解决管道综合设计中发现的问题的方法和系统技术方案

本公开涉及一种解决管道综合设计中发现的问题的方案，包括：从各个来源获取原始的管道三维设计图；对所述管道三维设计图存在的碰撞问题进行排查；如果存在碰撞问题，则针对每个所述碰撞问题，重复执行下述调整操作：标识涉及所述碰撞问题的管道的类型并确定避让管，生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图，基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案，基于所述最佳路径调整方案调整所述管道三维设计图；如果不存在碰撞问题，将经调整的管道三维设计图输出给用户。

Method and system for solving problems found in integrated design of pipeline

【技术实现步骤摘要】
解决管道综合设计中发现的问题的方法和系统
本公开涉及地下管道的综合设计领域，尤其是涉及解决在进行管道综合设计时所发现的问题的方案。
技术介绍
近年来，随着社会的发展进步，全国各地的城市建设和改建工程越来越多。而市政管道的综合设计是城市总体规划建设中的一项必不可少的内容。城市的地下存在各种工程和市政管道，例如上水、燃气、通信、电力、雨水、污水等等管道。这些管道星罗棋布地分布在城市的各个角落，它们的性能和用途各不相同，承担设计和施工的也不是同一部门，建设时间又通常有先有后。因此，在施工之前的规划设计时，对各种市政管道的空间位置进行综合设计是非常有必要的，这可以防止和解决城市建设中新老管道之间、新新管道之间以及管道与建筑物等之间可能发生的问题，并且也便利了今后对建成的管道的后续管理维护。在传统的管道综合设计方案中，已经开发出了不少可以用于管道综合设计的软件，并且，所述软件也提供了一定的侦测和解决管道问题(例如碰撞、不符合规范等问题)的手段，但是，现有的管道综合设计方案中解决所述问题的手段比较单一，通常仅仅考虑一个碰撞因素或分开地考虑几个因素，而无法通过综合全面地分析来自动解决问题。例如，对于管道设计中的某个点的管道碰撞问题，所述方案可能仅仅是建议将碰撞中的某根管道抬高来避免碰撞，但所述抬高可能会引起被抬高的产生很多新问题，例如不符合规范、与其它原先不碰撞的管道发生新碰撞问题等等。因此，在传统的管道综合设计方案中，解决管道设计中的各种问题还是需要依靠设计人员的人工经验来一步一步微调，直到所述管道调整既克服了原来的问题，又不会产生新的麻烦为止。这就对设计人员提出相当高的要求，需要耗费设计人员大量的精力和时间，并且还是存在很多隐患。如果到现场铺设阶段才发现设计存在问题，则会给施工带来诸多难题。为此，技术人员希望能够提供一种能够快速、自动地解决在管道综合设计阶段发现的问题的机制。
技术实现思路
本公开涉及一种用于解决在管道综合设计阶段所发现的问题的方案，以提供一张高正确性、低成本、自动化的管道设计图，从而减少后续施工和维护的麻烦。根据本公开的第一方面，提供了一种解决管道综合设计中发现的问题的方法，包括：从各个来源获取原始的管道三维设计图；对所述管道三维设计图存在的碰撞问题进行排查；如果存在碰撞问题，则针对每个所述碰撞问题，重复执行下述调整操作：标识涉及所述碰撞问题的管道的类型并确定避让管，生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图，基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案，基于所述最佳路径调整方案调整所述管道三维设计图；如果不存在碰撞问题，将经调整的管道三维设计图输出给用户。根据本公开的第二方面，提供了一种解决管道综合设计中发现的问题的系统，包括：问题排查模块，被配置为对从各个来源获取的原始的管道三维设计图中的碰撞问题进行排查，其中如果存在碰撞问题，则所述问题排查模块将所述管道三维设计图和所述碰撞问题提交给管道调整模块，管道调整模块，被配置为：针对每个所述碰撞问题，重复执行下述调整操作：标识涉及所述碰撞问题的管道的类型并确定避让管；生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图；基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案；基于所述最佳路径调整方案调整所述管道三维设计图；所述问题排查模块还被配置为如果不存在碰撞问题，则通知所述管道调整模块生成经调整的管道三维设计图；设计输出模块，被配置为将来自所述管道调整模块的经调整的管道三维设计图输出给用户。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。附图说明为了描述可获得本专利技术的上述和其它优点和特征的方式，将通过参考附图中示出的本专利技术的具体实施例来呈现以上简要描述的本专利技术的更具体描述。可以理解，这些附图只描绘了本专利技术的各典型实施例，并且因此不被认为是对其范围的限制，将通过使用附图并利用附加特征和细节来描述和解释本专利技术，在附图中：图1示出了根据本公开的实施例的具有自动解决所发现的设计问题的功能的示例管道设计系统的结构图。图2示出了两根交叉管道发生碰撞后的空间示意图。图3a示出了一根新建管道在穿过三根现状管道时的平面图。图3b则示出了图3a中的四根管道的三维空间立体图。图3c在图3b中的三维空间立体图的基础上示出了包含关键路径节点的立体图。图3d示出了从避让管的端点x出发经过关键节点1、2、3、4中的一个或多个至端点y的各个路径的路径图。图3e示出了经调整后的四根管道的三维空间立体图。图4示出了一副常规的市政管道规划设计图。图5示出了根据本公开的一个实施例的一种用于解决管道综合设计中发现的问题的方法。具体实施方式本公开涉及一种用于解决在管道综合设计时发现的问题的方案，该方案可以快速、自动地解决原本需要人工多次调整才能克服的管道设计中的问题(尤其是碰撞问题)，提高了管道设计图的可靠性和精确性，节省了施工和维护的成本，同时极大地提升了管道的安全性。首先，可以理解的是，当在管道综合设计时发现问题后，例如管道之间的碰撞问题，最常见的解决方案是通过调整其中某一条管道以使得管道之间的最小间距符合规范要求来解决所述问题。需要调整的管道一般可称为“避让管”。而所述管道的调整可包括：抬升、下降、加装弯曲管绕过碰撞的管道等等。但需要注意的是，并不是所有类型的管道都能弯曲。很多管道由于其特性只能被整体抬升或者下降，而无法通过弯曲来绕过碰撞的其它管道。因此，在解决所述管道设计问题之前，需要对管道设计图中所涉及的各种管道进行分级。具体而言，目前城市管道的铺设主要涉及市政行业的六大市政管道，即上水、燃气、通信、电力、雨水、污水管道。在这些管道中，一般地，上水、燃气管道为压力管道，压力管道可通过弯头实现管道弯曲，因此，属于可弯曲管。通信、电力管道里面铺设的是电缆而非流体，因此，为了避免一定弯曲角度下，线缆出现曲折影响信号传输，一般都是采取直埋敷设的形式进行铺设。但是，电力和通信管道在某种情况下可通过抛物线管道的方式进行穿越敷设，所以，这些管道属于不易弯曲管(但也可有条件地弯曲，例如利用抛物线状的弯曲管道，而非直角弯曲)。而雨水和污水管属于重力流管道，重力流管道由于有重力流向的原因，因此不能进行弯曲，否则将会影响流体的流向导致雨水和污水淤积，因此，它们属于不能弯曲管道。按照上述情况，可以将雨水、污水管道的级别定为高等级，例如第一级别。这一级别的管道属于不可弯曲管道，因此，对该级别的管道的调整只能采取整体抬升或者下降的措施。一般也不建议对这种级别的管道进行调整。将电力、通信管道级别定为中等级，例如第二级别。该级别的管道在一般情况下，也仅进行抬升或者下降操作，但在某些情况下也可以对其进行弯曲调整。例如，如果该管道的整体抬升或下降可能会碰触到邻近的级别更高的管道，例如第一级别的雨水或污水管道，则也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解决管道综合设计中发现的问题的方法，其特征在于，包括：/n从各个来源获取原始的管道三维设计图；/n对所述管道三维设计图存在的碰撞问题进行排查；/n如果存在碰撞问题，则针对每个所述碰撞问题，重复执行下述调整操作：/n根据涉及所述碰撞问题的管道的类型进行分级以确定避让管；/n生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图；/n基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案；/n基于所述最佳路径调整方案调整所述管道三维设计图；/n如果不存在碰撞问题，/n将经调整的管道三维设计图输出给用户。/n

