无重叠交叉的配电网单线图自动生成算法_陈勇

无重叠交叉的配电网单线图自动生成算法陈勇, 邓其军，周洪(武汉大学自动化系, 湖北武汉430072 )摘要：以设备的拓扑连接关系为基础，将配电馈线的地理接线图自动转换成单线图时，存在的最大问题就是线和图标的重叠交叉的消除。

基于面向图形对象的单线图绘制工具，提出了一种通过寻找最佳绘制方向来尽可能避免重叠交叉的新方法。

当需要向某个方向绘制一个图标时，先检测按此方向绘制是否会与已经存在的对象发生重叠交叉。

如果有重叠交叉，则依次尝试向其它两个垂直方向绘制。

如果三个方向都无法绘制，则通过局部图幅扩展算法，对图幅进行扩展，得到至少一个图标的位置后按照原方向进行绘制。

结合实例详细描述了所提出方法的算法步骤，结果表明该方法能尽可能避免线和图标的重叠交叉，保证自动生成的单线图布局美观合理，并且在城市配电网中得到了成功的应用。

关键词：配电网；地理信息系统；单线图；自动生成；拓扑；GDI+ ；重叠交叉0引言在基于地理信息的配电网管理系统中，馈线的地理图和单线图是配电网运行管理的两类核心资料。

目前，在大多数的类似系统[1~3]中，设备的地理图是在地理信息系统GIS （Geographic Information System）上绘制完成的(包括设备之间的连接关系)；而电气单线图则是在CAD图上通过手工绘制来完成的。

两者之间存在数据、拓扑不一致的隐患。

配电馈线的地理图到单线图的自动转换，能够大大减少配电网管理的数据维护工作量，避免数据多头配置，确保数据的一致性[4]。

以设备在地理图上的拓扑连接关系为基础，实现单线图的自动绘制问题，部分文献已经作过研究[5~15]，其中最重要的问题，是如何解决线和图标的重叠与交叉问题。

文献[7]和文献[8]中将一个辐射状的配电网络拓扑结构用图论中的树表示，提出生成辐射状配电馈线电气接线图的方法。

文献[9,10]提出的方法是将各电气设备分级，然后把偶数级水平放置，奇数级垂直放置。

若产生交叉或重叠则采取水平或垂直一维局部拉伸平移的方法来消除。

基于GIS和SVG的低压单线图自动布局算法吴丽贤;林钰杰【摘要】Low-voltage single-line diagrams are important figures in low-voltage distribution network management. In order to convert geographic maps in GIS into SVG-based low-voltage single-line diagrams, the main characteristics of low-voltage distribution network are analyzed, and an automatic layout algorithm integrating horizontal and vertical alignment and geographic distribution is proposed. The low-voltage equipments are traversed and arranged via breadth-first and depth-first search, and their annotations are automatically added to diagrams based on 8-neighborhood greedy algorithm. In addition, an orthogonal process is applied to the initial lines through maze algorithm with double constraints so as to improve overlapping lines. The example shows that the proposed algorithm can quickly generate practical low-voltage single-line diagrams, which are clear, legible and rich in information. At present, the algorithm has been applied to some application systems of the Power Supply Bureau, such as automatic generation system of distribution and dispatch single-line diagrams.%低压单线图是低压配网管理中的重要图形. 为实现从GIS地理图到基于SVG的低压单线图的自动转换,分析了低压配网的主要特点,并在此基础上提出了集成横平竖直和沿地理走向这两种方式的布局算法. 布局过程运用了广度优先和深度优先搜索法来排布低压设备,采用了基于8邻域的贪心算法为设备添加标注,并通过带双约束的迷宫算法对低压线路的初始出线进行正交化处理. 实例表明,所提出的算法能够快速生成信息丰富、清晰易读、实际可用的低压单线图. 目前该算法已应用于某供电局的配调电气连接图自动生成系统等应用系统中.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)020【总页数】4页(P148-151)【关键词】GIS;SVG;低压配网;低压单线图;自动布局;迷宫算法【作者】吴丽贤;林钰杰【作者单位】广东电网有限责任公司佛山供电局, 广东佛山 528000;广东电网有限责任公司佛山供电局, 广东佛山 528000【正文语种】中文【中图分类】TN99从“以设备为中心”到“以客户为中心”，电力企业的经营管理模式正日渐转变。

