本發(fā)明屬于數(shù)字孿生電網(wǎng)，具體涉及一種數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用于在數(shù)字孿生虛擬三維模型場(chǎng)景中，提供電網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的可視化工具和模擬環(huán)境。電力拓?fù)浣泳€圖是電網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)來(lái)源之一。它描述了電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，包括電力設(shè)備的連接方式、線路的路徑、電纜的布置等。

2、傳統(tǒng)的三維電力平臺(tái)中的線路連接方法主要是手動(dòng)連接和依次連接。手動(dòng)連接和依次連接在線路連接過(guò)程中存在的缺點(diǎn)包括耗時(shí)、易出錯(cuò)、效率較低且不夠靈活和人工成本高。有必要研發(fā)一種數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)全局自動(dòng)化的線路連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法及裝置，以解決或部分解決背景技術(shù)提及的技術(shù)問(wèn)題。

2、基于上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法，包括：

3、輸入電力拓?fù)浣泳€cad圖紙，提取所述電力拓?fù)浣泳€cad圖紙中的線路圖層和開(kāi)關(guān)類圖層；

4、對(duì)所述線路圖層中的線路圖元進(jìn)行識(shí)別，所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果包括線路的線型屬性、線寬屬性和注記屬性；

5、根據(jù)所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果，在數(shù)字孿生三維線路模型素材庫(kù)中匹配并生成預(yù)設(shè)線路模型；

6、根據(jù)所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果，對(duì)預(yù)生成的線路模型進(jìn)行線路關(guān)系搜索，依據(jù)線路關(guān)系搜索過(guò)程賦予線路模型前后節(jié)點(diǎn)id編號(hào)；

7、對(duì)所述開(kāi)關(guān)類圖層中的開(kāi)關(guān)圖元進(jìn)行識(shí)別，所述開(kāi)關(guān)圖元的識(shí)別結(jié)果包括開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令、基本形狀組合及數(shù)量和角度信息；

8、根據(jù)所述開(kāi)關(guān)圖元的識(shí)別結(jié)果中的基本形狀組合及數(shù)量信息，在電網(wǎng)設(shè)備模型庫(kù)中匹配并生成對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)模型；

9、對(duì)預(yù)生成的所述節(jié)點(diǎn)模型的開(kāi)關(guān)實(shí)例，生成開(kāi)關(guān)實(shí)例對(duì)應(yīng)的屬性集合，將開(kāi)關(guān)實(shí)例數(shù)據(jù)集合寫(xiě)入開(kāi)關(guān)方式信息、節(jié)點(diǎn)位置信息；

10、根據(jù)線路模型前后節(jié)點(diǎn)id編號(hào)，將線路模型前后節(jié)點(diǎn)匹配到對(duì)應(yīng)的所述節(jié)點(diǎn)模型上，并對(duì)所述節(jié)點(diǎn)模型賦予節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)，將節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)寫(xiě)入所述節(jié)點(diǎn)模型屬性集合；

11、依據(jù)線路關(guān)系和節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)，連接對(duì)應(yīng)的輸電線路模型，預(yù)生成全局模型，以得到預(yù)生成的數(shù)字孿生三維電力拓?fù)溥B接圖。

12、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，提取所述電力拓?fù)浣泳€cad圖紙中的線路圖層過(guò)程中，依據(jù)“電氣線路、一次線路、二次線路、一般線路、屏蔽線、機(jī)械連線、控制線、信號(hào)線、圍框線、特殊要求線、原輪廓線”命名字段提取所述線路圖層；

13、提取所述電力拓?fù)浣泳€cad圖紙中的開(kāi)關(guān)類圖層過(guò)程中，依據(jù)“導(dǎo)線、觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、繼電器、線圈”命名字段提取所述開(kāi)關(guān)類圖層。

14、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，對(duì)所述線路圖層中的線路圖元進(jìn)行識(shí)別的步驟包括：

