基于主干線/分支線模型的配網(wǎng)單線圖自動(dòng)生成方法①

程 偉,彭 森,劉士進(jìn),楊昇至,楊文彬,薛鈞昶

(南京南瑞信息通信科技有限公司,南京 211106)

電氣接線圖是電網(wǎng)拓?fù)錉顟B(tài)的可視化表示,是電力系統(tǒng)運(yùn)行管理不可或缺的圖形資料[1,2].配電網(wǎng)是由許多配電線路構(gòu)成的網(wǎng)格,由從配電變電站出線至向用戶供電的變壓器、配電室以及中間配電線路等構(gòu)成[3].配網(wǎng)單線圖就是利用規(guī)定的圖形符號(hào)和設(shè)備連線對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行可視化的電氣接線圖.隨著我國(guó)電網(wǎng)業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展,對(duì)配電網(wǎng)管理也提出更高要求,配網(wǎng)單線圖作為配網(wǎng)管理的一種專題圖,能顯著提高配網(wǎng)管理的效率.手工繪制的單線圖在用戶自定義、繪制美觀性等方面仍有優(yōu)勢(shì),但其繪制效率低下、不能及時(shí)根據(jù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)更新圖紙、很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)繪制錯(cuò)誤等問(wèn)題也是不爭(zhēng)事實(shí)[4–7].用計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行單線圖自動(dòng)繪制可有效解決以上問(wèn)題[8–10].

常見單線圖自動(dòng)生成方法容易出現(xiàn)設(shè)備重疊,在進(jìn)行設(shè)備布局時(shí)未考慮布線是否方便往往會(huì)導(dǎo)致布線復(fù)雜、效率低、重疊交叉現(xiàn)象嚴(yán)重等問(wèn)題[4,11].其中,為了解決設(shè)備重疊問(wèn)題又往往會(huì)導(dǎo)致設(shè)備間距不均、不對(duì)稱等新問(wèn)題,很難保證生成的單線圖緊湊美觀[11].

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本文提供了一種基于主干線/分支線模型的配網(wǎng)單線圖自動(dòng)生成方法,以提高單線圖自動(dòng)布局的效率和美觀性.主干線/分支線模型就是在對(duì)每個(gè)設(shè)備根據(jù)其復(fù)雜度賦權(quán)重后,依據(jù)單線圖的樹形結(jié)構(gòu)將饋線中含電源的加權(quán)路徑最長(zhǎng)支線作為主干進(jìn)行主干繪制;然后將與主干相連的下級(jí)分支繪制在主干兩側(cè)(所有主干線/分支線的繪制均為水平或垂直);再將主干相連的下級(jí)分支作為主干線完成更深一級(jí)分支線繪制;如此交替主干與分支直至全部分支繪制完成.傳統(tǒng)的主干線/分支線模型無(wú)法很好解決設(shè)備遮蓋問(wèn)題,在進(jìn)行設(shè)備遮蓋解決后的單線圖通常也無(wú)法滿足美觀、緊湊的要求.本文提出局部拉伸與局部收縮相結(jié)合的方法進(jìn)行設(shè)備遮蓋解決,即:對(duì)完成初始布局的單線圖進(jìn)行局部拉伸解決設(shè)備遮蓋問(wèn)題,然后對(duì)完成全部局部拉伸后的單線圖進(jìn)行局部收縮以達(dá)到緊湊、美觀要求.最后采用朝向目標(biāo)的線探索法進(jìn)行自動(dòng)布線[12–15].

1 主干線/分支線生成

1.1 主干線/分支線創(chuàng)建

每個(gè)設(shè)備根據(jù)設(shè)備類型和本身復(fù)雜度確定基礎(chǔ)權(quán)重.配電站和大型開關(guān)站基礎(chǔ)權(quán)重最大;站設(shè)備權(quán)重根據(jù)間隔數(shù)量對(duì)基礎(chǔ)權(quán)重調(diào)整得到;此外下連分支數(shù)越多權(quán)重越大.根據(jù)表1,依照此原則可得到一個(gè)的權(quán)重計(jì)算公式,如式(1).

表1 設(shè)備權(quán)重計(jì)算表

式中,M表示此設(shè)備類型本身對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)權(quán)重,其大小根據(jù)其此類設(shè)備平均復(fù)雜程度和用戶需求確定;S為站內(nèi)間隔數(shù)量,若不為站設(shè)備其值為0;N為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)下連分支個(gè)數(shù),若不為T 接節(jié)點(diǎn)其值為0;Q1、Q2為常量,分別表示站設(shè)備一個(gè)間隔、T 接節(jié)點(diǎn)一個(gè)分支對(duì)應(yīng)權(quán)重值.

