莊宿軍 王振

（華東電力設計院有限公司 上海市 200063）

隨著國內(nèi)外改革的進一步深化和走出去戰(zhàn)略的進一步實施，我國獲得的國外輸變電項目急劇增加，但是國內(nèi)外應用標準和軟件的差異是國外項目面臨的挑戰(zhàn)。據(jù)了解，國外送變電項目普遍采用的是美標，軟件上普遍采用的是美國的PLS-CADD（Power Line Systems-Computer Aided Design and Drafting），然而國內(nèi)普遍采用的是國產(chǎn)軟件SLCAD（SLCAD 架空送電線路平斷面圖處理系統(tǒng)），兩個系統(tǒng)差異較大，如何解決數(shù)據(jù)采集問題是當前國外項目亟需解決的問題。

1 PLS-CADD優(yōu)缺點分析

PLS-CADD 是一款專注于電力設計的軟件，在電力設計方面有很強的預算和分析能力；數(shù)據(jù)上采用絕對坐標輸入，針對已勘測的局部設計線路調(diào)整具有較大的靈活性；待輸入數(shù)據(jù)格式上可以是絕對坐標下的任何文本格式或部分主流GIS 軟件格式文件，具有強大的兼容性；數(shù)據(jù)顯示上可根據(jù)用戶需求進行編碼，具有較寬泛的可塑性。

但是在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理上，PLS-CADD 功能較弱，僅能提供一些簡單的點線操作；而針對電力勘測來說，外業(yè)斷面數(shù)據(jù)由于誤差和勘測條件限制，不可能完全位于斷面上，針對該情況PLS-CADD是通過設定較大斷面的誤差范圍將不在斷面上的點強行顯示在斷面上，導致斷面誤差較大，而斷面數(shù)據(jù)的準確性是電力勘測中最重要數(shù)據(jù)之一，本文立足于此，結(jié)合地形圖編程輔助解決PLS-CADD斷面數(shù)據(jù)采集問題。

2 軟件開發(fā)及功能簡介

2.1 軟件開發(fā)主要算法

如圖1 所示，T1(x1,y1,z1)、T2(x2,y2,z2)為線路耐張段轉(zhuǎn)角，T'1、T'2為T1、T2點在XY 平面上的投影點；X1(X1,Y1,Z1)、X2(X2,Y2,Z2)為斷面附近兩點，X'1、X'2為X1、X2點在XY 平面上的投影點；P(X,Y,Z)為斷面點，P'為P 點在XY 平面上的投影點。

2.1.1 耐張段自動搜索算法

該算法目的是自動判斷X1-X2所處耐張段，主要原理是通過計算∠X1T1T2、∠X1T2T1、∠X2T1T2和∠X2T2T1，如果該四個角全為銳角，斷定X1-X2位于耐張段T1-T2中[4][5]。

2.1.2 平面點位獲取算法

若(X1-X2)(y1-y2)=(Y1-Y2)(x1-x2)則X1-X2與T1-T2相互平行或重合，不符合實際需要；若(X1-X2)(y1-y2)≠(Y1-Y2)(x1-x2)，則P 點平面坐標X,Y 通過式（1）計算。

圖1：算法示意圖

圖2：輔助軟件采集的PLS-CADD 數(shù)據(jù)

2.1.3 高程內(nèi)插算法

P 點高程采用高程內(nèi)插算法求取。通過式（1）求出P 點平面坐標后，P 點位于線段X1-X2上，依據(jù)定比分點公式求的P 的高程Z 為：

圖3：通過PLS-CADD 軟件成圖

2.2 軟件功能簡介

本軟件是以Visual Basic 和AutoCAD 為開發(fā)平臺的AutoCAD二次開發(fā)軟件。依據(jù)需求，軟件主要功能如下：

“導入”是導入PLS-CADD 中自定義的數(shù)據(jù)編碼文件；

“保存”是選擇采集到的PLS-CADD 數(shù)據(jù)保存的目標文件；

“拾取點”是拾取地形圖中斷面點的平面位置信息；

“拾取高程”是直接拾取該斷面點的高程信息；

“內(nèi)插獲取Z”是通過拾取待內(nèi)插的兩個端點和已經(jīng)拾取的斷面點，內(nèi)插獲取斷面點高程信息；

“直接拾取”是直接拾取該斷面點的高度信息，該高度是拾取的點位高程減去斷面點的高程；

“斷面顯示”和“平面顯示”是PLS-CADD 軟件中點位的顯示信息；

“添加”是將上述采集到的信息添加到目標文件中。

2.3 軟件操作步驟簡介

首先獲取點編碼數(shù)據(jù)文件，該文件一般是與“自定義數(shù)據(jù)格式文件-*.IMP”和“特征代碼文件-*.FEA”對應同步獲得。

（1）啟動軟件；

（2）導入數(shù)據(jù)編碼文件；

（3）選擇采集數(shù)據(jù)保存位置；

（4）選擇待采集點的點特征；

（5）拾取點；

（6）獲取高程信息；

洋山港四期碼頭位于小洋山島鏈最西端的大、小烏龜島與顆珠山島之間的填筑區(qū)，與洋山港二期工程相隔顆珠山汊道。洋山港四期工程設計水深為14.5 m，占用岸線2 800 m，碼頭走向106°～286°,設計年集裝箱吞吐量400萬TEU。擬建工作船碼頭和7個5萬～7萬噸級泊位、并考慮為遠期發(fā)展適當留有余地，將15萬噸級集裝箱船作為水工結(jié)構(gòu)兼靠船型。[2]預計開港后掛靠洋山港區(qū)四期集裝箱泊位的遠洋集裝箱船型將以5萬噸級、7萬噸級和10萬噸級的船舶為主。洋山港水域平面布置見圖1。

（7）獲取高度信息；

（8）編輯及平面顯示信息后添加到目標文件中；

（9）重復（3）-（8）的操作，直至數(shù)據(jù)采集完成；

（10）退出軟件。

3 工程實例及結(jié)果分析

3.1 工程實例

截至目前，本軟件已用于多條國外架空輸電線路工程中，現(xiàn)以某工程改線段說明該輔助軟件與PLS-CADD 軟件的配合使用。通過輔助軟件采集后的數(shù)據(jù)如圖2 所示，通過PLS-CADD 軟件生成的數(shù)據(jù)如圖3 所示。

3.2 結(jié)果分析

由圖2、圖3 可知依據(jù)本軟件可以輔助PLS-CADD 軟件準確成圖；另外，在經(jīng)濟效益上，上述示例數(shù)據(jù)，使用本輔助軟件配合PLS-CADD 軟件完成線路圖的繪制需要15 分鐘，而如果使用常規(guī)手段至少需要2 個小時，大大提高了內(nèi)業(yè)處理效率、縮短了工程工期、提高了經(jīng)濟效益。

但是，本軟件也具有一定得不足，數(shù)據(jù)采集中仍需要較多的重復操作。

4 總結(jié)

（1）本軟件實現(xiàn)了PLS-CADD 軟件的數(shù)據(jù)采集，提高了內(nèi)業(yè)處理效率、縮短了工程工期、提高了經(jīng)濟效益；

（2）本軟件目前操作中人工干預較多，自動化程度不高；本軟件后續(xù)開發(fā)中將會加入點位自動識別和自動拾取功能，增強軟件的自動化水平。