15、在提取線型屬性過(guò)程中，對(duì)所述線路圖層的關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，當(dāng)檢索到“實(shí)線”、“實(shí)型”、“實(shí)”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為實(shí)線；當(dāng)檢索到“虛線”、“虛型”、“虛”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為虛線；當(dāng)檢索到“點(diǎn)線”、“點(diǎn)型”、“點(diǎn)”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為點(diǎn)劃線；

16、在提取線寬屬性過(guò)程中，提取標(biāo)注線寬的數(shù)值作為線寬屬性；

17、在提取注記屬性過(guò)程中，在識(shí)別到標(biāo)記字段后，將標(biāo)記字段后面的內(nèi)容提取為注記屬性。

18、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，對(duì)所述開(kāi)關(guān)類圖層中的開(kāi)關(guān)圖元進(jìn)行識(shí)別的過(guò)程中：

19、對(duì)所述開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令進(jìn)行識(shí)別，所述開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令包括直線、樣條曲線、引線、圓、圓弧、矩形和圖案填充命令；

20、對(duì)所述開(kāi)關(guān)圖元的基本形狀組合及數(shù)量進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)類圖層的標(biāo)識(shí)信息對(duì)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行分類標(biāo)注，將節(jié)點(diǎn)模型類別標(biāo)識(shí)為直線、樣條曲線、引線、圓、圓弧、矩形或圖案填充。

21、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，還包括：

22、對(duì)預(yù)生成的全局模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)回溯搜索檢索，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)模型有閉合回路連接，無(wú)孤立節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)；

23、若發(fā)現(xiàn)遺漏節(jié)點(diǎn)，以遺漏節(jié)點(diǎn)為中心，向最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接搜索和檢驗(yàn)，直到滿足節(jié)點(diǎn)回路連接的要求。

24、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，對(duì)預(yù)生成的全局模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)回溯搜索檢索過(guò)程中，使用廣度優(yōu)先搜索的方式對(duì)預(yù)生成的全局模型進(jìn)行回溯搜索檢驗(yàn)，包括：

25、（1）將起始節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列，并標(biāo)記為已訪問(wèn)；

26、（2）從隊(duì)列中取出一個(gè)節(jié)點(diǎn)，檢查該節(jié)點(diǎn)的連接節(jié)點(diǎn)是否存在，如果連接節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)過(guò)，則將該節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列，并標(biāo)記為已訪問(wèn)；

27、重復(fù)步驟（2），直到隊(duì)列為空。

28、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接方法優(yōu)選方案，在隊(duì)列為空后：

29、檢查是否有孤立節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)到；

30、遍歷預(yù)生成的全局模型過(guò)程后，如果存在節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)到，即為孤立節(jié)點(diǎn)；

31、當(dāng)發(fā)現(xiàn)孤立節(jié)點(diǎn)時(shí)，查找距離該節(jié)點(diǎn)最近的一個(gè)已連接節(jié)點(diǎn)，將孤立節(jié)點(diǎn)與最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；

32、在搜索最近連接節(jié)點(diǎn)時(shí)，遍歷所有節(jié)點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)與孤立節(jié)點(diǎn)之間的歐幾里得距離，并選擇距離最近的一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為最近連接節(jié)點(diǎn)；最近連接節(jié)點(diǎn)的選取滿足該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與其他節(jié)點(diǎn)相連，并且該節(jié)點(diǎn)與孤立節(jié)點(diǎn)的?id?不相同；如果最近節(jié)點(diǎn)的id與孤立節(jié)點(diǎn)的id不匹配，繼續(xù)向第二最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，直到將全部的孤立節(jié)點(diǎn)都連接起來(lái)。

