一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法，包括以下步骤：1、建立高速铁路接触网一杆一档数据库；2、建立高速铁路接触网坐标系；3、将接触网零部件的信息存储在一杆一档数据库的接触网零部件信息数据库中；4、在数据库的基础上，按照坐标系，根据腕臂装配模型图，从数据库中读取基础数据信息，并对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算；5、在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，生成三维腕臂支撑装置BIM模型。本发明专利技术在三维空间中能够展示三维的接触网腕臂支撑装置各部件BIM模型之间相互的几何约束和装配关系，为数据集中、分析和挖掘等大数据技术手段提供准确的数据和信息。

【技术实现步骤摘要】
一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法
本专利技术涉及接触网领域，尤其涉及一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法。
技术介绍
长期以来，我国铁路高度重视电气化发展，经过几十年努力，建成了世界一流的铁路供电网，其巨大发展成就集中体现为规模最大、发展最快、技术最先进的“三个世界之最”，同时也在努力创造“第四个世界之最”——建立一套完整的世界一流水平的铁路供电养护维修体系，特别是高速铁路供电养护维修体系。为了赶超世界一流水准，供电系统在供电设备、检测监测数据、维修信息的现代化管理方面做出了诸多技术创新，特别是6C数据中心、接触网一杆一档等信息化系统的运用，大大提升了供电系统的管理水平，6C系统中大量的数据，为接触网一杆一档电子化管理模式奠定了数据基础。一杆一档信息管理系统是围绕着每根支柱的信息收集、保存、查询，进行操作的系统。主要包括三个方面的信息：支柱(包腕臂装置、接触悬挂、附加悬挂、接地装置、接触网上设备、接触网地面设备等)的装配信息、检测监测信息、维修保养信息，通过系统自动采集、人工导入、人工录入等多种数据输入方式，针对数以万计的支柱，实现了快速获取每根支柱的设计信息、装配信息、安装环境、位置特征、运用状态、检测监测、维修保养等实用信息，当发生突发事故时为各级抢修指挥人员及时查看事故地点的设备状态，了解事故现场情况、制定事故抢修预案以及准备抢修料具等提供技术支持，实现科学组织、快速决策。同时，也为日常维修工作提供技术依据。但是瞄准供电维护世界一流目标，我国的供电系统信息化程度还有差距，尤其是在高速铁路接触网的一杆一档动态电子履历系统方面还存在数据准确性难以判断、数据关联性差、数据不直观形象等问题。现有技术中，采用BIM软件手动或二次开发方法生成三维腕臂支撑装置，其存在模型为死模型，无法与一杆一档数据同步联动，并且无法采用web客户端加载浏览的缺陷。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种一杆一档数据驱动BIM模型生成三维腕臂支撑装置的方法，在传统一杆一档数据库基础上，加入高速铁路接触网零部件几何尺寸数据表前提条件下，采用单支柱腕臂生成方法，能实现用数据驱动模型自动生成三维腕臂支撑装置。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案：一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法，包括以下步骤：建立高速铁路接触网一杆一档数据库；建立高速铁路接触网坐标系；将接触网零部件的信息存储在一杆一档数据库的接触网零部件信息数据库中；在数据库的基础上，按照坐标系，根据腕臂装配模型图，从数据库中读取基础数据信息，并对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算；在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，生成三维腕臂支撑装置BIM模型，优选的，包括以下方法：在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，在Unity3d引擎中，通过对父物体、子物体的世界坐标系、屏幕坐标系和视口坐标系进行相互转换，动态设置每个BIM模型的三维坐标值，从而利用引擎自带的坐标驱动系统将每个零部件BIM模型驱动到相应空间位置，同时根据空间坐标系去计算部分零部件旋转角度以及缩放长度，最终生成三维腕臂支撑装置BIM模型。