基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法及存储介质，方法包括：获取配电线路中的各电网设备的设备模型数据；构建多叉树拓扑网络；确定多叉树拓扑网络的主干路径以及各分接点对应的枝干路径；确定主干路径的布局方向，并分别根据各分接点所在路径的布局方向，确定各分接点对应的各枝干路径的布局方向；依次放置各设备节点，并通过碰撞检测，对重叠的设备节点进行调整，确定各设备节点的中心坐标；分别根据各设备节点的中心坐标和设备端子偏移量，计算各设备节点的端子坐标，并进行设备节点之间的连接布线，得到布局图。本发明专利技术可消除线路重叠及标注冲突压盖的问题，使布局更加紧凑美观。布局更加紧凑美观。布局更加紧凑美观。

【技术实现步骤摘要】
基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及配电网绘图
，尤其涉及一种基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法及存储介质。

技术介绍

[0002]目前应用于自动绘图的算法可以归结为三类：第一类是递归布局算法，例如干线支线算法；第二类是基于离散坐标的组合优化算法，例如粒子群算法、遗传算法等；第三类是基于连续坐标的布局算法，例如力导向算法。
[0003]对于组合优化算法，存在的主要问题是运行时间长、容易受到参数的影响，权值难以平衡，多次迭代后得到的图形布局也难以保证有较优的效果，随着配电网设备的增加，成图速度会明显降低并且成图效果变差；对于力导向算法等基于连续坐标的布局算法，同样存在绘图时间长的缺点，而且得到的图形容易出现较多的线路弯折，影响图形的可读性；而干线支线算法能够绘制线路横平竖直、清晰易读的配电网图形，适合于配电网辐射状或弱环状的拓扑结构，总体上具有较好的布局效果。然而，当前的干线支线算法仍然存在两种问题：一种是对线路拉伸平移过多，这样可以规避图形的重叠或者简化重叠的处理，但是容易造成画布“留白”、浪费绘图空间；另一种是对图形重叠的处理过于繁琐，这样虽然可以避免线路过多的拉伸平移，节约绘图空间，但是在重叠判断和消除中需要进行较多的计算，而且线路拉伸平移后容易引入新的重叠。
[0004]同时，这三类算法还有一个共同的缺陷，就是只考虑到设备图形的布局效果，却从未考虑到设备图形文字标注的布局效果。配网专题图是根据实际的线路按业务需求精简后生成横平竖直的图形布局并提供给工作人员进行审阅比对的，工作人员需要通过设备的标注来获取到有用的信息(如XX线路XX杆)，由于同种设备的图形外观一致，设备如果不带有对应的文字标注，就会影响工作人员的判断，生成的专题图也就没有太大意义。而设备带有对应的文字标注时就会存在一个问题：设备图形之间不会压盖，但是设备之间的文字标注存在冲突和压盖，从而影响对图形的阅读。
[0005]在公开号为CN112685868A的中国专利公开文件中，提出了一种配电网单线图生成方法，但该方案一方面无法解决标注压盖问题，另一方面采用局部拉伸容易引入新的重叠，如图1所示，其左侧的图中存在节点重叠的情况，假设先处理节点3和6的重叠现象，需先通过一定分析确定向下平移的分支{5，6，7，8，9，10)，拉伸平移该分支后得到图1中右侧的图，此时虽然消除了节点3和6的重叠现象，却在节点8和11处引入了新的重叠。
[0006]在公开号为CN111241646A的中国专利公开文件中，提出了一种电网设备的布局方法，但在实际应用中发现只通过深度递归及联合多边形按照面积排序的方法，虽然可以规避图形的重叠或者简化重叠的处理，但是容易造成画布“留白”、浪费绘图空间，同时在重叠判断和消除中引入了非常多的计算，造成图形生成时间较长，效率较低。如图2所示，每个区域都独占布局空间，为规避枝干区域间的重叠，引入了较多的判断和处理，分支拉伸平移过多造成了布局空间的浪费。
[0007]针对以往自动绘图算法容易出现设备图元重叠、重叠处理后的布局空间浪费、二次重叠的现象，以及考虑图形标注避让，本专利技术提出一种基于多叉树碰撞检测并带有标注避让的配网专题图布局方法。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法及存储介质，可消除线路重叠及标注冲突压盖的问题，使布局更加紧凑美观。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，包括：
[0010]获取配电线路中的各电网设备的设备模型数据，所述设备模型数据包括设备ID、设备端子连接信息、设备端子偏移量、设备标注信息和符号样式信息；
[0011]根据所述各电网设备的设备端子连接信息，以电源点或出线点为根节点，构建多叉树拓扑网络，并根据各电网设备的设备模型数据，得到所述多叉树拓扑网络中各设备节点的节点信息；
[0012]以所述多叉树拓扑网络的根节点为起点，确定所述多叉树拓扑网络的主干路径，并以分接点的子节点为起点，递归地确定各分接点对应的枝干路径，所述分接点为存在至少两个子节点的设备节点；