33、本發(fā)明還提供一種數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置，包括：

34、圖層提取模塊，用于輸入電力拓?fù)浣泳€cad圖紙，提取所述電力拓?fù)浣泳€cad圖紙中的線路圖層和開(kāi)關(guān)類圖層；

35、線路圖元識(shí)別模塊，用于對(duì)所述線路圖層中的線路圖元進(jìn)行識(shí)別，所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果包括線路的線型屬性、線寬屬性和注記屬性；

36、線路模型匹配模塊，用于根據(jù)所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果，在數(shù)字孿生三維線路模型素材庫(kù)中匹配并生成預(yù)設(shè)線路模型；

37、線路關(guān)系處理模塊，用于根據(jù)所述線路圖元的識(shí)別結(jié)果，對(duì)預(yù)生成的線路模型進(jìn)行線路關(guān)系搜索，依據(jù)線路關(guān)系搜索過(guò)程賦予線路模型前后節(jié)點(diǎn)id編號(hào)；

38、開(kāi)關(guān)圖元識(shí)別模塊，用于對(duì)所述開(kāi)關(guān)類圖層中的開(kāi)關(guān)圖元進(jìn)行識(shí)別，所述開(kāi)關(guān)圖元的識(shí)別結(jié)果包括開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令、基本形狀組合及數(shù)量和角度信息；

39、節(jié)點(diǎn)模型匹配模塊，用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)圖元的識(shí)別結(jié)果中的基本形狀組合及數(shù)量信息，在電網(wǎng)設(shè)備模型庫(kù)中匹配并生成對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)模型；

40、開(kāi)關(guān)實(shí)例處理模塊，用于對(duì)預(yù)生成的所述節(jié)點(diǎn)模型的開(kāi)關(guān)實(shí)例，生成開(kāi)關(guān)實(shí)例對(duì)應(yīng)的屬性集合，將開(kāi)關(guān)實(shí)例數(shù)據(jù)集合寫(xiě)入開(kāi)關(guān)方式信息、節(jié)點(diǎn)位置信息；

41、節(jié)點(diǎn)匹配模塊，用于根據(jù)線路模型前后節(jié)點(diǎn)id編號(hào)，將線路模型前后節(jié)點(diǎn)匹配到對(duì)應(yīng)的所述節(jié)點(diǎn)模型上，并對(duì)所述節(jié)點(diǎn)模型賦予節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)，將節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)寫(xiě)入所述節(jié)點(diǎn)模型屬性集合；

42、電力拓?fù)溥B接圖生成模塊，用于依據(jù)線路關(guān)系和節(jié)點(diǎn)模型id編號(hào)，連接對(duì)應(yīng)的輸電線路模型，預(yù)生成全局模型，以得到預(yù)生成的數(shù)字孿生三維電力拓?fù)溥B接圖。

43、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置優(yōu)選方案，所述圖層提取模塊中，依據(jù)“電氣線路、一次線路、二次線路、一般線路、屏蔽線、機(jī)械連線、控制線、信號(hào)線、圍框線、特殊要求線、原輪廓線”命名字段提取所述線路圖層；

44、所述圖層提取模塊中，依據(jù)“導(dǎo)線、觸點(diǎn)、開(kāi)關(guān)、斷路器、接觸器、繼電器、線圈”命名字段提取所述開(kāi)關(guān)類圖層。

45、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置優(yōu)選方案，所述線路圖元識(shí)別模塊中，對(duì)所述線路圖層的關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，當(dāng)檢索到“實(shí)線”、“實(shí)型”、“實(shí)”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為實(shí)線；當(dāng)檢索到“虛線”、“虛型”、“虛”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為虛線；當(dāng)檢索到“點(diǎn)線”、“點(diǎn)型”、“點(diǎn)”關(guān)鍵字時(shí)將線型標(biāo)記為點(diǎn)劃線；提取標(biāo)注線寬的數(shù)值作為線寬屬性；在識(shí)別到標(biāo)記字段后，將標(biāo)記字段后面的內(nèi)容提取為注記屬性。

