重复步骤S4至S9;其中,所述算法的终止条件是预定的特征点数目或三维模型的粒度要求;所述对特征线段的过滤优化,具体包括:S1’,提取二维设计图纸的原始设计空间V 0 ,在原始设计空间V 0 范围内,进行特征线段采样;S2’,在特征线段采样过程中,获取已有的特征线段由其所在平面上构成的闭合平面,要求新的特征线段不能落入这些闭合平面中;S3’,将现有的特征线段加入特征线段集C L ;S4’,判断特征线段集C L 中现有的特征线段所构成的闭合平面是否可构成的闭合空间,如果否,则继续进行特征线段采样;如果是,则获取由现有闭合平面构成的闭合空间;S5’,将原始设计空间V 0 减去现有闭合平面构成的闭合空间,得到过滤后的空闲设计空间V 2 ;S6’,在过滤后的空闲设计空间V 2 中生成大量的随机线段;S7’,将这些位于空闲设计空间V 2 上的随机线段映射到原始设计空间V 0 ,获取这些随机线段所在的平面,若所述随机线段所在的平面与原始设计空间V 0 中的任一所述现有闭合平面重合,则删除该随机线段,得到过滤优化后的随机线段,加入并更新特征线段集C L ;S8’,检查算法是否达到终止条件,若是,采样结束;否则,重复步骤S4’至S8’。