[0013]确定主干路径的布局方向，并分别根据各分接点所在路径的布局方向，确定各分接点对应的各枝干路径的布局方向；
[0014]根据深度优先搜索的顺序、各电网设备的设备标注信息和符号样式信息、预设的布局间隔以及主干路径和枝干路径的布局方向，依次放置各设备节点，并通过碰撞检测，对重叠的设备节点进行调整，确定各设备节点的中心坐标；
[0015]分别根据各设备节点的中心坐标和设备端子偏移量，计算各设备节点的端子坐标，并根据所述多叉树拓扑网络以及各设备节点的端子坐标，进行设备节点之间的连接布线，得到布局图。
[0016]本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
[0017]本专利技术的有益效果在于：通过碰撞检测，对存在重叠的区域进行调整，从而可消除线路重叠的问题；通过构建多叉树拓扑网络，并确定多叉树拓扑网络中的主干路径以及各分接点对应的枝干路径，使得后续可依据一定的顺序进行正向递归布置节点以及反向递归布置枝干，从而可在消除重叠的同时不引入新的重叠；并且，在布局过程中考虑了电网设备的标准信息，可消除标注冲突压盖的问题。
附图说明
[0018]图1为现有技术的示意图一；
[0019]图2为现有技术的示意图二；
[0020]图3为本专利技术实施例一的一种配网专题图布局方法的流程图；
[0021]图4为本专利技术实施例一的多叉树拓扑网络的示意图；
[0022]图5为本专利技术实施例一的边界最大重叠距离的计算及平移示意图；
[0023]图6为本专利技术实施例一的平移调整示意图；
[0024]图7为本专利技术实施例一的布局方向调整示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例一的分接点对应多条枝干数量时的布局示意图；
[0026]图9为本专利技术实施例一的处理效果示意图。
具体实施方式
[0027]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0028]实施例一
[0029]请参照图3
‑
9，本专利技术的实施例一为：一种配网专题图布局方法，可应用于配网单线图或低压台区图的布局。
[0030]如图3所示，包括如下步骤：
[0031]S1：获取配电线路中的各电网设备的设备模型数据。
[0032]具体地，解析从地理图中抽取的并以JSON存储的线路设备模型数据，所述设备模型数据包括设备ID、设备端子连接信息、设备端子偏移量、设备标注信息和符号样式信息。
[0033]S2：根据所述各电网设备的设备端子连接信息，以电源点或出线点为根节点，构建多叉树拓扑网络，并根据各电网设备的设备模型数据，得到所述多叉树拓扑网络本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，其特征在于，包括：获取配电线路中的各电网设备的设备模型数据，所述设备模型数据包括设备ID、设备端子连接信息、设备端子偏移量、设备标注信息和符号样式信息；根据所述各电网设备的设备端子连接信息，以电源点或出线点为根节点，构建多叉树拓扑网络，并根据各电网设备的设备模型数据，得到所述多叉树拓扑网络中各设备节点的节点信息；以所述多叉树拓扑网络的根节点为起点，确定所述多叉树拓扑网络的主干路径，并以分接点的子节点为起点，递归地确定各分接点对应的枝干路径，所述分接点为存在至少两个子节点的设备节点；确定主干路径的布局方向，并分别根据各分接点所在路径的布局方向，确定各分接点对应的各枝干路径的布局方向；根据深度优先搜索的顺序、各电网设备的设备标注信息和符号样式信息、预设的布局间隔以及主干路径和枝干路径的布局方向，依次放置各设备节点，并通过碰撞检测，对重叠的设备节点进行调整，确定各设备节点的中心坐标；分别根据各设备节点的中心坐标和设备端子偏移量，计算各设备节点的端子坐标，并根据所述多叉树拓扑网络以及各设备节点的端子坐标，进行设备节点之间的连接布线，得到布局图。2.根据权利要求1所述的基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，其特征在于，所述以所述多叉树拓扑网络的根节点为起点，确定所述多叉树拓扑网络的主干路径，并以分接点的子节点为起点，递归地确定各分接点对应的枝干路径，所述分接点为存在至少两个子节点的设备节点具体为：以所述多叉树拓扑网络的根节点为起点，对所述多叉树拓扑网络进行深度优先搜索，获取深度值最大的节点路径，作为主干路径；遍历所述主干路径上的主干设备节点，依次将一主干设备节点作为当前主干设备节点；若当前主干设备节点不存在除主干设备节点外的其他子节点，则继续遍历所述主干路径上的主干设备节点；若当前主干设备节点存在除主干设备节点外的其他子节点，则判定当前主干设备节点为分接点，并遍历当前主干设备节点的其他子节点，依次将一其他子节点作为当前子节点；以当前子节点为起点，对所述多叉树拓扑网络进行深度优先搜索，获取深度值最大的节点路径，作为当前设备节点对应的一枝干路径；若所述一枝干路径中存在分接点，则递归地获取所述一枝干路径中的各分接点对应的枝干路径；当遍历完当前主干设备节点的其他子节点后，继续遍历所述主干路径上的主干设备节点；当遍历完主干路径上的主干设备节点后，得到所述多叉树拓扑网络的主干路径以及各分接点对应的各枝干路径。3.根据权利要求1所述的基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，其特征在于，所述确定主干路径的布局方向，并分别根据各分接点所在路径的布局方向，确定各分接点对