權(quán)重的意義在于能正確表征一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的復(fù)雜程度或重要程度.合理的參數(shù)設(shè)置能使獲得的加權(quán)路徑最大分支更逼近最復(fù)雜的那條,將此分支作為主干會(huì)得到最佳布局效果.將復(fù)雜的路徑先布局能減小重疊交叉概率,在單線圖成圖效果和效率方面有較大提高.此外,權(quán)重設(shè)置可根據(jù)用戶需求調(diào)整,不同用戶對(duì)主干上優(yōu)先呈現(xiàn)的設(shè)備有不同期望,可以通過(guò)調(diào)整不同設(shè)備類型本身的基礎(chǔ)權(quán)重M以及參數(shù)Q1、Q2實(shí)現(xiàn)這一業(yè)務(wù)需求.

在本文實(shí)驗(yàn)中Q1取1,Q2取2;非站房類設(shè)備M取1;配電站和大型開關(guān)站M取3,其他站房類設(shè)備M取2.以此組參數(shù)確定的權(quán)重計(jì)算方法,實(shí)際單線圖成圖效果較好.當(dāng)站房基礎(chǔ)權(quán)重M以及Q2值小于普通設(shè)備基礎(chǔ)權(quán)重M時(shí),沖突解決次數(shù)會(huì)增多.

以電源點(diǎn)為起點(diǎn)追蹤加權(quán)路徑最長(zhǎng)的分支作為主干,記為0 級(jí)分支;將0 級(jí)分支作為父分支,繼續(xù)追蹤與父分支相連的下一級(jí)子分支;將追蹤到的子分支再作為父分支進(jìn)行追蹤;交替父分支、子分支,直至所有設(shè)備被追蹤到便完成全部分支的生成.

從電源點(diǎn)開始追蹤到的主干被命名為0 級(jí)分支;以0 級(jí)分支的所有設(shè)備作為起點(diǎn)追蹤到的下一級(jí)分支被命名為1 級(jí)分支;以此類推直至(n–1)級(jí)分支即全部分支被創(chuàng)建.

1.2 設(shè)備對(duì)象創(chuàng)建

首先進(jìn)行主干(0 級(jí)分支)的創(chuàng)建.根據(jù)追蹤到的0 級(jí)分支有序設(shè)備信息,依次進(jìn)行點(diǎn)設(shè)備(若為站設(shè)備,抽象為點(diǎn)設(shè)備)、線設(shè)備的創(chuàng)建;在創(chuàng)建過(guò)程中,對(duì)于站房設(shè)備先進(jìn)行子站圖成圖,之后把整體抽象為普通設(shè)備添加到所屬分支設(shè)備隊(duì)列中;有下一級(jí)分支與之相連的設(shè)備稱之為T 接節(jié)點(diǎn)設(shè)備;在創(chuàng)建過(guò)程中,對(duì)于每個(gè)T 接節(jié)點(diǎn)設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)T 接節(jié)點(diǎn)信息組對(duì)象;一個(gè)T 接節(jié)點(diǎn)信息組對(duì)象包括所屬主干,所有相連下一級(jí)分支和對(duì)應(yīng)T 接節(jié)點(diǎn)設(shè)備等信息;將這些T 接節(jié)點(diǎn)信息組存入一個(gè)隊(duì)列記為tNodeBranchList.

完成主干生成后,對(duì)T S 接節(jié)點(diǎn)信息組隊(duì)列tNodeBranchList中每個(gè)元素tBranchInfo 執(zhí)行如下操作:對(duì)tBranchInfo 下的所有分支,執(zhí)行上述主干生成方法進(jìn)行分支生成;繼續(xù)取下一個(gè)T 接節(jié)點(diǎn)信息組節(jié)點(diǎn),進(jìn)行分支生成;重復(fù)執(zhí)行,至隊(duì)列元素為空,則所有分支設(shè)備完成創(chuàng)建.

2 確定主干線/分支線布局方向

任何分支均布置為一條直線,具有4 種布局方向:自左向右、自右向左、自下向上、自上向下.