配电馈线单线图无边交叉绘制算法周博曦;孟昭勇;荆辉;徐家恒;宋新新;商玲玲【摘要】Based on artificial intelligence algorithms,an algorithm for none-edge crossing diagram of urban distribution network is proposed,whose structure consists of three levels,i.e.,high voltage substation,ring network cabinet,and distribution transformer.The first step is to establish a model of associated lines with minimum edge crossing by using genetic algorithm to realize the calculation of nodes'layout.The second step is to describe the edge crossing among as?sociated lines according to the positional relationship between nodes in the graph layers,and make further adjustments to eliminate the crossing.Finally,with the advantage of nodes'layout,the arranged nodes are topologically connected by using the layout algorithm.An on-site distribution network is used to verify the proposed algorithm,and the results show that the layout efficiency and visualization effect of the algorithm can satisfy the practical engineering requirement.%借助人工智能算法,提出了由"高压变电站-环网柜-配变"三级结构组成的城市配电网无边交叉绘制方法.首先建立网络关联连线边交叉最小化模型,通过遗传算法实现节点布局计算;然后根据图层节点位置关系描述连线边交叉,并进一步调整消除;最后借助于节点排布位置的优势,采用布线算法对已布局节点进行拓扑连线.采用现场实际的配电网络对算法进行了验证,结果表明该算法的布局效率和图形效果均可满足工程实用要求.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)002【总页数】6页(P113-118)【关键词】配电馈线;单线图;环网柜;无边交叉;遗传算法【作者】周博曦;孟昭勇;荆辉;徐家恒;宋新新;商玲玲【作者单位】国网技术学院,济南250000;国网技术学院,济南250000;国网技术学院,济南250000;国网技术学院,济南250000;国网技术学院,济南250000;国网技术学院,济南250000【正文语种】中文【中图分类】TM73配电系统单线图是生产管理、实时调度等各类配电网应用系统的基础性界面[1]，也是运检、规划、调度等部门经常使用的一种图形资料，对电网管理、方式调度及事故处理具有非常重要的作用。

辐射接线模式的配电馈线单线图自动绘制算法周博曦;孟昭勇;吴文宣;朱毅勇;郭建钊【摘要】研究基于CIM SVG的电网数据模型基础上的配电线路单线图自动布局算法,给出了一种辐射状单线图自动绘图的完整方案.提出一种馈线分级分支的干线-支路模型,结合CIM_SVG数据模型垂直、水平逐级交叉布置馈线各支线;应用面向对象思想建立一种支线图元区域模型,通过模型数据判别图形中的极不对称支线以及重叠或交叉区域,进而根据判别的结果对图形的整体对称化处理以及重叠或交叉区域的消除,最终完成整条馈线的绘制.最后以10 kV辐射状配电馈线为例对算法进行验证,结果表明算法能在数秒内完成典型配电网络布局,适用于更广泛的配电网可视化分析应用.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2015(048)012【总页数】6页(P136-140,147)【关键词】配电单线图;自动布局;CIM;SVG;图形优化;交叉消除;重叠消除【作者】周博曦;孟昭勇;吴文宣;朱毅勇;郭建钊【作者单位】国网技术学院,山东济南250002;山东大学电气工程学院,山东济南250061;国网福建省电力有限公司,福建福州 350003;国网泉州供电公司,福建泉州362000;国网泉州供电公司,福建泉州362000【正文语种】中文【中图分类】TM730 引言配电馈线单线图是一种常用的电力网络图形资料，因其关注网络的逻辑连线而更适用于运行和调度人员的调度分析决策。

随着电网规模不断扩大，线路更为复杂，为减轻图形维护的工作量，单线图自动成图技术被提出并得以研究，近些年来已出现较多有关该方面研究的文献，内容主要集中在数据模型和图元布局与布线2个方面。

在数据模型方面，随着系统间数据集成、应用集成和互操作要求愈加迫切，公共信息模型（common information model， CIM）以及可伸缩矢量图（scalable vector graphics，SVG）成为电力系统自动化系统图形、模型信息共享和标准化的主流，文献[1-2]分别探讨了CIM_SVG技术在调度可视化中的应用，通过的面向调度应用的图形模型构建标准、开放的图模库的一体化系统，值得深究；在单线图自动生成的图元布局与布线算法方面，文献[3-4]研究辐射模式的单线图自绘制算法，探讨对馈线中的干线及各支线逐级布局方案；文献[5]给出了如何消除布局完毕后出现的交叉或重叠方法，均具有良好的参考价值。

