1引言

　　輸電線路是電力系統(tǒng)的大動(dòng)脈，它將巨大的電能輸送到四面八方，是連接各個(gè)變電站、各重要用戶的紐帶[1]。隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展，輸電線路設(shè)計(jì)作為電網(wǎng)建設(shè)中非常重要的一環(huán)，愈來(lái)愈受到各電力建設(shè)部門的高度重視[2]。與此同時(shí)，在輸電線路架設(shè)方面國(guó)家也給了大力支持，并且給了很大的投資，但是在輸電線路架設(shè)設(shè)計(jì)中卻存在著一些影響布線，施工效率的問(wèn)題[3]。

　　一方面，傳統(tǒng)的張力放線系統(tǒng)對(duì)于autocad的依賴性較強(qiáng)，完全依托于autocad進(jìn)行開發(fā)[4]，在數(shù)據(jù)提取方面較為繁瑣，需要手動(dòng)依次提取坐標(biāo)信息，不能直觀、形象的實(shí)現(xiàn)張力放線仿真。另一方面，傳統(tǒng)的張力放線系統(tǒng)僅提供2d顯示，不能滿足張力放線系統(tǒng)對(duì)于顯示界面友好、實(shí)現(xiàn)三維顯示等要求[5]。本文設(shè)計(jì)的輸電線路張力架設(shè)仿真系統(tǒng)脫離了autocad,采用第三方插件進(jìn)行dwg圖紙信息提取和曲線繪制，并將塔架信息生成kml文件導(dǎo)入google earth中，進(jìn)行塔架的三維定位，查看塔架的地理位置信息是否符合要求。

　　2輸電線路張力架設(shè)仿真系統(tǒng)

　　2.1仿真系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)可劃分為三大功能模塊：dwg處理模塊、參數(shù)計(jì)算模塊和三維仿真模塊，系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1所示。

　　圖1 輸電線路張力架設(shè)仿真系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　(1)dwg處理模塊：包括用戶界面的設(shè)計(jì)，dwg圖紙的導(dǎo)入導(dǎo)出，dwg圖紙的數(shù)

　　據(jù)提取，以及dwg圖紙的信息標(biāo)注。將提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后生成數(shù)據(jù)提取文件供參數(shù)后臺(tái)計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算;讀取參數(shù)計(jì)算模塊生成的作業(yè)圖表進(jìn)行曲線繪制和信息標(biāo)注。

　　(2)參數(shù)計(jì)算模塊：完成牽展計(jì)算、地錨計(jì)算、緊線計(jì)算和布線計(jì)算。讀取dwg處理模塊提取的數(shù)據(jù)啟動(dòng)計(jì)算，并將各步計(jì)算結(jié)果輸出，通過(guò)整理輸出數(shù)據(jù)生成供dwg處理模塊繪制曲線和標(biāo)注信息的作業(yè)圖表。

　　(3)三維仿真模塊：通過(guò)生成kml文件實(shí)現(xiàn)塔架在google earth上的三維定位。將塔架信息導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)表格生成kml文件，然后將kml文件導(dǎo)入google earth，最終利用google earth進(jìn)行三維仿真。

　　2.2仿真系統(tǒng)文件設(shè)計(jì)

　　仿真系統(tǒng)各模塊間的數(shù)據(jù)交互都是通過(guò)文件的形式完成的，從原始dwg圖紙的導(dǎo)入到最終包含標(biāo)注信息的dwg圖紙導(dǎo)出信息流如圖2所示。

　　圖2 dwg工程圖紙?zhí)幚砹鞒虉D

　　本系統(tǒng)共涉及到三種不同的文件形式，第一種文件是用于工程管理模塊的工程文件，本質(zhì)是一種.xml文件，以節(jié)點(diǎn)的方式存儲(chǔ)工程下不同的區(qū)段信息;第二種文件是用于dwg處理模塊和參數(shù)計(jì)算模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的.csv(comma separated value)文件，即逗號(hào)分隔值文件，以excel的形式進(jìn)行查看，以txt形式進(jìn)行存儲(chǔ)，采用該文件的優(yōu)勢(shì)在于不受office版本的限制;第三種文件是用于三維仿真模塊的kml文件，kml是google earth程序的一種數(shù)據(jù)交換格式，google earth通過(guò)它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與導(dǎo)出。

