CN102254056A - 一种核电站电缆路径设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机辅助电缆敷设线路设计技术，具体涉及一种依据已建立的电缆桥架网络，进行核电站电缆路径设计的方法。该方法首先建立电缆与桥架的匹配关系，将电缆的类型、系列色标与桥架的类型、系列色标建立一一对应的关系表；将电缆两端的设备在数据库中建模，然后根据电缆清单，将电缆的数据建立在数据库中；根据设备的布置情况，为电缆的两端设备设置合理的接近点，作为电缆路径设计过程中的起点和终点；根据电缆桥架网络数据模型，合理选择路径，进行电缆的敷设。本发明不仅能够较好较快的完成电缆路径的设计，还解决了现有电缆路径设计中跳层、敷设的合理性、工作效率等问题。

Description

一种核电站电缆路径设计方法

技术领域

本发明涉及计算机辅助电缆敷设线路设计技术，具体涉及一种依据已建立的电缆桥架网络，进行核电站电缆路径设计的方法。

背景技术

核电站的电缆路径设计工作是一项庞大而又繁琐的工作。以堆型为M310的岭澳二期核电站为例，其电缆数量有四万多根，总长约2800公里。数量众多的电缆不仅要根据设备布置情况进行合理敷设，并且需要根据其连接的电气设备隔离以及防火保护等要求，保证其功能的合理实现。

因为电缆路径设计工作的艰巨性以及复杂性，通过人工去进行此项设计工作显然是十分艰难的。目前，核电站的电缆路径设计工作主要是通过计算机软件进行。用计算机软件进行电缆路径的设计工作，主要有以下两种方式：

1.以三维***为主体，依据在三维桥架模型中已完成的桥架布置，进行电缆路径的设计。此类方式，需要将核电厂的电缆桥架布置情况进行建模。而核电站由于其电气设备隔离以及防火保护等的要求，电缆桥架规模庞大，且桥架布置的情况复杂，故此种方法建模工作量大，而且实际桥架***的复杂性很难在三维***中实现，无法满足大型项目电缆路径设计工作的需要。

2.以数据库为核心，依据电缆桥架以及电气设备的布置情况，建立逻辑节点网络。根据已建立的数据网络，对电缆路径进行合理设计。数据库海量的存储、强大的事务处理能力从根本上解决了电缆桥架以及电气设备的布置情况复杂性的问题，从而能够满足任何大型工程电缆路径设计的需要。但是，采用此种方式，存在以下若干问题：

I)电缆路径设计工作的效率问题。通过电缆敷设软件进行电缆路径设计通常有两种方式：自动敷设及手动敷设。自动敷设是指，通过设计人员给定的电缆起始两边设备的接近点，电缆敷设软件依据设计人员给定的电缆敷设准则等要求以及事先在数据库中建立完整的桥架网络数据，自动搜寻合理的电缆路径。这个过程需要占用电缆敷设软件***的大量资源。导致在自动敷设时电缆敷设软件的工作效率并不高。手动敷设是指，设计人员依据电缆起始两边设备位置情况，根据电缆敷设准则等以及桥架网络数据，人为的去寻找合理的电缆路径。而人为寻找的路径势必需要电缆敷设软件对路径进行核对。这个对电缆路径的核对工作也同样占用了电缆敷设软件***的大量资源。导致手动敷设的工作效率在电缆路径设计高峰期同样受到限制。

II)电缆路径设计的合理性。电缆路径的设计工作是由很多设计人员一起参与的工作，尤其是在电缆敷设的高峰期。在电缆路径设计过程中，常常会出现这种情况：同一类型的托盘，有的以及满载甚至超载，而有的托盘只有很少量的电缆，即电缆路径的设计不够合理。这通常是由于电缆敷设软件对桥架的填充率控制不够严格造成的。

III)电缆路径的不合理跳层。电缆的设计路径中出现了较高跨度的跳层，这种情况通常会造成电缆在实际的敷设过程中施工困难。这通常是由于电缆敷设软件在自动敷设过程中路径选择的不够合理，以及设计人员在手动敷设时对电缆路径的选择不够合理。但从根本上来说，这与桥架网络数据建模的不合理息息相关。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种依据已建立的电缆桥架网络进行核电站电缆路径设计的方法，使电缆路径敷设更加合理，工作效率更高。

