核心詞：RVSP 雙絞 屏蔽線 ZRC-RVSPV 阻燃 電纜 
　　隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,電力能源越來(lái)越被政府相關(guān)部門重視,電力在運(yùn)輸過(guò)程中需要建設(shè)不同等級(jí)的變電站以達(dá)到目標(biāo)電壓的要求,處于室內(nèi)的變電站內(nèi)部電纜類型較多,且不同電纜間交錯(cuò)復(fù)雜,這給電纜敷設(shè)帶來(lái)了極大的困難。從目前國(guó)內(nèi)的建設(shè)情況看,大部分火電廠在變電站內(nèi)的電纜敷設(shè)仍然采用經(jīng)驗(yàn)的方法,變電站和電纜相關(guān)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后,施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的圖紙施工,但在實(shí)際電纜敷設(shè)中,會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和電纜橋架情況采取必要的手段對(duì)原圖紙進(jìn)行變更,而電纜敷設(shè)的局部變革和整體敷設(shè)是密不可分的,某一根電纜的改變都需要將其所在的電纜集進(jìn)行重新整理,這個(gè)過(guò)程極大的消耗了人力資源,影響施工效率,電纜變更后往往造成電纜長(zhǎng)度與實(shí)際應(yīng)用不符,重新下料造成材料的浪費(fèi)。因此,采用經(jīng)驗(yàn)的方法敷設(shè)電纜與現(xiàn)實(shí)的矛盾突出,急需開發(fā)一款智能敷設(shè)軟件用以敷設(shè)工程的精細(xì)化管理和智能控制,提高敷設(shè)精度,礦用電纜節(jié)約人力物力資源。國(guó)際上已有電纜敷設(shè)軟件,基本具備較成熟的算法,但都以管道、船舶、工廠為主要對(duì)象,對(duì)于嚴(yán)格遵循電氣規(guī)則的變電站并不適用,且不具備完備的變電站三維模型,即使耗費(fèi)大量人工去建模,也不符合國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)要求,不兼容國(guó)內(nèi)的施工圖設(shè)計(jì)成果,操作比較復(fù)雜,不便于掌握,幾乎沒(méi)有漢化版本。國(guó)內(nèi)電纜敷設(shè)軟件研發(fā)起步較早,在上個(gè)世紀(jì)90年代西北電力設(shè)計(jì)院曾研發(fā)基于二維拓?fù)潢P(guān)系的電纜長(zhǎng)度測(cè)量軟件。早期電纜敷設(shè)軟件的典型代表是西北院自行開發(fā)的電纜敷設(shè)軟件,該軟件為單純的計(jì)算軟件,需要人工設(shè)定敷設(shè)節(jié)點(diǎn)和拓?fù)鋱D,能夠進(jìn)行基于二維施工圖的比較準(zhǔn)確的長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì),但是會(huì)帶來(lái)較大的額外工作量,而且只能計(jì)算最短路徑,無(wú)法考慮到電纜敷設(shè)施工中復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況。所有的數(shù)據(jù)需要人工輸入,效率低,準(zhǔn)確性差,人工調(diào)整困難,不可視,無(wú)數(shù)字化、無(wú)三維,不能交互修改,只能為設(shè)計(jì)提供初步參考。因此現(xiàn)有的電纜敷設(shè)軟件在變電站的三維電纜展示方面的應(yīng)用一直處于空白,無(wú)法滿足變電站三維設(shè)計(jì)和管理的需求。BIM是建筑信息模型的縮寫,該技術(shù)是上世紀(jì)70年代由美國(guó)Chuck教授提出,最初關(guān)于BIM的構(gòu)想是建立一個(gè)智能的建筑工程計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在該系統(tǒng)中能同步獲得工程數(shù)量、工程圖紙、工程材料等關(guān)于工程的各類信息,這是早期關(guān)于BIM技術(shù)的萌芽階段。時(shí)至今日,關(guān)于BIM還沒(méi)有統(tǒng)一的定義,目前被大家廣為認(rèn)可的BIM是利用開放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)既定項(xiàng)目的某個(gè)生命周期內(nèi)的各類信息用圖像、視頻或者數(shù)據(jù)的形式展現(xiàn)出來(lái),以便于項(xiàng)目管理者制定相關(guān)決策,更好的為項(xiàng)目增值。從該定義中我們可以發(fā)現(xiàn)BIM具有信息完整、信息關(guān)聯(lián)、信息一致、參數(shù)化、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性及出圖方便等特點(diǎn)。