首先根據(jù)用戶輸入確定0 級(jí)分支布局方向,然后根據(jù)0 級(jí)分支布局方向確定剩余全部分支布局方向.如果0 級(jí)主干自左向右布局,則與之相連的1 級(jí)分支均勻分布在0 級(jí)主干兩側(cè),為自下向上或自上向下布局;同樣,2 級(jí)分支均勻分布在1 級(jí)分支兩側(cè),為自左向右或自右向左;由此遞推至(n–1)分支,完成全部分支方向確定.對(duì)于0 級(jí)分支布局方向?yàn)槠渌? 種時(shí)同理可推.具體流程如圖1.

3 初始布局與局部拉伸

3.1 進(jìn)行0 級(jí)主干分支布局

首先確定主干首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo),若無(wú)特殊要求首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置為(0,0).根據(jù)首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、布局方向、設(shè)備間距確定第2個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);兩相鄰“點(diǎn)設(shè)備”之間的設(shè)備間距根據(jù)兩設(shè)備外接矩形大小計(jì)算得到,計(jì)算得到的設(shè)備間距實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)調(diào)整間距以達(dá)到緊密、美觀的目的.當(dāng)設(shè)備為子站時(shí),要先對(duì)子站進(jìn)行成圖,然后將子站抽象為一個(gè)點(diǎn)設(shè)備參與布局;為保證美觀,在進(jìn)行水平布局時(shí)要讓主干線中心軸與子站圖的母線對(duì)齊.同理,可根據(jù)第2個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備確定第3個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo).重復(fù)此操作至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備布局完成.在進(jìn)行0 級(jí)分支布局時(shí),將所有T 接節(jié)點(diǎn)信息組存入一個(gè)隊(duì)列,生成T 接節(jié)點(diǎn)信息組隊(duì)列Queue.

3.2 進(jìn)行剩余全部分支布局

重復(fù)執(zhí)行本節(jié)步驟至Queue 隊(duì)列長(zhǎng)度為0.

取Queue 隊(duì)列隊(duì)首元素,記為TB,并在隊(duì)列中刪除.

(1)進(jìn)行下一級(jí)分支首節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)賦值

TB 下的所有分支均已確定分支方向,且所有分支方向均為橫向或縱向.將TB的所有分支按照布局方向分成兩類,分別記為清單orient1List和orient2List,對(duì)應(yīng)布局方向分別為orient1和orient2.根據(jù)TB的T 接節(jié)點(diǎn)設(shè)備坐標(biāo),布局方向orient1和間距配置確定orient1-List 清單內(nèi)所有分支首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo);同理根據(jù)orient2 方向確定orient2List 清單內(nèi)所有分支首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo).

(2)T 接節(jié)點(diǎn)信息組布局所需空間拓展

根據(jù)orient1List和orient2List中分支首節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和每個(gè)分支“點(diǎn)設(shè)備”圖元寬度的最大值,計(jì)算當(dāng)前所有分支布局所需布局空間寬度w(沿T 接節(jié)點(diǎn)所在分支布局方向的寬度).以T 接節(jié)點(diǎn)為開始點(diǎn)向T 接節(jié)點(diǎn)所在分支布局方向和反方向各擴(kuò)展出w/2的空間,用來(lái)當(dāng)前T 接節(jié)點(diǎn)下一級(jí)分支的布局.空間擴(kuò)展就是將相關(guān)設(shè)備向某個(gè)方向拉伸一定距離,以保證特定的空間下不存在設(shè)備.

(3)進(jìn)行分支初始布局和局部拉伸

獲得TB 下所有分支branchList.對(duì)branchList 下的每個(gè)分支B 進(jìn)行如下操作:

1)分支初始布局

對(duì)分支B調(diào)用3.1 節(jié)的主干布局方法進(jìn)行分支布局;分支首節(jié)點(diǎn)已經(jīng)具有坐標(biāo),無(wú)需進(jìn)行計(jì)算.每進(jìn)行一次“點(diǎn)設(shè)備”布局,執(zhí)行一次步驟2)進(jìn)行遮蓋檢測(cè)與解決.為分支B下每個(gè)T 接節(jié)點(diǎn)生成T 接節(jié)點(diǎn)信息組加在Queue 隊(duì)尾.