　　3輸電線路張力架設(shè)仿真系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

　　3.1dwg處理模塊設(shè)計(jì)

　　dwg處理模塊的執(zhí)行流程劃分為dwg圖紙數(shù)據(jù)提取流程和dwg圖紙信息標(biāo)注流程，數(shù)據(jù)提取流程如圖3所示。

　　圖3 dwg模塊數(shù)據(jù)提取功能活動(dòng)圖

　　數(shù)據(jù)提取的每一步本質(zhì)都是在讀寫數(shù)據(jù)表格，首先是加載后臺(tái)表格，操作完成后保存時(shí)更新后臺(tái)表格，使表格實(shí)時(shí)更新。數(shù)據(jù)表格是是dwg模塊與后臺(tái)計(jì)算模塊的橋梁，包括圖紙比例、桿塔坐標(biāo)、控制點(diǎn)坐標(biāo)、繩索以及設(shè)備信息。

　　dwg圖紙標(biāo)注的前提條件是計(jì)算結(jié)果表的整合，繪圖時(shí)直接讀取合并后的繪圖表格。作業(yè)圖表包括繪制曲線的參數(shù)信息、桿塔坐標(biāo)信息及受力計(jì)算結(jié)果信息;雙滑車及上揚(yáng)表包括雙滑車的額定承載及包絡(luò)角信息、繩索上揚(yáng)力信息。

　　3.2參數(shù)計(jì)算模塊設(shè)計(jì)

　　參數(shù)計(jì)算模塊包含11個(gè)基本計(jì)算模塊，實(shí)現(xiàn)4類參數(shù)計(jì)算，分別為牽展計(jì)算、地錨計(jì)算、緊線計(jì)算和布線計(jì)算。參數(shù)計(jì)算模塊是整個(gè)軟件的核心，難點(diǎn)在于基本模塊的劃分及有效組織、4類計(jì)算的流程分析及模塊設(shè)計(jì)。參數(shù)計(jì)算模塊使用c++編程語(yǔ)言編寫，與dwg模塊之間采用“導(dǎo)出函數(shù)”進(jìn)行通信，通過(guò)導(dǎo)出函數(shù)進(jìn)行部分參數(shù)的傳遞，通過(guò)導(dǎo)出函數(shù)進(jìn)行模塊的調(diào)用，通過(guò)導(dǎo)出函數(shù)分別調(diào)用4種計(jì)算。除了通過(guò)導(dǎo)出函數(shù)實(shí)現(xiàn)部分需要實(shí)時(shí)交互的數(shù)據(jù)，大量數(shù)據(jù)是通過(guò)直接讀取前臺(tái)dwg模塊提供的數(shù)據(jù)提取文件，或者牽展計(jì)算生成的數(shù)據(jù)文件(見圖4)。

　　圖4 參數(shù)計(jì)算模塊輸入輸出示意圖

　　輸入?yún)?shù)控制接口：參數(shù)計(jì)算模塊的輸入?yún)?shù)來(lái)源于dwg圖紙的數(shù)據(jù)提取和用戶導(dǎo)入的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由輸入?yún)?shù)控制接口統(tǒng)一管理，規(guī)范輸入格式，用于參數(shù)計(jì)算各步驟的調(diào)用。

　　輸出參數(shù)控制接口：參數(shù)計(jì)算模塊各子模塊的輸出數(shù)據(jù)量大，種類較多，由輸出參數(shù)控制接口統(tǒng)一管理，分別輸出到不同的輸出結(jié)果列表中，供其他模塊調(diào)用并查看。

　　3.3三維仿真模塊設(shè)計(jì)

　　三維仿真模塊在google earth平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)輸電線路的三維仿真，并顯示相應(yīng)的塔架數(shù)據(jù)及圖片信息。三維仿真模塊的關(guān)鍵在于kml文件的生成，kml文件是google earth可以解析的文件形式，將塔架的經(jīng)緯度等信息生成kml文件，然后導(dǎo)入google earth可自動(dòng)定位到塔架位置。

　　三維仿真模塊類圖設(shè)計(jì)如圖5所示，模塊主要實(shí)現(xiàn)kml文件的生成，設(shè)計(jì)kmldata類實(shí)現(xiàn)外部表格的導(dǎo)入，存儲(chǔ)塔架數(shù)據(jù)信息和圖片信息，kmloperator類實(shí)現(xiàn)kml文件各節(jié)點(diǎn)的生成，kmlcreator類控制流程，根據(jù)導(dǎo)入表格的數(shù)據(jù)信息和圖片信息生成能夠在google earth中定位塔架的kml文件。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　本文設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)張力放線系統(tǒng)的大膽創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了對(duì)autocad平臺(tái)的脫離，使程序的開發(fā)更加靈活，操作界面更加友好，提供的參數(shù)計(jì)算全面且專業(yè)，利用google earth進(jìn)行塔架的三維定位使仿真更加形象。