PLS-CADD辅助软件开发与应用

庄宿军 王振

（华东电力设计院有限公司 上海市 200063）

随着国内外改革的进一步深化和走出去战略的进一步实施，我国获得的国外输变电项目急剧增加，但是国内外应用标准和软件的差异是国外项目面临的挑战。据了解，国外送变电项目普遍采用的是美标，软件上普遍采用的是美国的PLS-CADD（Power Line Systems-Computer Aided Design and Drafting），然而国内普遍采用的是国产软件SLCAD（SLCAD 架空送电线路平断面图处理系统），两个系统差异较大，如何解决数据采集问题是当前国外项目亟需解决的问题。

1 PLS-CADD优缺点分析

PLS-CADD 是一款专注于电力设计的软件，在电力设计方面有很强的预算和分析能力；数据上采用绝对坐标输入，针对已勘测的局部设计线路调整具有较大的灵活性；待输入数据格式上可以是绝对坐标下的任何文本格式或部分主流GIS 软件格式文件，具有强大的兼容性；数据显示上可根据用户需求进行编码，具有较宽泛的可塑性。

但是在基础数据的处理上，PLS-CADD 功能较弱，仅能提供一些简单的点线操作；而针对电力勘测来说，外业断面数据由于误差和勘测条件限制，不可能完全位于断面上，针对该情况PLS-CADD是通过设定较大断面的误差范围将不在断面上的点强行显示在断面上，导致断面误差较大，而断面数据的准确性是电力勘测中最重要数据之一，本文立足于此，结合地形图编程辅助解决PLS-CADD断面数据采集问题。

2 软件开发及功能简介

2.1 软件开发主要算法

如图1 所示，T1(x1,y1,z1)、T2(x2,y2,z2)为线路耐张段转角，T'1、T'2为T1、T2点在XY 平面上的投影点；X1(X1,Y1,Z1)、X2(X2,Y2,Z2)为断面附近两点，X'1、X'2为X1、X2点在XY 平面上的投影点；P(X,Y,Z)为断面点，P'为P 点在XY 平面上的投影点。

2.1.1 耐张段自动搜索算法

该算法目的是自动判断X1-X2所处耐张段，主要原理是通过计算∠X1T1T2、∠X1T2T1、∠X2T1T2和∠X2T2T1，如果该四个角全为锐角，断定X1-X2位于耐张段T1-T2中[4][5]。

2.1.2 平面点位获取算法

若(X1-X2)(y1-y2)=(Y1-Y2)(x1-x2)则X1-X2与T1-T2相互平行或重合，不符合实际需要；若(X1-X2)(y1-y2)≠(Y1-Y2)(x1-x2)，则P 点平面坐标X,Y 通过式（1）计算。

图1：算法示意图

图2：辅助软件采集的PLS-CADD 数据

2.1.3 高程内插算法

P 点高程采用高程内插算法求取。通过式（1）求出P 点平面坐标后，P 点位于线段X1-X2上，依据定比分点公式求的P 的高程Z 为：

图3：通过PLS-CADD 软件成图

2.2 软件功能简介

本软件是以Visual Basic 和AutoCAD 为开发平台的AutoCAD二次开发软件。依据需求，软件主要功能如下：

“导入”是导入PLS-CADD 中自定义的数据编码文件；

“保存”是选择采集到的PLS-CADD 数据保存的目标文件；

“拾取点”是拾取地形图中断面点的平面位置信息；

“拾取高程”是直接拾取该断面点的高程信息；

“内插获取Z”是通过拾取待内插的两个端点和已经拾取的断面点，内插获取断面点高程信息；

“直接拾取”是直接拾取该断面点的高度信息，该高度是拾取的点位高程减去断面点的高程；

“断面显示”和“平面显示”是PLS-CADD 软件中点位的显示信息；

“添加”是将上述采集到的信息添加到目标文件中。

2.3 软件操作步骤简介

首先获取点编码数据文件，该文件一般是与“自定义数据格式文件-*.IMP”和“特征代码文件-*.FEA”对应同步获得。

（1）启动软件；

（2）导入数据编码文件；

（3）选择采集数据保存位置；

（4）选择待采集点的点特征；

（5）拾取点；

（6）获取高程信息；

洋山港四期码头位于小洋山岛链最西端的大、小乌龟岛与颗珠山岛之间的填筑区，与洋山港二期工程相隔颗珠山汊道。洋山港四期工程设计水深为14.5 m，占用岸线2 800 m，码头走向106°～286°,设计年集装箱吞吐量400万TEU。拟建工作船码头和7个5万～7万吨级泊位、并考虑为远期发展适当留有余地，将15万吨级集装箱船作为水工结构兼靠船型。[2]预计开港后挂靠洋山港区四期集装箱泊位的远洋集装箱船型将以5万吨级、7万吨级和10万吨级的船舶为主。洋山港水域平面布置见图1。

（7）获取高度信息；

（8）编辑及平面显示信息后添加到目标文件中；

（9）重复（3）-（8）的操作，直至数据采集完成；

（10）退出软件。

3 工程实例及结果分析

3.1 工程实例

截至目前，本软件已用于多条国外架空输电线路工程中，现以某工程改线段说明该辅助软件与PLS-CADD 软件的配合使用。通过辅助软件采集后的数据如图2 所示，通过PLS-CADD 软件生成的数据如图3 所示。

3.2 结果分析

由图2、图3 可知依据本软件可以辅助PLS-CADD 软件准确成图；另外，在经济效益上，上述示例数据，使用本辅助软件配合PLS-CADD 软件完成线路图的绘制需要15 分钟，而如果使用常规手段至少需要2 个小时，大大提高了内业处理效率、缩短了工程工期、提高了经济效益。

但是，本软件也具有一定得不足，数据采集中仍需要较多的重复操作。

4 总结

（1）本软件实现了PLS-CADD 软件的数据采集，提高了内业处理效率、缩短了工程工期、提高了经济效益；

（2）本软件目前操作中人工干预较多，自动化程度不高；本软件后续开发中将会加入点位自动识别和自动拾取功能，增强软件的自动化水平。