进一步的是，所述一杆一档数据库采用orcle数据库，包括建立线路、供电段、车间、工区、隧道、桥梁、区间/站场、接触悬挂锚段、支柱信息、支撑装置、接触悬挂、接触网零部件信息、牵引变电所、分区所、AT所数据表。进一步的是，所述建立高速铁路接触网坐标系中，线路上所有零部件均统一到同一个三维坐标系，定义Y轴为低轨面内、正方向为动车组行车方向且原点为线路中心的轴；X轴为同Y轴在同一平面内且垂直于Y轴、正方向为行车方向左侧、负方向为行车方向右侧的轴；Z轴为垂直于X轴和Y轴组成的平面、正方向为垂直向上、负方向为垂直向下的轴。进一步的是，所述存储在接触网零部件信息数据库中的信息，包括腕臂底座、连接平/斜腕臂的棒式绝缘子、不同位置的套管单耳、双套管连接器、承力索底座、定位管卡子、限位定位支座、定位器、防风拉线定位耳环零部件的尺寸和信息；优选的，所述存储在接触网零部件信息数据库中的信息还包括腕臂的类型。进一步的是，还包括对腕臂支撑装置的关键参数进行计算，所述关键参数包括支柱倾斜角度和轨道倾斜角度；所述支柱倾斜角度为：arctan(Pillarslope_62/1000)，Pillarslope_62为支柱斜率；所述轨道倾斜角度β的值为：β＝arcsin(Orailhigh_22/(1435+73.0))，Orailhigh_22为外轨超高数据。进一步的是，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对定位线夹和定位器BIM模型的坐标进行计算，具体包括以下步骤：S11、计算接触线BIM模型底面的横坐标xw1：当为曲内和直线形式时：xw1＝Hj*sin(β)+a*cos(β)；当为曲外形式时：xw1＝Hj*sin(β)-a*cos(β)；S12、计算接触线BIM模型底面的垂向坐标ZW1:当为曲内和直线形式时:ZW1＝Hj*cos(β)-a*sin(β)+0.5*Orailhigh_22；当为曲外形式时：ZW1＝Hj*cos(β)+a*sin(β)+0.5*Orailhigh_22；S13、读取定位器BIM模型与水平面的角度数据；S14、计算定位器BIM模型头圆孔的圆心坐标：X坐标：W(X)-w9；Y坐标：0；Z坐标：W(Z)+h7；S15、以定位器BIM模型头圆孔的圆心坐标为原点，对定位器BIM模型旋转S13步骤的角度，得到定位器BIM模型的坐标；式中，Hj为接触线BIM模型高度，a为拉出值，β为轨道BIM模型倾斜角度，Orailhigh_22为外轨BIM模型超高数据，W(X)为接触线BIM模型底面的横坐标，W(Z)为接触线BIM模型底面的垂向坐标，w9为接触线BIM模型底面与定位器BIM模型头圆孔圆心的横向距离，h7为接触线BIM模型底面与定位器BIM模型头圆孔圆心的垂向距离。进一步的是，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对支柱BIM模型坐标计算，具体包括以下步骤：读取支柱信息，并决定采用何种支柱BIM模型；读取基础类型，选取相应的BIM模型，并读出基础状态和地线状态数据；计算支柱BIM模型坐标零点位置在场景中的三维坐标，其坐标为(MVK_21，0，-PRLD_61)；读取支柱斜率，并利用支柱的旋转角度反正切函数(arctan(PISL_62/1000)/3.1415926)×180判断旋转方向，其为正时支柱BIM模型往远离线路侧旋转，为负时支柱BIM模型往线路侧旋转；式中，MVK_21为侧面限界，PRLD_61为支柱安装基础底面比低轨面平面低的距离，PISL_62为支柱BIM模型斜率。进一步的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n建立高速铁路接触网一杆一档数据库；/n建立高速铁路接触网坐标系；/n将接触网零部件的信息存储在一杆一档数据库的接触网零部件信息数据库中；/n在数据库的基础上，按照坐标系，根据腕臂装配模型图，从数据库中读取基础数据信息，并对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算；/n在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，生成三维腕臂支撑装置BIM模型，优选的，包括以下方法：/n在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，在Unity3d引擎中，通过对父物体、子物体的世界坐标系、屏幕坐标系和视口坐标系进行相互转换，动态设置每个BIM模型的三维坐标值，从而利用引擎自带的坐标驱动系统将每个零部件BIM模型驱动到相应空间位置，同时根据空间坐标系去计算部分零部件旋转角度以及缩放长度，最终生成三维腕臂支撑装置BIM模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种一杆一档数据驱动模型生成三维腕臂支撑装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立高速铁路接触网一杆一档数据库；