应的各枝干路径的布局方向具体为：将预设的布局方向作为主干路径的布局方向，并将所述预设的布局方向存储至各主干设备节点的节点信息中；通过深度优先搜索遍历所述多叉树拓扑网络中的各设备节点，若当前遍历到的设备节点为分接点，则将当前遍历到的设备节点作为当前分接点；根据当前分接点所在路径的布局方向，均匀地设置当前分接点对应的各枝干路径的布局方向，并分别将各枝干路径的布局方向存储至各枝干路径中的各枝干设备节点的节点信息中，其中，枝干路径的布局方向与其对应的分接点所在路径的布局方向垂直。4.根据权利要求1所述的基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，其特征在于，所述根据深度优先搜索的顺序、各电网设备的设备标注信息和符号样式信息、预设的布局间隔以及主干路径和枝干路径的布局方向，依次放置各设备节点，并通过碰撞检测，对重叠的设备节点进行调整，确定各设备节点的中心坐标具体为：遍历所述主干路径上的主干设备节点，依次将一主干设备节点作为当前主干设备节点；根据上一个主干设备节点的中心坐标、主干路径的布局方向以及预设的第一布局间隔，放置当前主干设备节点，并确定当前主干设备节点的中心坐标，其中，第一个主干设备节点的放置于预设的布局起点上；根据当前主干设备节点的符号样式信息和设备标注信息，计算当前主干设备节点的图元大小和标注大小，并根据当前主干设备节点的图元大小和标注大小，构建当前主干设备节点对应的最小多边形区域，作为当前主干设备节点的节点区域，同时记录节点区域的上下左右四个方向的边界线段的位置；将当前主干设备节点的节点区域与主干路径的最新路径区域进行碰撞检测，判断是否存在重叠，其中，主干路径的初始路径区域为第一个主干设备节点的节点区域；若存在重叠，则根据当前主干设备节点的节点区域的边界线路的位置以及主干路径的最新路径区域的边界线段的位置，计算第一边界最大重叠距离；根据所述第一边界最大重叠距离以及主干路径的布局方向，对当前主干设备节点的节点区域进行平移，并更新当前主干设备节点的中心坐标及其节点区域的边界线段的位置；将平移后的当前主干设备节点的节点区域合并至主干路径的最新路径区域，并将合并后的区域作为主干路径的最新路径区域；若不存在重叠，则将当前主干设备节点的节点区域合并至主干路径的最新路径区域，并将合并后的区域作为主干路径的最新路径区域；若当前主干设备节点不为分接点，则继续遍历所述主干路径上的主干设备节点；若当前主干设备节点为分接点，则分别对当前主干设备节点对应的各枝干路径中的各枝干设备节点进行布局，得到当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域；将当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域与主干路径的最新路径区域进行碰撞检测，判断是否存在重叠；若存在重叠，则对当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域以及当前主干设备节点的节点区域进行调整，并更新当前主干设备节点的中心坐标及其节点区域的边界线段的位置以及当前主干设备节点对应的枝干路径上的各枝干设备节点的中心坐标及其节点区
域的边界线段的位置；根据调整后的当前主干设备节点的节点区域以及当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域，更新主干路径的最新路径区域，并将更新后的区域作为主干路径的最新路径区域；若不存在重叠，则将当前主干设备节点对应的枝干路径的枝干路径区域合并至主干路径的最新路径区域，并将合并后的区域作为主干路径的最新路径区域；继续遍历所述主干路径上的主干设备节点，当遍历完主干路径上的主干设备节点后，根据主干路径的最新路径区域，确定各设备节点的中心坐标。5.根据权利要求4所述的基于多叉树碰撞检测的配网专题图布局方法，其特征在于，所述对当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域以及当前主干设备节点的节点区域进行调整，具体为：根据当前主干设备节点对应的枝干路径的路径区域的边界线路的位置以及主干路径的最新路径区域的边界线段的位置，计算第二边界最大重叠距离；根据所述第二边界最大重叠距离以及所述主干路径的布局方向，对当前主干设备节...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡绍育，王震，臧志斌，赵光，吴霞，邱炳煌，邱鹤庆，刘潇，陈进彬，游伟鑫，陈占帅，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：