2)遮蓋檢測(cè)與解決

在根據(jù)上一點(diǎn)設(shè)備Dk–1完成下一個(gè)設(shè)備Dk布局后,需要進(jìn)行遮蓋檢測(cè).求Dk–1和Dk的最小外包矩形,將此外包矩形與其他已布局“點(diǎn)設(shè)備”進(jìn)行重疊檢測(cè);對(duì)發(fā)生重疊的其他“點(diǎn)設(shè)備”進(jìn)行局部拉伸以消除重疊;拉伸方向?yàn)楫?dāng)前“點(diǎn)設(shè)備”布局方向.圖2和圖3分別為自上向下和自左向右的拉伸示意圖.

圖2 自上向下布局局部拉伸示意圖

圖3 自左向右布局局部拉伸示意圖

4 局部收縮

在分支布局時(shí),為解決圖元遮蓋問(wèn)題對(duì)整體進(jìn)行過(guò)多次拉伸,導(dǎo)致總體布局圖元間距不均勻不合理,布局不美觀.為了糾正這一問(wèn)題,完成全部分支布局后,需進(jìn)行收縮運(yùn)算.

分支收縮和分支布局一樣,采用分級(jí)的方式進(jìn)行,如圖4.收縮運(yùn)算采用試探法,按照從分支尾節(jié)點(diǎn)到首節(jié)點(diǎn)、從(n–1)級(jí)分支到0 級(jí)分支的順序依次執(zhí)行.具體步驟如下:

圖4 分支局部收縮方法流程圖

(1)創(chuàng)建shrinkBranchQueue 隊(duì)列;按照從(n–1)級(jí)分支向0 級(jí)分支的順序,將全部分支裝入shrinkBranchQueue隊(duì)列;隊(duì)首元素為(n–1)級(jí)分支,隊(duì)尾元素為0 級(jí)分支;同級(jí)分支之間無(wú)嚴(yán)格順序,不同級(jí)分支間有嚴(yán)格順序.

(2)由隊(duì)首向隊(duì)尾順序遍歷shrinkBranchQueue,對(duì)隊(duì)列中每一個(gè)分支C進(jìn)行如下操作.

按照從分支尾節(jié)點(diǎn)向分支首節(jié)點(diǎn)的順序?qū)Ψ种中每個(gè)點(diǎn)設(shè)備Dm進(jìn)行如下操作:

(2.1)若Dm為分支首節(jié)點(diǎn),根據(jù)分支C父分支計(jì)算Dm最佳坐標(biāo)needCoor.

(2.2)若Dm不是分支首節(jié)點(diǎn),根據(jù)Dm上一個(gè)設(shè)備Dm–1坐標(biāo)計(jì)算Dm最佳坐標(biāo)needCoor.

(2.3)計(jì)算Dm由實(shí)際坐標(biāo)平移至needCoor的待平移值moveValue.

(2.4)獲得從Dm至分支C尾節(jié)點(diǎn)的全部設(shè)備節(jié)點(diǎn)清單needMoveList(包括Dm).

(2.5)將圖紙中與needMoveList中的設(shè)備相連的下級(jí)分支全部設(shè)備,即將分支C的內(nèi)部連通關(guān)系去掉后仍與needMoveList中的設(shè)備有連通關(guān)系的全部設(shè)備加入needMoveList.

(2.6)根據(jù)待平移值moveValue 對(duì)needMoveList中全部設(shè)備進(jìn)行一次平移操作.

(2.7)檢查是否有設(shè)備遮蓋發(fā)生.

(2.7.1)若不存在,則本次局部收縮完成.

(2.7.2)若存在,將needMoveList中所有設(shè)備反向回退平移一個(gè)單位長(zhǎng)度.

(2.7.3)若仍存在遮蓋,重復(fù)執(zhí)行(2.7.2)回退操作,直至圖元遮蓋不存在或回退長(zhǎng)度總和超過(guò)待平移值.

(2.7.4)若回退距離超過(guò)待平移值,將全部待平移設(shè)備坐標(biāo)恢復(fù)平移前狀態(tài).

5 進(jìn)行布線

布線是對(duì)線設(shè)備進(jìn)行坐標(biāo)賦值,根據(jù)布線端子設(shè)備類型,可分為存在站內(nèi)出線點(diǎn)和不存在站內(nèi)出線點(diǎn)兩種情況.

若線設(shè)備所連兩端點(diǎn)設(shè)備均不含站內(nèi)出線點(diǎn),則直接根據(jù)點(diǎn)設(shè)備坐標(biāo)對(duì)線設(shè)備進(jìn)行賦值,不存在拐點(diǎn).

若含有出線點(diǎn)則調(diào)用朝向目標(biāo)的布線算法進(jìn)行布線操作.如圖5所示,具體操作步驟如下文.