【技术特征摘要】
1.一种解决管道综合设计中发现的问题的方法，其特征在于，包括：
从各个来源获取原始的管道三维设计图；
对所述管道三维设计图存在的碰撞问题进行排查；
如果存在碰撞问题，则针对每个所述碰撞问题，重复执行下述调整操作：
根据涉及所述碰撞问题的管道的类型进行分级以确定避让管；
生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图；
基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案；
基于所述最佳路径调整方案调整所述管道三维设计图；
如果不存在碰撞问题，
将经调整的管道三维设计图输出给用户。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碰撞问题包括管道的直接碰撞和管道之间的间距不符合行业规范的间接碰撞。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道的类型可以包括：上水、燃气、通信、电力、雨水、污水以及特种管道；
其中根据涉及所述碰撞问题的管道的类型进行分级包括从低到高：
将上水、燃气管道分级为可弯曲的第三级别；
将通信、电力管道分级为不易弯曲的第二级别；
将雨水、污水管道分级为不能弯曲的第一级别；
将特种管道分级为不可移动的特种级别；
其中确定所述避让管包括当碰撞时选择所涉及的管道中的低级别的管道作为避让管，其中如果碰撞的管道的级别相同，则选择新建管道作为避让管。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成涉及所述碰撞问题的管道的路径图包括：
确定所述避让管需要调整的段的端点；
基于所涉及的管道之间的净空检测区域确定关键节点，所述净空检测区域代表了符合基于行业规范的管道净空设计要求的检测区域；
画出从所述避让管的一个端点出发经过各个所述关键节点中的一个或多个至另一个端点的各种路径；
为每条路径设置选择这条路径后所述避让管需要增加的弯折数以及管道长度。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述路径图算法包括：
设置三个集合S、U和A，其中S记录已求出但还未完成的最优路径的节点，并可以保存多条得分最优的路径，U是记录所有可选的节点，A则是所述路径图中当前已经完成的最优方案的集合；
所述基于路径图算法计算所述路径图中各路径的得分以生成最佳路径调整方案包括：
在集合S中从一个端点开始的各条最优路径的最后一个节点为起点从集合U中找出从该最后一个节点开始的可选的下一个节点；
在从所述最后一个节点到所述可选的下一个节点之间的多种路径中根据每条路径的得分选...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一超，姜晓东，
申请(专利权)人：上海营邑城市规划设计股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31