　　1、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:并描述了BIM給建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)的變化
　　BIM的應(yīng)用給建設(shè)工程帶來(lái)了革命性的改變,描繪了BIM給建設(shè)工程帶來(lái)的改變,如圖1所示。BIM在戶內(nèi)變電站電纜敷設(shè)中應(yīng)用的核心是在電纜敷設(shè)前將敷設(shè)過(guò)程和敷設(shè)位置,采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行精確模擬,及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,更好的指導(dǎo)電纜敷設(shè)工作,其工作流程如圖2所示。首先工程施工人員根據(jù)施工方案建立施工模型,并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置施工參數(shù),待模型建立完畢后,在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)模擬電纜敷設(shè)施工并得到不同施工階段的施工參數(shù),然后將各個(gè)施工階段的設(shè)計(jì)參數(shù)與模擬結(jié)果進(jìn)行比較,若結(jié)果一致或接近則該階段施工方案可行,并用于指導(dǎo)實(shí)際施工,若參數(shù)比較結(jié)果差距較大應(yīng)重新調(diào)整施工方案,重復(fù)該模擬過(guò)程,直至參數(shù)一致或者接近。電纜橋架是承重結(jié)構(gòu),主要承擔(dān)來(lái)自電纜的自重,將電纜固定在橋架上,并按照一定的路線要求確定其位置,而電纜是電力傳輸?shù)拿浇?電纜的主要屬性包括位置、直徑及類型。為了在計(jì)算機(jī)中更好的描述電纜橋架及電纜,必須用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言定義其屬性,并能根據(jù)其屬性特點(diǎn)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模型建立和分析。對(duì)于電纜而言,定義DLType類型。上述表達(dá)中Layer能定義電纜在橋架中的圖層,X和Y分別代表了電纜起終點(diǎn)平面坐標(biāo)位置,上述三個(gè)參數(shù)值定義了模型中電纜中的空間屬性,D用以描述電纜的直徑,T能夠定義電纜的類型,以上五個(gè)參數(shù)值將電纜的固有屬性在計(jì)算機(jī)中用邏輯語(yǔ)言表達(dá)出來(lái),為下一步電纜施工奠定語(yǔ)言基礎(chǔ)。上述表達(dá)中Layer代表了橋架所在的圖層,對(duì)橋架進(jìn)行圖層劃分的目的是將橋架結(jié)構(gòu)按照工程需要分成若干個(gè)集群,方便對(duì)橋架結(jié)構(gòu)進(jìn)行集群管理。X和Y分別代表了電纜橋架起終點(diǎn)平面坐標(biāo)位置,H代表了橋架空間高度,T用以限定橋架材料屬性,以上邏輯語(yǔ)言對(duì)BIM模型中橋架的屬性做了基本描述,橋架屬性的定義使后期的模型建立有了根據(jù)。電纜橋架和電纜的物理屬性,并不能通過(guò)上述語(yǔ)言定義,僅僅通過(guò)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言并不能建立完整的BIM模型。從BIM的多維角度出發(fā),上述語(yǔ)言并不能描述電纜類型和材料類型,即上述式子中兩個(gè)T值僅僅代表了其數(shù)字意義,并沒(méi)有物理屬性,因此需要根據(jù)工程特點(diǎn)和市場(chǎng)現(xiàn)有材料類型,手動(dòng)輸入不同電纜類型和不同橋架的材料屬性,并對(duì)每種屬性賦予自然值,以使T值的數(shù)字具有物理屬性。

利用BIM建立的電纜槽模型,如圖3所示。
　　2、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:電纜消耗最少
　　電纜敷設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題是電纜在變電站內(nèi)如何布設(shè)以達(dá)到總路徑最短,電纜用量最少的目的。針對(duì)路徑最短的算法,比較傳統(tǒng)的有迪杰斯特拉算法、Floyd算法、粒子群優(yōu)化算法和模擬退火算法。
　　3、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:這些算法各有特點(diǎn)和適用條件
　　這幾種算法都有各自的特點(diǎn)和適用條件,幾種算法的對(duì)比,如表1所示。