建立高速铁路接触网坐标系；
将接触网零部件的信息存储在一杆一档数据库的接触网零部件信息数据库中；
在数据库的基础上，按照坐标系，根据腕臂装配模型图，从数据库中读取基础数据信息，并对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算；
在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，生成三维腕臂支撑装置BIM模型，优选的，包括以下方法：
在每个零部件BIM模型的坐标计算基础上，在Unity3d引擎中，通过对父物体、子物体的世界坐标系、屏幕坐标系和视口坐标系进行相互转换，动态设置每个BIM模型的三维坐标值，从而利用引擎自带的坐标驱动系统将每个零部件BIM模型驱动到相应空间位置，同时根据空间坐标系去计算部分零部件旋转角度以及缩放长度，最终生成三维腕臂支撑装置BIM模型。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一杆一档数据库采用orcle数据库，包括建立线路、供电段、车间、工区、隧道、桥梁、区间/站场、接触悬挂锚段、支柱信息、支撑装置、接触悬挂、接触网零部件信息、牵引变电所、分区所、AT所数据表。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立高速铁路接触网坐标系中，线路上所有零部件均统一到同一个三维坐标系，定义Y轴为低轨面内、正方向为动车组行车方向且原点为线路中心的轴；X轴为同Y轴在同一平面内且垂直于Y轴、正方向为行车方向左侧、负方向为行车方向右侧的轴；Z轴为垂直于X轴和Y轴组成的平面、正方向为垂直向上、负方向为垂直向下的轴。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储在接触网零部件信息数据库中的信息，包括腕臂底座、连接平/斜腕臂的棒式绝缘子、不同位置的套管单耳、双套管连接器、承力索底座、定位管卡子、限位定位支座、定位器、防风拉线定位耳环零部件的尺寸和信息；
优选的，所述存储在接触网零部件信息数据库中的信息还包括腕臂的类型。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对腕臂支撑装置的关键参数进行计算，所述关键参数包括支柱倾斜角度和轨道倾斜角度；
所述支柱倾斜角度为：arctan(Pillarslope_62/1000)，Pillarslope_62为支柱斜率；
所述轨道倾斜角度β的值为：β＝arcsin(Orailhigh_22/(1435+73.0))，Orailhigh_22为外轨超高数据。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对定位线夹和定位器BIM模型的坐标进行计算，具体包括以下步骤：
S11、计算接触线BIM模型底面的横坐标xw1：
当为曲内和直线形式时：xw1＝Hj*sin(β)+a*cos(β)；
当为曲外形式时：xw1＝Hj*sin(β)-a*cos(β)；
S12、计算接触线BIM模型底面的垂向坐标ZW1:
当为曲内和直线形式时:ZW1＝Hj*cos(β)-a*sin(β)+0.5*Orailhigh_22；
当为曲外形式时：ZW1＝Hj*cos(β)+a*sin(β)+0.5*Orailhigh_22；
S13、读取定位器BIM模型与水平面的角度数据；
S14、计算定位器BIM模型头圆孔的圆心坐标：
X坐标：W(X)-w9；
Y坐标：0；
Z坐标：W(Z)+h7；
S15、以定位器BIM模型头圆孔的圆心坐标为原点，对定位器BIM模型旋转S13步骤的角度，得到定位器BIM模型的坐标；
式中，Hj为接触线BIM模型高度，a为拉出值，β为轨道BIM模型倾斜角度，Orailhigh_22为外轨BIM模型超高数据，W(X)为接触线BIM模型底面的横坐标，W(Z)为接触线BIM模型底面的垂向坐标，w9为接触线BIM模型底面与定位器BIM模型头圆孔圆心的横向距离，h7为接触线BIM模型底面与定位器BIM模型头圆孔圆心的垂向距离。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对支柱BIM模型坐标计算，具体包括以下步骤：