本发明的技术方案如下：一种核电站电缆路径设计方法，包括如下步骤：

(1)建立电缆与桥架的匹配关系，将电缆的类型、系列色标与桥架的类型、系列色标建立一一对应的关系表；

(2)将电缆两端的设备在数据库中建模，然后根据电缆清单，将电缆的数据建立在数据库中；

(3)根据设备的布置情况，为电缆的两端设备设置合理的接近点，作为电缆路径设计过程中的起点和终点；

(4)根据电缆桥架网络数据模型，合理选择路径，进行电缆的敷设。

进一步，如上所述的核电站电缆路径设计方法，步骤(1)中电缆和桥架的类型包括中压、低压、控制，电缆和桥架的系列色标包括A CO、A OR、B GR、DA BK、G1 YE、G2 BL、G3 RE、G4 BR、P1 PU、P2 TU。

进一步，如上所述的核电站电缆路径设计方法，步骤(2)中，将电缆两端的设备的名称、坐标、所处房间信息在建模过程中建立在数据库中，以表的形式存储；将电缆的名称、类型、系列色标、电缆的特性代码、起点房间、起点设备、终点房间、终点设备以及一些备注信息建立在数据库中，同样以表的形式存储。

进一步，如上所述的核电站电缆路径设计方法，步骤(3)中所述的合理的接近点是指距离设备最近的主托盘上的某个节点，或者是次托盘；主托盘上的某个节点指主托盘上的一些关键点，通过描述这些关键点的空间位置来确定主桥架的空间位置和空间形状变化；次托盘指设计阶段空间位置没有明确确定的托盘，通常存在于主托盘与设备之间位置狭窄的房间。

进一步，如上所述的核电站电缆路径设计方法，步骤(4)中所述的电缆桥架网络数据模型是将实际的电缆桥架***映射为计算机***中的数据元素，使实际的电缆桥架***在计算机中表现为一个通过连接关系将有空间位置的主桥架和没有空间位置的次桥架、孔洞连接起来，建立起的一个连通的电缆桥架网络；所述的数据元素在计算机中采用关系型数据库的表对象进行存储，包括轴线表、节点表、桥架段表、桥架子段表、次桥架表、孔洞表、主主连接表、主次连接表、次次连接表，通过这些表信息的描述构建一个逻辑的节点网络。

进一步，如上所述的核电站电缆路径设计方法，步骤(4)中电缆的敷设包括自动敷设和手动敷设两种方式；自动敷设为采用网络搜索算法来搜寻电缆敷设路径的方式。

本发明的有益效果如下：(一)本发明可以根据参考电站的信息，将参考电站的对应电缆路径展示在路径设计界面，方便参考设计；(二)本发明可以进行电缆路径的复制，只要保证复制路径的起点为电缆路径设计的开始点，即可进行路径的复制，这在一定程度上提高了电缆路径设计的工作效率；(三)本发明在电缆路径设计过程中，若某些桥架已满载，则能够在给出的电缆选择中出现此桥架的满载信息，充分保证桥架在满载时不会再敷设电缆，确保了电缆敷设的合理性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的电缆路径设计过程的实例参考图。

图例说明

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

如图1所示，本发明所提供的核电站电缆路径设计方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立电缆与桥架的匹配关系。

根据电缆敷设准则的要求，在电缆敷设工作开始初期，就需要建立电缆与桥架的匹配关系。这种匹配关系是将电缆的类型(如中压、低压、控制等)、系列色标(A CO、A OR、B GR、DA BK、G1 YE、G2 BL、G3 RE、G4 BR、P1 PU、P2 TU等)，与桥架的类型、系列色标，建立一一对应的关系表来实现的。在电缆敷设时，电缆与桥架需要遵循这张一一对应的关系表，这样就保证了电缆敷设在合乎要求的桥架内。同时也可以根据在某些厂房的特殊要求，制定一些例外的情况，以充分保证电缆敷设的可靠性与准确性。