　　4、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:因此蟻群算法能較好地解決相關(guān)問(wèn)題
　　如表1所示,五種算法都各自有其優(yōu)缺點(diǎn),而變電站內(nèi)電纜敷設(shè)是在已有模型的基礎(chǔ)上搜索電纜的最短路徑,因此用蟻群算法能更好的解決相關(guān)問(wèn)題。散到兩條路徑上,由于路徑1總路程短,在相同時(shí)間內(nèi)路徑1的分泌物含量要高于路徑2,后續(xù)螞蟻會(huì)在路徑1聚集,最后形成圖4所示效果。根據(jù)上述原理,可將電纜敷的最短路徑問(wèn)題轉(zhuǎn)化成幾何問(wèn)題。如圖6所示。合A,為了尋找集合內(nèi)若干點(diǎn)的連接路徑最短,必須引入輔助點(diǎn)集合B,在此B只是輔助集合并無(wú)實(shí)際意義。按照蟻群算法,最短路徑問(wèn)題轉(zhuǎn)化成A∪B的生成樹最小。式和給出了轉(zhuǎn)化后幾何問(wèn)題的數(shù)值解。螞蟻算法在實(shí)際應(yīng)用中的流程幾乎是相同的,但該算法在電纜敷設(shè)中需要根據(jù)變電站特點(diǎn)對(duì)蟻群的移動(dòng)規(guī)則做相應(yīng)修改。電纜是連接各個(gè)設(shè)備的橋梁,因此需要將蟻群布設(shè)在各個(gè)設(shè)備起點(diǎn),蟻群在選擇變電設(shè)備時(shí)有多種路徑,對(duì)于不同路徑的選擇概率是均等的,螞蟻到達(dá)某一個(gè)設(shè)備后對(duì)選擇的路徑自動(dòng)保存于系統(tǒng)中,當(dāng)所有設(shè)備都連接完成后系統(tǒng)自動(dòng)生成一個(gè)路線數(shù)并進(jìn)行驗(yàn)證是否所有的橋架都被連接起來(lái),在全部被連接起來(lái)后進(jìn)一步比較各個(gè)線路的長(zhǎng)度,其驗(yàn)證過(guò)程是對(duì)式和式計(jì)算過(guò)程的實(shí)際應(yīng)用。某煉油廠是吉林省規(guī)模較大的煉油廠之一,為了適應(yīng)日益增長(zhǎng)的用電需求對(duì)原有變電站進(jìn)行了現(xiàn)代化改造。
　　5、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:新建變電所電纜敷設(shè)按上述原則建立室內(nèi)變電所電纜敷設(shè)系統(tǒng)
　　對(duì)于新的變電站內(nèi)電纜敷設(shè)按照上文原理建立了戶內(nèi)變電站電纜敷設(shè)系統(tǒng),系統(tǒng)界面如圖7所示。系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)?fù)雜的電纜路徑做出精確的布置。如圖8所示。根據(jù)敷設(shè)方案對(duì)變電站內(nèi)的電纜進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè),敷設(shè)效果如圖9所示。室內(nèi)變電站內(nèi)設(shè)備眾多,電纜分布錯(cuò)綜復(fù)雜,變電站建設(shè)帶來(lái)了極大困難。本文以室內(nèi)變電站電纜快速鋪設(shè)為出發(fā)點(diǎn),利用計(jì)算機(jī)建模技術(shù)和最短路徑算法理論開發(fā)了變電站電纜敷設(shè)系統(tǒng)并得出了以下結(jié)論:根據(jù)BIM理論開發(fā)了戶內(nèi)變電站建模方法和流程,并根據(jù)變電站特點(diǎn)研究了電纜及橋架屬性在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)方式,開發(fā)了與之對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,為電纜敷設(shè)技術(shù)奠定了理論依據(jù)。
　　6、RVSP雙絞屏蔽線ZRC-RVSPV阻燃電纜:重點(diǎn)介紹了蟻群算法的原理和計(jì)算方法
　　電纜敷設(shè)的核心問(wèn)題是在室內(nèi)變電站的復(fù)雜環(huán)境中找到電纜的最短路徑,本文比較了幾種常用最短路徑算法,重點(diǎn)研究了蟻群算法原理及計(jì)算方法,并根據(jù)電纜敷設(shè)技術(shù)特點(diǎn)對(duì)蟻群算法進(jìn)行改進(jìn)以計(jì)算電纜的最短路徑。電纜敷設(shè)系統(tǒng)開發(fā)完成后將其應(yīng)用于吉林省某煉油廠66kV變電站建設(shè)中,從系統(tǒng)應(yīng)用效果看,該系統(tǒng)能對(duì)電纜路徑進(jìn)行合理布設(shè),尋找最短路徑并能根據(jù)場(chǎng)地特點(diǎn)對(duì)電纜分樹,使電纜規(guī)則分布。
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