一种基于特征参数的输电铁塔规划方法技术

本发明专利技术涉及电力传输技术领域，特别是一种基于特征参数的输电铁塔规划方法。包括以下过程：步骤1，在三维场景下对铁塔外形尺寸和挂点进行分类和统一命名，获得基于三维坐标的特征参数；步骤2，将铁塔的三维模型分解为规则几何体，利用三维实体建模技术使规则几何体的尺寸通过特征参数驱动；步骤3，将步骤1中的铁塔模型的特征参数与步骤2中规则几何体的构造节点坐标进行对应，建立关联关系。本发明专利技术的技术方案对铁塔外形进行参数化定义，根据所需的典型塔头参数化模型，设计人员通过输入相关的一系列参数，即可实现塔头的快速建模。相对于传统的二维设计方式，三维环境下的铁塔规划还原了实际工况状态，大大提高了铁塔规划工作的效率和准确性。

A Method of Transmission Tower Planning Based on Characteristic Parameters

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征参数的输电铁塔规划方法
本专利技术涉及电力传输
，特别是一种基于特征参数的输电铁塔规划方法。
技术介绍
输电铁塔是输电线路中的基本单元，通常输电铁塔根据电压等级、地形、海拔等条件的变化，其结构形式和尺寸也发生变化。铁塔设计首先需要完成建模工作，其中最主要的工作在于根据电气专业提供的间隙圆、导地线间距离、地线保护角、挂点距离、呼高、导地线层高等特征参数确定铁塔尺寸。目前，输电铁塔规划方式是基于二维图纸的作业方式，其设计直观性差、效率低。以往二维场景下铁塔规划通过布置塔头轮廓、绘制间隙圆、反复调整塔头尺寸等一系列步骤完成，不仅专业人员工作量大，而且由于将原本三维场景下的空间体简化为二维场景下的平面体进行操作，因此得到的最终成果精度不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，将参数化的思想引入规划分析的过程中，提供了一种基于特征参数的输电铁塔规划方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于特征参数的输电铁塔规划方法，包括以下过程：步骤1，在三维场景下对铁塔外形尺寸和挂点进行分类和统一命名，获得基于三维坐标的特征参数；步骤2，将铁塔的三维模型分解为规则几何体，利用三维实体建模技术使规则几何体的尺寸通过特征参数驱动；步骤3，将步骤1中的铁塔模型的特征参数与步骤2中规则几何体的构造节点坐标进行对应，建立关联关系。进一步的，所述步骤1的具体过程为：步骤11，提取铁塔外形轮廓点，将其三维坐标值标记为X、Y和Z轴三个方向特征参数；步骤12，对轮廓点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，保证每个坐标值均具备参数属性；步骤13，根据电气功能要求，确定挂点在三维场景中的位置；步骤14，对所有挂点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，建立坐标与特征参数的关联关系；步骤15，确定步骤14中挂点特征参数与步骤12中外形轮廓点特征参数的关联关系。进一步的，所述步骤13中，首先建立挂点编码规则，分别按地线、导线、跳线挂点，从左到右、从前至后，从上至下对挂点进行编码。进一步的，当步骤15中的挂点特征参数不能与外形轮廓点特征参数建立关联关系时，应将挂点特征参数单独列举出来。进一步的，所述步骤2的具体过程为:步骤21，将铁塔几何模型的组成结构进行分解，得到分解的功能结构；步骤22，将各个功能部分进一步细分为规则的几何体，所述规则几何体为三维基本图元，每个基本图元的外形均通过一组节点的坐标来控制；步骤23，将两两相连基本图元的共用节点进行归并；步骤24，将基本图元的节点与步骤1中的轮廓节点和挂点一一对应。进一步的，当基本图元的节点找不到与轮廓节点和挂点的对应关系时，应返回步骤1中设置特征参数并命名。进一步的，所述规则的几何体包括三棱柱、四棱台、三棱锥。进一步的，将几何模型分解的功能结构包括：塔身、塔腿、塔头、导线横担、地线支架、跳线支架、复合横担。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术的技术方案对铁塔外形进行参数化定义，根据所需的典型塔头参数化模型，设计人员通过输入相关的一系列参数，即可实现塔头的快速建模。设计人员可以根据设计条件任意调整铁塔外形尺寸，在三维设计平台中根据指定的边界条件完成输电线路工程铁塔规划。相对于传统的二维设计方式，三维环境下的铁塔规划还原了实际工况状态，大大提高了铁塔规划工作的效率和准确性。附图说明图1为本专利技术基于特征参数的输电铁塔规划方法流程示意图。图2为常规直线和挂点位置和属性示意图。图3为常规耐张塔挂点位置和属性示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。由于不同输电铁塔的结构具有相似性和继承性，这为进行参数化建模的应用提供了必要的基础条件。铁塔规划涉及到的特征参数包括挂点位置及属性、控制尺寸等。挂点位置及属性主要用于满足电气挂线要求，控制尺寸主要用于铁塔结构设计和优化。如图1所示的实施例，一种基于特征参数的输电铁塔规划方法，包括以下过程：步骤1，在三维场景下对铁塔外形尺寸和挂点进行分类和统一命名，获得基于三维坐标的特征参数；这里的特征参数和三维场景中的坐标轴和坐标值密切相关；步骤2，将铁塔的三维模型分解为规则几何体，例如：铁塔塔身和横担可以看作是由四棱柱组成的规则几何体，地线支架可以看作三棱柱。当轮廓坡度变化时可进一步细分成多个几何体，每个几何体均可通过定义外轮廓控制点的坐标，用参数化实体建模单元来表示。利用三维实体建模技术使规则几何体的尺寸通过特征参数驱动；步骤3，将步骤1中的铁塔模型的特征参数与步骤2中规则几何体的构造节点坐标进行对应，建立关联关系例如:导线挂点中心距XC1＝导线横担三棱柱构造节点X坐标；这样通过人工调整特征参数驱动几何体控制点坐标修改，利用计算机图形技术生成铁塔外轮廓三维模型。上述过程可以减少输电铁塔规划设计的工作量，提高工作效率。优选的实施例，所述步骤1的具体过程：步骤11，提取铁塔外形轮廓点，将其三维坐标值标记为X、Y和Z轴三个方向特征参数；步骤12，对轮廓点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，如导地线挂点层高、变坡段高、直段高、变坡段上口宽、变坡段下口宽、直段宽、顶面宽、曲臂拐点宽，保证每个坐标值均具备参数属性；步骤13，根据电气功能要求，确定挂点在三维场景中的位置；步骤14，对所有挂点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，建立坐标与特征参数的关联关系，例如X坐标命名为挂点与塔身中心距离，Y坐标命名为挂点纵向宽度，Z坐标命名为挂点垂高；步骤15，确定步骤14中挂点特征参数与步骤12中外形轮廓点特征参数的关联关系，如层高＝上下层挂点垂高的距离。挂点位置：挂点不同于外形轮廓点，一般位于模型内部。首先建立挂点编码规则，分别按地线、导线、跳线挂点，从左到右、从前至后，从上至下对挂点进行编码，常规挂点的编码规则：表1铁塔常规挂点编码规则图2为常规直线塔挂点位置和属性示意图，图示挂点包括：左地线挂点G1、左上导线挂点C1、左中导线挂点C2、左下导线挂点C3、右地线挂点G2、右上导线挂点G4、右中导线挂点G5、右下导线挂点G6。图3为常规耐张塔挂点位置和属性示意图，图示挂点包括：左地线后侧挂点G1-2、左地线前侧挂点G1-1、左上导线后侧挂点C1-3、C1-4、左上导线前侧挂点C1-1、C1-2、左上跳线挂点T1-1、T1-2、右地线后侧挂点G2-2、右地线前侧挂点G2-1、右上导线后侧挂点G4-3、G4-4、右上导线前侧挂点G4-1、G4-2、右上跳线挂点T4-1、T4-2、T4-3。当步骤15中的挂点特征参数不能与外形轮廓点特征参数建立关联关系时，应将挂点特征参数单独列举出来。枚举所有参数，如轮廓控制尺寸参数1、轮廓控制尺寸参数2……挂点坐标参数1……等。优选的实施例，所述步骤2的具体过程为:步骤21，将铁塔几何模型的组成结构进行分解，得到分解的功能结构，例如功能结构包括：塔身、塔腿、塔头、导线横担、地线支架、跳线支架、复合横担；步骤22，将各个功能部分进一步细分为规则的几何体，例如包括三棱柱、四棱台，所述规则几何体为三维基本图元，每个基本图元的外形均通过一组节点的坐标来控制；步骤23，将两两相连基本图元的共用节点进行归并，即消除冗余部分；步骤24，将基本图元的节点与步骤1中的轮廓节点和挂点一一对应。当基本图元的节点找不到与轮廓节点和挂点的对应关系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于特征参数的输电铁塔规划方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1，在三维场景下对铁塔外形尺寸和挂点进行分类和统一命名，获得基于三维坐标的特征参数；步骤2，将铁塔的三维模型分解为规则几何体，利用三维实体建模技术使规则几何体的尺寸通过特征参数驱动；步骤3，将步骤1中的铁塔模型的特征参数与步骤2中规则几何体的构造节点坐标进行对应，建立关联关系。