步骤S2，设备数据以及电缆数据的建立。

在建立电缆数据之前，需要将电缆两端的设备在数据库中建模。设备的名称、坐标、所处房间等信息在建模过程中就建立在数据库中，以表的形式存储。然后根据电缆清单，将电缆的数据，包括电缆的名称、类型、系列色标、电缆的特性代码、起点房间、起点设备、终点房间、终点设备以及一些备注信息(正极、负极等)，建立在数据库中，同样以表的形式存储。本发明提供了两种建立的方法：

I)设计人员在软件中手动建立。即按照电缆的各项信息，由设计人员手动键入。此方法比较耗费人力。

II)设计人员将符合软件要求的电缆清单EXCEL文件，通过接口将电缆数据导入到软件的数据库中。这种方法需要保证电缆清单的EXCEL文件符合软件要求，并且电缆的各项数据：房间、设备等，已经键入数据库。此种方法效率较高。

步骤S3，电缆两端设备接近点的建立。

根据设备的布置情况，为电缆的两端设备设置合理的接近点，作为电缆路径设计过程中的起点终点。接近点可以是设备附近的主托盘上的某个节点，也可以是次托盘。并且可以添加孔洞在接近点中，以充分保证电缆路径的正确性。合理的接近点，需要设计人员通过对设备布置以及托盘图的分析，确保电缆敷设的合理性及施工的可行性来进一步确定。主托盘上的某个节点指主托盘上的一些关键点，通过描述这些关键点的空间位置来确定主桥架的空间位置和空间形状变化。次托盘，指设计阶段空间位置没有明确确定的托盘，通常存在于主托盘与设备之间位置狭窄的房间。距离设备最近的这些主托盘上的节点或者次托盘，即可定义为设备的接近点。

步骤S4，电缆的敷设。

电缆的敷设分为自动敷设和手动敷设。

自动敷设为采用成熟的网络搜索算法(例如A*(A-Star)算法)来搜寻电缆敷设路径的方式，自动敷设占用大量的电缆敷设软件的***资源，故在本发明中，若设计人员想要采用自动敷设，则需要发出申请，由上级的电缆敷设工作的业务管理员根据实际的工作情况进行批准。这样就尽量控制自动敷设的工作时间，以免由于自动敷设占用大量的软件***资源造成电缆路径设计工作效率的降低。

手动敷设可以在设计人员完成电缆两端的设备接近点的设置后进行。本发明的***会根据已建立的网络数据模型，给出可选择的路径，设计人员根据设计要求，选择合理的路径。若路径唯一，则本发明会直接敷设至路径有岔口处，然后由设计人员再选择合理路径，直至路径的终点。这样的敷设方式，只需要设计人员在路径有分岔处进行选择，一定程度上提高了设计人员的工作效率。

这一路经设计过程，充分依据已建立的网络数据模型。网络数据模型在计算机软件中表现为一个通过连接关系将有空间位置的主桥架和没有空间位置的次桥架、孔洞连接起来，建立起的一个连通的电缆桥架网络。在网络数据模型建立期间，依据桥架连接时的准则要求，以及设计人员根据托盘的布置情况，将电缆托盘进行了合理的连接建网。本发明是利用关系型数据库构建电缆桥架网络的，所述的数据元素在计算机中采用关系型数据库的表对象进行存储，包括轴线表、节点表、桥架段表、桥架子段表、次桥架表、孔洞表、主主连接表、主次连接表、次次连接表，通过这些表信息的描述构建一个逻辑的节点网络。通过将实际的电缆桥架***映射为计算机***中的各个数据元素，并且分层、分类描述桥架，使桥架网络结构清晰并符合实际桥架***的复杂性。对电缆桥架网络建立的具体描述可以参见申请人同期申请的专利“一种利用关系型数据库构建电缆桥架网络的方法”。

在进行电缆敷设时，由软件根据电缆桥架网络给出提示路径，由于桥架网络建立的合理性，就保证了电缆路径的合理性。并且，由于提示路径是由软件根据电缆桥架网络给出的，在选择路径后，电缆路径即被数据库所验证，这一过程保证了电缆路径的实时验证。只要电缆路径设计完成，路径的验证过程即结束，充分节省了电缆路径验证过程中对大量占用的***资源。这也一定程度上提高了电缆路径设计的工作效率。

