周 宏，王驍?shù)?，王裕東，王振興，李家歡，樂(lè)保羅，原佳亮

(國(guó)網(wǎng)上海市電力公司電纜分公司,上海 200072)

電纜公司高壓電纜附件的工藝圖紙作為公司至關(guān)重要的文檔資料，其審核以及存儲(chǔ)都基本以傳統(tǒng)紙質(zhì)的形式實(shí)現(xiàn)，存在著存儲(chǔ)管理成本高、審核效率較低的問(wèn)題。鑒于當(dāng)前高壓電纜附件的生產(chǎn)廠家眾多，電纜附件類型繁多，具有不同類型的特點(diǎn)及局限性，而且部分廠家沒(méi)有一定歷史背景，生成的高壓電纜附件在某些設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上沒(méi)有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為沉淀，圖紙工藝設(shè)計(jì)上經(jīng)常會(huì)有變化。

為了實(shí)現(xiàn)高壓電纜附件標(biāo)準(zhǔn)工藝的管控目的，確保運(yùn)行電纜的安全和穩(wěn)定應(yīng)用，從簽訂技術(shù)協(xié)議的源頭上進(jìn)行管控和把關(guān)，建立標(biāo)準(zhǔn)的高壓電纜附件工藝庫(kù)，利用首臺(tái)、首套電纜附件工藝的仿真安裝，實(shí)現(xiàn)工藝的鑒定和固化，在后期技術(shù)協(xié)議簽訂的工藝中，對(duì)其圖紙的合規(guī)性和吻合度完成比對(duì)。

本文主要研究通過(guò)建立高壓電纜附件數(shù)字化工藝庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)圖像識(shí)別、文字識(shí)別、圖紙比對(duì)的方式來(lái)發(fā)現(xiàn)圖紙中的變更與差異，可在一定程度上提高工作效率。

1 高壓電纜附件圖像識(shí)別技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)高壓電纜附件工藝審圖是對(duì)紙質(zhì)圖紙進(jìn)行管理，對(duì)電纜專業(yè)高壓電纜附件圖紙的圖像識(shí)別技術(shù)研究相對(duì)較少。但對(duì)于圖像的比對(duì)、識(shí)別、分割是圖像處理領(lǐng)域研究最多的課題，圖像識(shí)別技術(shù)依然是研究的重點(diǎn)。

圖紙比對(duì)是對(duì)兩張圖紙的差異性進(jìn)行比較，是提高圖紙審查效率、降低高壓電纜附件審圖成本的重要方法。國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)對(duì)圖紙比對(duì)進(jìn)行了相關(guān)研究[1]，利用工程圖中標(biāo)題欄具有固定形式的特點(diǎn)，通過(guò)區(qū)域哈希法消除在掃描過(guò)程中由于幾何變形或者圖紙的布局等因素所造成的標(biāo)題欄位置變動(dòng)等問(wèn)題[2]。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的CAD模型進(jìn)行處理，通過(guò)提取出的零件結(jié)構(gòu)信息來(lái)生成零件的屬性圖，以此來(lái)對(duì)零件進(jìn)行描述，最后通過(guò)檢索圖紙中零件之間的幾何相似性以及拓?fù)湎嗨菩詠?lái)完成圖紙的相似性檢測(cè)[3]。對(duì)基礎(chǔ)的圖形實(shí)體進(jìn)行提取識(shí)別，根據(jù)各個(gè)實(shí)體之間的拓?fù)潢P(guān)系把圖紙分割成一系列的子圖形，然后利用子圖拓?fù)涮匦詫?duì)圖紙進(jìn)行相似性比對(duì)。但這些研究很難直接應(yīng)用于數(shù)字化工藝庫(kù)，因此有必要研究并設(shè)計(jì)一套高壓電纜數(shù)字化工藝庫(kù)圖紙審查系統(tǒng)，有利于規(guī)范審圖流程、提高審圖效率、保證審圖質(zhì)量以及數(shù)字化工藝圖紙的存儲(chǔ)管理。

2 系統(tǒng)功能介紹

2.1 高壓電纜附件工藝庫(kù)

高壓電纜附件工藝庫(kù)模塊利用掃描儀將現(xiàn)有所有標(biāo)準(zhǔn)的電纜技術(shù)協(xié)議、工藝圖紙以及相關(guān)文檔通過(guò)圖像的降噪以及增強(qiáng)技術(shù)將其轉(zhuǎn)換成高清的電子工藝圖紙，并錄入高壓電纜附件工藝庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)以及固化工藝庫(kù)模板，每個(gè)工藝圖紙包含標(biāo)簽、類型、時(shí)間及版本等重要信息。同時(shí)在本模塊利用工藝庫(kù)的關(guān)鍵信息，例如編號(hào)、名稱、時(shí)間等能夠快速查詢檢索。在電纜公司日程生產(chǎn)工作中需要涉及很多數(shù)據(jù)圖紙資料，相關(guān)工作人員可以根據(jù)查詢到的資料信息更快地找到工藝方案，確保工作的順利開(kāi)展，從而提高工作效率，保證了工藝工作進(jìn)度。基于圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用對(duì)高壓電纜附件工藝圖紙進(jìn)行有效檢索及存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)全面網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理，將所有檔案資源進(jìn)行全面共享，建立通用數(shù)據(jù)庫(kù)，保障多項(xiàng)圖紙資源得到全面管理、統(tǒng)一保管、規(guī)范化應(yīng)用等，突出高壓電纜數(shù)字化工藝庫(kù)應(yīng)用價(jià)值。