46、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置優(yōu)選方案，所述開(kāi)關(guān)圖元識(shí)別模塊中，對(duì)所述開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令進(jìn)行識(shí)別，所述開(kāi)關(guān)圖元的繪制命令包括直線、樣條曲線、引線、圓、圓弧、矩形和圖案填充命令；對(duì)所述開(kāi)關(guān)圖元的基本形狀組合及數(shù)量進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)所述開(kāi)關(guān)類圖層的標(biāo)識(shí)信息對(duì)節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行分類標(biāo)注，將節(jié)點(diǎn)模型類別標(biāo)識(shí)為直線、樣條曲線、引線、圓、圓弧、矩形或圖案填充。

47、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置優(yōu)選方案，還包括節(jié)點(diǎn)回溯處理模塊，用于對(duì)預(yù)生成的全局模型進(jìn)行節(jié)點(diǎn)回溯搜索檢索，使每個(gè)節(jié)點(diǎn)模型有閉合回路連接，無(wú)孤立節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)；若發(fā)現(xiàn)遺漏節(jié)點(diǎn)，以遺漏節(jié)點(diǎn)為中心，向最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接搜索和檢驗(yàn)，直到滿足節(jié)點(diǎn)回路連接的要求；

48、所述節(jié)點(diǎn)回溯處理模塊使用廣度優(yōu)先搜索的方式對(duì)預(yù)生成的全局模型進(jìn)行回溯搜索檢驗(yàn)，所述節(jié)點(diǎn)回溯處理模塊將起始節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列，并標(biāo)記為已訪問(wèn)；所述節(jié)點(diǎn)回溯處理模塊從隊(duì)列中取出一個(gè)節(jié)點(diǎn)，檢查該節(jié)點(diǎn)的連接節(jié)點(diǎn)是否存在，如果連接節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)過(guò)，則將該節(jié)點(diǎn)加入隊(duì)列，并標(biāo)記為已訪問(wèn)。

49、作為數(shù)字孿生電網(wǎng)平臺(tái)用電網(wǎng)線路模型連接裝置優(yōu)選方案，所述節(jié)點(diǎn)回溯處理模塊中，在隊(duì)列為空后：

50、檢查是否有孤立節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)到；遍歷預(yù)生成的全局模型過(guò)程后，如果存在節(jié)點(diǎn)未被訪問(wèn)到，即為孤立節(jié)點(diǎn)；當(dāng)發(fā)現(xiàn)孤立節(jié)點(diǎn)時(shí)，查找距離該節(jié)點(diǎn)最近的一個(gè)已連接節(jié)點(diǎn)，將孤立節(jié)點(diǎn)與最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接；在搜索最近連接節(jié)點(diǎn)時(shí)，遍歷所有節(jié)點(diǎn)，計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)與孤立節(jié)點(diǎn)之間的歐幾里得距離，并選擇距離最近的一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為最近連接節(jié)點(diǎn)；最近連接節(jié)點(diǎn)的選取滿足該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)與其他節(jié)點(diǎn)相連，并且該節(jié)點(diǎn)與孤立節(jié)點(diǎn)的?id?不相同；如果最近節(jié)點(diǎn)的id與孤立節(jié)點(diǎn)的id不匹配，繼續(xù)向第二最近的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，直到將全部的孤立節(jié)點(diǎn)都連接起來(lái)。

51、從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過(guò)圖元的判別識(shí)別、模型匹配、全局節(jié)點(diǎn)搜索和邏輯賦予、路徑搜索和線路模型連接等步驟，提高線路連接的全局效率、自動(dòng)化程度和準(zhǔn)確性；大大提高數(shù)字孿生三維電網(wǎng)平臺(tái)中線路連接的自動(dòng)化程度和準(zhǔn)確性，減少了手動(dòng)操作的時(shí)間和錯(cuò)誤率。同時(shí)，該方法的實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便易行，可應(yīng)用于各種電力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并具備良好的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性。