圖5 自動(dòng)布線示意圖

(1)在起始點(diǎn)A 先以B'段目標(biāo)點(diǎn)向右進(jìn)行橫向探索,碰到障礙物后在點(diǎn)A1 拐彎.初始探索方向可根據(jù)最大探索步長(zhǎng)優(yōu)先原則確定.

(2)在A1 點(diǎn)以B1為階段目標(biāo)點(diǎn)向上進(jìn)行縱向探索,碰到障礙物后在點(diǎn)A2 處拐彎.此時(shí)階段目標(biāo)點(diǎn)變?yōu)锽2.

(3)重復(fù)步驟(1)、(2),直到階段目標(biāo)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)B 重合并到達(dá).

(4)在以上步驟中,若遇到死點(diǎn)則執(zhí)行步驟(5),若遇到臨界點(diǎn)則執(zhí)行步驟(6).

探索過(guò)程中,當(dāng)橫縱兩個(gè)探索方向均被阻擋,則進(jìn)入死點(diǎn);當(dāng)只需再進(jìn)行一次成功的橫向或縱向探索便到達(dá)布線終點(diǎn),但此時(shí)唯一探索方向被阻擋時(shí),稱為進(jìn)入臨界點(diǎn).

(5)處理死點(diǎn).

(5.1)進(jìn)行反向探索.在當(dāng)前節(jié)點(diǎn),向“相反方向”進(jìn)行探索,每探索一步都往目標(biāo)方向試探,若沒出路則繼續(xù)試探.重復(fù)此步驟.

(5.2)回退.若步驟(5.1)無(wú)法找到出路則回退到上一節(jié)點(diǎn)重復(fù)步驟(5.1).若仍無(wú)法找到出路,則繼續(xù)回退.若回到起始點(diǎn)仍無(wú)法探索到新路徑,則當(dāng)前布線端子不存在有效布線路徑.

(6)處理臨界點(diǎn).

(6.1)根據(jù)當(dāng)前障礙物節(jié)點(diǎn)和探索方向計(jì)算繞障偏移量.

(6.2)根據(jù)繞障偏移量計(jì)算下一個(gè)階段探索目標(biāo)點(diǎn).

(7)進(jìn)行布線重疊檢測(cè)和偏移.

每完成一次布線需要與已布線進(jìn)行重疊檢測(cè)和偏移.每條已布線由若干個(gè)小線段組成,將這些小線段分為橫向線段和縱向線段兩類.依次遍歷當(dāng)前布線每個(gè)小線段,將小線段與它同類已布線段進(jìn)行重疊檢測(cè),若存在重疊沖突則將當(dāng)前小線段進(jìn)行一個(gè)單位偏移,重復(fù)此操作至重疊不存在.

對(duì)有沒有到達(dá)布線終點(diǎn)的失敗探索,可將死點(diǎn)障礙物去掉后重新進(jìn)行弱一級(jí)布線探索.此時(shí)布線會(huì)穿越相關(guān)設(shè)備圖元.

此布線算法可能因障礙物頻繁變換而導(dǎo)致布線變得復(fù)雜,甚至找到所有布線可能解中最復(fù)雜的那個(gè).但考慮到單線圖布線中布線起點(diǎn)與終點(diǎn)所隔障礙物一般并不多,若通過(guò)步長(zhǎng)試探、遍歷對(duì)比等方式獲得拐點(diǎn)更少的解會(huì)增大時(shí)間開銷,卻不會(huì)太大提升單線圖整體效果.所以,在沒找到兼顧效果和效率的工程更優(yōu)布線算法的前提下,本文采用當(dāng)前有使布線拐點(diǎn)過(guò)多風(fēng)險(xiǎn)的布線算法.

圖6為本文最終單線圖成圖,有0 級(jí)分支1 條,1 級(jí)分支4 條,2 級(jí)分支6 條.在進(jìn)行2 級(jí)分支(#19,#20)布局時(shí),發(fā)生圖7所示交叉遮蓋.根據(jù)局部拉伸算法,沖突區(qū)域?yàn)樵O(shè)備#19、#12 組成的最小包圍矩形,將分支(#11-#13)、(#8-#24)、(#9-#10)、(27 開關(guān))和主干(110 kV 大李變電站-#01)部分向左整體平移出沖突區(qū)域.經(jīng)過(guò)局部拉伸后的單線圖如圖8,節(jié)點(diǎn)#08 與25 開關(guān)、節(jié)點(diǎn)#22 與#26 因局部拉伸間距過(guò)大.最后根據(jù)局部收縮算法,對(duì)節(jié)點(diǎn)25 開關(guān)、節(jié)點(diǎn)#26 向其相連T 節(jié)點(diǎn)方向局部收縮,將間距縮至合理值,得到圖6所示緊湊無(wú)交叉美觀的單線圖.