下面结合附图2，具体介绍一下本发明的路径设计的实施，具体实施方法如下。

附图2为桥架逻辑节点网络示意图，其中，电缆起点的电气设备为E1，位于3L312房间，电缆终点的电气设备为M，位于3L311房间。

首先需要将电缆的信息录入本发明，包括起终点设备，电缆规格，电缆所属系列色标，这些信息都是电缆路径设计过程中需要的信息，并将在出版文件上予以标明。

然后，定义起终点设备的接近点。起点设备的接近点应为距离它最近的桥架3L3031C的终点，终点设备的接近点应为距离它最近的桥架3L3020B的终点。下面开始电缆路径设计过程。

若进行自动敷设，则本发明将根据数据库中建立的桥架逻辑节点信息，按照设计人员给定的敷设准则，在设计人员指定的时间内，自动寻找合理的电缆路径。

若进行手动敷设，则本发明将根据数据库中建立的桥架逻辑节点信息，给出下一段路径的提示。在路径的起点，本发明会给出可选的路径3L3031C，因为路径唯一，所以路径可直接到达至3L3031A。在下一步的提示路径中会出现3L3010A及次桥架3L311B，设计者可根据桥架的填充率等实际情况，选择合适的桥架，进行下一步的路径设计。直至路径到达终点3L3020B。

以上所述为本发明的一个简单实现，目的是为了更详细地说明一下本发明的具体实施过程，并非用于限定本发明的保护范围。我们可根据需要进行各项信息的扩展，CNPE和CS&S联合研制的CDMS亦为本发明的一个具体实现，这种电缆路径设计方法给CDMS软件的电缆敷设设计工作带来了极大的方便性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种核电站电缆路径设计方法，包括如下步骤：

(1)建立电缆与桥架的匹配关系，将电缆的类型、系列色标与桥架的类型、系列色标建立一一对应的关系表；

(2)将电缆两端的设备在数据库中建模，然后根据电缆清单，将电缆的数据建立在数据库中；

(3)根据设备的布置情况，为电缆的两端设备设置合理的接近点，作为电缆路径设计过程中的起点和终点；

(4)根据电缆桥架网络数据模型，合理选择路径，进行电缆的敷设。

2.如权利要求1所述的核电站电缆路径设计方法，其特征在于：步骤(1)中电缆和桥架的类型包括中压、低压、控制，电缆和桥架的系列色标包括A CO、A OR、B GR、DA BK、G1 YE、G2 BL、G3 RE、G4 BR、P1 PU、P2 TU。

3.如权利要求1所述的核电站电缆路径设计方法，其特征在于：步骤(2)中，将电缆两端的设备的名称、坐标、所处房间信息在建模过程中建立在数据库中，以表的形式存储；将电缆的名称、类型、系列色标、电缆的特性代码、起点房间、起点设备、终点房间、终点设备以及一些备注信息建立在数据库中，同样以表的形式存储。

4.如权利要求1所述的核电站电缆路径设计方法，其特征在于：步骤(3)中所述的合理的接近点是指距离设备最近的主托盘上的某个节点，或者是次托盘；主托盘上的某个节点指主托盘上的一些关键点，通过描述这些关键点的空间位置来确定主桥架的空间位置和空间形状变化；次托盘指设计阶段空间位置没有明确确定的托盘，通常存在于主托盘与设备之间位置狭窄的房间。

5.如权利要求1所述的核电站电缆路径设计方法，其特征在于：步骤(4)中所述的电缆桥架网络数据模型是将实际的电缆桥架***映射为计算机***中的数据元素，使实际的电缆桥架***在计算机中表现为一个通过连接关系将有空间位置的主桥架和没有空间位置的次桥架、孔洞连接起来，建立起的一个连通的电缆桥架网络；所述的数据元素在计算机中采用关系型数据库的表对象进行存储，包括轴线表、节点表、桥架段表、桥架子段表、次桥架表、孔洞表、主主连接表、主次连接表、次次连接表，通过这些表信息的描述构建一个逻辑的节点网络。

6.如权利要求5所述的核电站电缆路径设计方法，其特征在于：步骤(4)中电缆的敷设包括自动敷设和手动敷设两种方式；自动敷设为采用网络搜索算法来搜寻电缆敷设路径的方式。

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