2.2 工藝圖紙及文檔比對(duì)模塊

在比對(duì)功能模塊中研究了對(duì)數(shù)字化工藝圖紙的特征處理方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙?zhí)卣鞯奶崛『妥R(shí)別；同時(shí)還研究了對(duì)比的算法，將有差異化的圖紙和原圖中的圖元進(jìn)行抽取分析對(duì)比。

需要審核的圖紙或技術(shù)協(xié)議經(jīng)掃描儀等輸入設(shè)備進(jìn)行掃描識(shí)別形成電子版圖紙進(jìn)入后端與系統(tǒng)已有的工藝圖紙模板進(jìn)行識(shí)別比對(duì)，通過(guò)圖像、文字識(shí)別及比對(duì)技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)以下系統(tǒng)功能。

(1)圖紙文件分析：對(duì)高壓電纜數(shù)字化圖紙文件進(jìn)行分析，以取得圖紙文件的文件名、修改時(shí)間等基本信息。

(2)圖紙層選識(shí)別：對(duì)高壓電纜數(shù)字化圖紙中的特定圖層進(jìn)行選定，進(jìn)行初步篩選分類。

(3)圖紙?zhí)卣鞒槿。簩?duì)選擇圖紙層面上的基礎(chǔ)特征進(jìn)行遍歷，將特征進(jìn)行分類，并存儲(chǔ)其屬性值。

(4)圖元信息存儲(chǔ)：使用專用的存儲(chǔ)空間，對(duì)抽取出的圖像基元類型和屬性信息進(jìn)行保存。

(5)圖紙比對(duì)處理：存儲(chǔ)的圖元轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的分形維后，得出圖紙相似性以檢測(cè)圖紙的變化情況。

高壓電纜工藝庫(kù)識(shí)別的具體流程如圖1所示。

圖1 高壓電纜工藝庫(kù)識(shí)別流程

2.3 比對(duì)報(bào)告

對(duì)數(shù)字化工藝圖紙進(jìn)行比對(duì)后，識(shí)別庫(kù)將通過(guò)一致性檢測(cè)算法，利用圖紙屬性值的比較，對(duì)增加、修改和刪除信息給出提示并生成一份比對(duì)報(bào)告，在報(bào)告中將識(shí)別出需識(shí)別圖紙與標(biāo)準(zhǔn)圖紙的比對(duì)結(jié)果，利用標(biāo)識(shí)框告知審核人員，審核人員將借助比對(duì)報(bào)告實(shí)現(xiàn)高效的審核工作。借助該圖紙比對(duì)審查報(bào)告實(shí)現(xiàn)全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)管，促進(jìn)圖紙審查服務(wù)和設(shè)計(jì)質(zhì)量的共同提升，可以審查信息與安全監(jiān)督部門動(dòng)態(tài)共享，避免無(wú)效施工圖帶來(lái)的安全隱患。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建立一個(gè)高壓電纜附件數(shù)字化工藝庫(kù)識(shí)別審查系統(tǒng)，研究了對(duì)高壓電纜數(shù)字化圖紙?zhí)卣鞯奶幚矸椒?，?shí)現(xiàn)對(duì)工藝圖特征的提取和識(shí)別，采用SQL數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)建立了高壓電纜歷史工藝圖紙及技術(shù)協(xié)議庫(kù)，提供了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)協(xié)議以及工藝圖紙的審核及鑒別流程。相較于傳統(tǒng)高壓電纜附件工藝資料的審核流程，本平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)具體如下。

(1)相比傳統(tǒng)圖紙，數(shù)字化工藝圖紙能夠利用圖像降噪及增強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高圖紙清晰度和顯示效果的目的，從而可以使字跡圖案更清楚，更好地為工作人員展示設(shè)計(jì)圖紙的效果。

(2)相比傳統(tǒng)的人工審核以及管理，數(shù)字化工藝庫(kù)管理更便捷且安全可靠，減少了生產(chǎn)人員手工翻閱紙質(zhì)資料、統(tǒng)計(jì)匯總及資料存儲(chǔ)管理的工作，真正達(dá)到了提高工藝圖紙的管理審核工作效率、降低成本的目的。通過(guò)長(zhǎng)期使用在生產(chǎn)運(yùn)行維護(hù)、人工管理等方面的成本都大幅下降，為公司創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)本文可以實(shí)現(xiàn)高壓電纜附件全過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)管，實(shí)時(shí)保證工藝庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化，大幅減少非標(biāo)準(zhǔn)的工藝圖帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)成本及安全隱患。

(4)高壓電纜附件數(shù)字化工藝庫(kù)具有一定的自學(xué)習(xí)功能。隨著錄入工藝圖紙與技術(shù)協(xié)議的不斷增多，工藝數(shù)據(jù)庫(kù)不斷擴(kuò)充，系統(tǒng)功能將不斷完善和改進(jìn)，屆時(shí)將可推廣提升高壓電纜專業(yè)相關(guān)資料文件的存儲(chǔ)及審核管理工作，應(yīng)用前景良好。