圖6 局部收縮后單線圖

圖7 交叉現(xiàn)象

圖8 局部拉伸消除交叉

6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與驗(yàn)證

結(jié)合上述研究,在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中實(shí)現(xiàn)了此基于主干線/分支線模型的配網(wǎng)單線圖自動(dòng)生成方法,滿足了項(xiàng)目需求.

目前在重疊、交叉處理中普遍采用的是局部拉伸法,如文獻(xiàn)[11,16,17]等均采用此方法.本文將局部拉伸法與本文方法效果進(jìn)行對(duì)比.

為避免圖9所示重疊現(xiàn)象的發(fā)生,在進(jìn)行布局時(shí)需要進(jìn)行T 接分支空間拓展.如圖10,以T 接節(jié)點(diǎn)#2為例說(shuō)明.在對(duì)T 接節(jié)點(diǎn)#2 下連分支布局時(shí)僅主干完成布局,對(duì)T 接節(jié)點(diǎn)#2 下連分支(#16-臺(tái)孫線南山南分支14 分支線01 電纜分支箱)進(jìn)行布局前,先根據(jù)下連分支計(jì)算其布局所需要寬度w.以#2為中線將此線左側(cè)設(shè)備向左平移w/2,右側(cè)設(shè)備向右平移w/2.左側(cè)設(shè)備包括主干(110 kV 大李變電站-#01)部分,右側(cè)設(shè)備包括主干(#03-臺(tái)孫線效果測(cè)試01 配電室)部分.對(duì)T 接節(jié)點(diǎn)#04、#07 均照此操作.如圖10,經(jīng)過(guò)拉伸后的單線圖在以T 接節(jié)點(diǎn)為中心的寬度w范圍內(nèi)不存在除下連分支外其他設(shè)備.最后經(jīng)過(guò)局部收縮,得到圖11所示最終單線圖.

圖9 重疊現(xiàn)象

傳統(tǒng)僅進(jìn)行局部拉伸的單線圖自動(dòng)生成方法在局部拉伸后不可避免會(huì)產(chǎn)生圖8、圖10中部分設(shè)備間距過(guò)大問(wèn)題.本文提出的局部收縮算法,在局部拉伸后將可收縮部分間距收縮至合理值,最終得到如圖6、圖11所示既緊湊又無(wú)重疊交叉的單線圖.

圖10 T 接分支空間拓展避免重疊

圖11 局部收縮消除多余空隙

7 小結(jié)

一種準(zhǔn)確、高效、美觀的單線圖自動(dòng)生成方法是當(dāng)前電網(wǎng)配網(wǎng)管理中的現(xiàn)實(shí)需求.本文提出的基于主干線/分支線模型的配網(wǎng)單線圖自動(dòng)生成方法滿足了單線圖成圖無(wú)設(shè)備遮蓋、布局橫平豎直等基本要求;并加入了局部收縮操作,在單線圖美觀性方面有顯著提高.具體優(yōu)點(diǎn)如下:

(1)分支初始布局后的局部拉伸可以完全解決設(shè)備遮蓋問(wèn)題.

(2)對(duì)局部拉伸后的單線圖進(jìn)行局部收縮運(yùn)算,使單線圖更緊湊美觀.

(3)采用分級(jí)的朝向目標(biāo)的繞障線探索法進(jìn)行布線操作,能在全部場(chǎng)景下完成布線并避免布線重疊.

本文通過(guò)初始布局、局部拉伸、局部收縮3個(gè)關(guān)鍵步驟完成滿足準(zhǔn)確、美觀要求的單線圖自動(dòng)生成;最后通過(guò)朝向目標(biāo)的繞障線探索法高效地完成了布線操作.本文未在文本標(biāo)注問(wèn)題上進(jìn)行深入研究,采用簡(jiǎn)單的標(biāo)注處理方式.今后作者將進(jìn)一步研究單線圖自動(dòng)生成方法標(biāo)注等問(wèn)題的優(yōu)化問(wèn)題.