读取支柱信息，并决定采用何种支柱BIM模型；
读取基础类型，选取相应的BIM模型，并读出基础状态和地线状态数据；
计算支柱BIM模型坐标零点位置在场景中的三维坐标，其坐标为(MVK_21，0，-PRLD_61)；
读取支柱斜率，并利用支柱的旋转角度反正切函数(arctan(PISL_62/1000)/3.1415926)×180判断旋转方向，其为正时支柱BIM模型往远离线路侧旋转，为负时支柱BIM模型往线路侧旋转；
式中，MVK_21为侧面限界，PRLD_61为支柱安装基础底面比低轨面平面低的距离，PISL_62为支柱BIM模型斜率。


8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对上腕臂底座BIM模型坐标计算，其零点坐标为：
(MVK_21+(PISL_62/1000×MHB_7)，0，MHB_7)
式中，MVK_21为侧面限界，PISL_62为支柱BIM模型斜率，MHB_7为上腕臂底座BIM模型的安装高度。


9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对上腕臂棒式绝缘子BIM模型坐标计算，其零点坐标为：
X轴值：MVK_21+(PISL_62/1000×MHB_7)-t×COS((arctan(PISL_62/1000))
Y轴值：0
Z轴值：MHB_7+t×SIN((arctan(PISL_62/1000))
式中，MVK_21为侧面限界，PISL_62为支柱BIM模型斜率，MHB_7为上腕臂底座BIM模型的安装高度，t腕臂底座BIM模型的宽度。


10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对腕臂支撑装置的各零部件BIM模型空间位置坐标进行计算，包括对平腕臂BIM模型的坐标计算，其零点坐标为：
X轴值：E(X)-b+c
Y轴值：0
Z轴值：E(Z)+(b-c)*sin(DWB03angle_89)
式中，E(X)为上腕臂棒式绝缘子BIM模型的横坐标，E(Z)为上腕臂棒式绝缘子BIM模型的垂向坐标，DWB03angle_89为平腕臂BIM模型与水平面BIM模型的夹角，b为平腕臂棒式绝缘子BIM模型左侧孔中心距右端头的距离，c为平腕臂BIM模型插到棒式绝缘子BIM模型中的长度，把平腕臂BIM模型驱动到指定坐标点后，再放大沿长DWB03lenght_12倍，DWB03lenght_12为平腕臂管BIM模型的长度；
优选的，还包括对平腕臂上套管单耳BIM模型坐标计算，其零点坐标为：
X轴值：
E(X)-((b-c)+DWB07distance_15)*cos(DWB03angle_89)-g*sin(DWB03angle_89)
Y轴值：0
Z轴值：
E(Z)-((b-c)+DWB07distance_15)*sin(DWB03angle_89)-g*cos(DWB03angle_89)
式中，E(X)为上腕臂棒式绝缘子BIM模型的横坐标，E(Z)为上腕臂棒式绝缘子BIM模型的垂向坐标，DWB03angle_89为平腕臂BIM模型与水平面的夹角，b为平腕臂棒式绝缘子BIM模型左侧孔中心距右端头的距离，c为平腕臂BIM模型插到棒式绝缘子BIM模型中的长度，g为套管单耳BIM模型的高度，DWB07distance_15为棒式绝缘子BIM模型右侧端口到套管单耳BIM模型左侧的距离，DWB03angle_89为平腕臂BIM模型与水平面的夹角；
优选的，还包括对套管座BIM模型的坐标计算，其零点坐标为：
X轴值：
G(X)-(DWB05distance_18+w6)*cos(DWB03angle_89)-h3*sin(DWB03angle_89)
Y轴值：0
Z轴值
G(Z)-(DWB05distance_18+w6)*sin(DWB03angle_89)-h3*cos(DWB03angle_89)
式中，G(X)为平腕臂BIM模型的横坐标，G(Z)为平腕臂BIM模型的垂向坐标，DWB05distance_18...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟建军，任文锋，全宇慧，曾晓红，周洪宇，刘开亮，李建泽，李阳勇，
申请(专利权)人：成都云铁智能交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51