基于引力斥力模型的配电网单线图自动生成张奇峰1 闫红漫1 于文鹏2 刘东2【摘要】摘要单线图是电网研究的基本图形。

提出一种基于设备的拓扑连接关系自动生成配电网单线图的算法，将配电网的设备及其连接关系抽象成由点和边组成的图，改进引力－斥力算法使其满足配网的特点。

各设备在相互的引力、斥力作用下达到平衡，并对生成的结果进行正交化处理，从而得到配电网单线图。

实验结果表明，该方法生成的单线图达到了“尽量少交叉重叠”的效果。

【期刊名称】计算机应用与软件【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4【关键词】关键词配电网单线图引力－斥力模型自动布局0 引言配网管理中，地理图和单线图都是必不可少的图形工具。

地理图，顾名思义，就是根据电气设备的地理位置而成的图，缺点是线路会重叠交叉，不易观察。

而单线图就是抛弃设备的地理坐标，仅从其连接关系构造的易于观察阅读的遵循如下美观原则的图:设备分布均匀，线路交叉重叠尽可能少。

当前电力系统单线图生成有三类算法:①基于规则的方法;②图论方法;③ 软计算方法。

以上算法虽然各有应用，但主要应用在输电网或厂站接线图中，在配网中的应用还是很受限，配网单线图自动生成的算法主要是干线支线模型以及其扩展［2－4］，该算法比较简单，易实现，效果也不错，然而它只适用于配网中成辐射状(树状)的单条馈线。

对于包含环网状结构的复杂配网来说，目前仍未有好的解决方案，而干线支线模型显然也不能满足环状结构的要求。

文献［5］提出了一种UML类图的布局算法，该算法虽然布局效果很好，但是非常复杂，灵活性差，而且当点数大于1000时，运行速度会非常慢。

文献［6］提出了一种基于引力－斥力模型的网络拓扑布局算法，该算法容易理解，易于实现。

本文改进引力－斥力算法使其满足配电网特点，期望生成的单线图达到如下效果:尽量少的交叉重叠，结构清晰易读。

1 设计思想本文以配网的拓扑连接关系为基础进行拓扑建模，拓扑建模包括合并站内点和标记母线点两步。

无重叠交叉的配电网单线图自动生成算法
陈勇;邓其军;周洪
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2010(030)011
【摘要】以设备的拓扑连接关系为基础,将配电馈线的地理接线图自动转换成单线图时,存在的最大问题就是线和图标的重叠交叉的消除.基于面向图形对象的单线图绘制工具,提出了一种通过寻找最佳绘制方向来尽可能避免重叠交叉的新方法.当需要向某个方向绘制一个图标时,先检测按此方向绘制是否会与已经存在的对象发生重叠交叉.如果有重叠交叉,则依次尝试向其他2个垂直方向绘制.如果3个方向都无法绘制,则通过局部图幅扩展算法对图幅进行扩展,得到至少1个图标的位置后按照原方向进行绘制.结合实例详细描述了所提出方法的算法步骤.
【总页数】4页(P90-93)
【作者】陈勇;邓其军;周洪
【作者单位】武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072;武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072;武汉大学,自动化系,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TM744
【相关文献】
1.配电馈线单线图无边交叉绘制算法 [J], 周博曦;孟昭勇;荆辉;徐家恒;宋新新;商玲玲
2.基于遗传算法的区域配电网单线图的自动布局算法 [J], 葛成余;周博曦;朱颂怡;张俊玲;孙联喜;王金亮;张浩;刘书阁;韩先鹤
3.基于引力斥力模型的配电网单线图自动生成 [J], 张奇峰;闫红漫;于文鹏;刘东
4.基于分层布局思想的配电网拓扑图自动生成算法 [J], 杨贵云;吴倩;曹彦昆;侯晓宇;孙华;王践
5.基于地理信息的输电网单线图自动生成新算法 [J], 徐彭亮;何光宇;梅生伟;张王俊;王伟
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