【技术特征摘要】
1.一种基于特征参数的输电铁塔规划方法，其特征在于，包括以下过程：步骤1，在三维场景下对铁塔外形尺寸和挂点进行分类和统一命名，获得基于三维坐标的特征参数；步骤2，将铁塔的三维模型分解为规则几何体，利用三维实体建模技术使规则几何体的尺寸通过特征参数驱动；步骤3，将步骤1中的铁塔模型的特征参数与步骤2中规则几何体的构造节点坐标进行对应，建立关联关系。2.如权利要求1所述的基于特征参数的输电铁塔规划方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：步骤11，提取铁塔外形轮廓点，将其三维坐标值标记为X、Y和Z轴三个方向特征参数；步骤12，对轮廓点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，保证每个坐标值均具备参数属性；步骤13，根据电气功能要求，确定挂点在三维场景中的位置；步骤14，对所有挂点的X、Y和Z轴特征参数进行命名，建立坐标与特征参数的关联关系；步骤15，确定步骤14中挂点特征参数与步骤12中外形轮廓点特征参数的关联关系。3.如权利要求2所述的基于特征参数的输电铁塔规划方法，其特征在于，所述步骤13中，首先建立挂点编码规则，分别按地线、导线、跳线挂点，从左到右、从前至后，从上至下对挂...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯勇，李力，车达，李美峰，许泳，黎亮，肖洪伟，梁明，黄兴，李会超，骆俊林，谢静，韩大刚，唐巍，袁泉，辜良雨，周唯，
申请(专利权)人：中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51