疏放水及放气用漏斗自动定位方法及系统与流程

1.本发明涉及间歇性疏放水回收技术领域，尤其涉及一种疏放水及放气用漏斗自动定位方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.在以火力发电厂为代表的工业厂房内，既有土建结构，又有工艺管道。其中，常见的土建结构包括立柱和立柱之间的横梁等；工艺管道在土建结构上面支吊生根，工艺管道，例如蒸汽管道或热水管道等热介质管道，需要设置疏水管道、放水管道和放气管道，其中，疏水管道和放水管道也可合称为疏放水管道。工艺管道放气时，通常以有液体流出证明已将气体放完，故放气管道也需要接至漏斗。
4.疏放水管道和放气管道的管径小于热介质管道，主要作用包括：将蒸汽管道凝结的水疏走，防止形成两相流动进而引起管道振动；在停机时将管道中的水放走；在水压试验后将管道中的水放走；在水压试验时将管道中的气赶走等。疏放水管道与工艺管道之间通过三通连接，或直接在热介质管道上打孔焊接，放气管道与工艺管道之间通过三通连接，或直接在热介质管道上打孔焊接。疏放水管道与工艺管道的连接点称为疏放水点，放气管道与工艺管道的连接点称为放气点，其中，疏水管道与工艺管道的连接点称为疏水点，放水管道与工艺管道的连接点称为放水点。
5.根据火力发电厂汽水管道设计规范，放水、放气漏斗的布置位置，应保证不危及设备和人身的安全，避免漏斗反水，操作时能看见工质的流动情况。目前，火力发电厂汽水管道设计中，常见的漏斗包括独立的排水漏斗和集中漏斗；
6.由于疏放水点或放气点的位置主要取决于工艺管道的设计和布置需求，因此疏放水点或放气点的位置呈现出不规则的特点，因此在设计阶段，排水漏斗在主厂房中的定位一直是一个大难题，现有的设计手段缺乏对漏斗布置的统筹优化布置方法，也缺乏对疏放水管道、放气管道等管径较细(通常公称直径小于或等于80毫米)的管道的材料用量的统计方法。因此，在当前的火力发电厂设计时，通常仅在系统图中将一个疏水点接至一个独立的排水漏斗，将一个放水点接至一个独立的排水漏斗，将一个放气点接至一个独立的排水漏斗，有资质的设计单位在施工图设计阶段并不给出漏斗位置，通常交给现场的施工单位进行二次设计。在施工阶段，施工人员根据施工现场的各个工艺管道的疏放水点或放气点的实际位置及数量，选择合适的排水漏斗以及漏斗的布置位置。然而，由于施工单位对于设计单位的设计意图把握并不准确，现场安装的排水漏斗，往往会占据后续需要安装的其他管道或电气、热控设备或桥架等的安装空间，导致设计模型中原本并未发生碰撞的待安装的设备、管道或桥架，可能在施工现场出现碰撞问题；为避免对现场已安装好的漏斗的拆除返工，不得不针对下一步待安装的设备、管道或桥架进行设计变更，从而增加了设计工作量、同时延长了施工周期。
7.另外，在施工现场安装的排水漏斗缺少正向设计的三维模型，在反馈给设计单位进行反向建模时往往对漏斗和小管道的安装位置表述不清，最终导致工程总承包单位向建设单位进行数字化移交时，移交的模型所包含的内容不全，进而在业主运维时所使用的三维模型与物理模型发生较大偏差，导致基于模型的运维功能无法正确的开展，严重影响了采用数字化手段提高运维效率。
8.以往技术公开了一种集中漏斗，通过改进漏斗的物理结构，可以实现将多个疏放水点或放气点通过疏水管道、放水管道和/或放气管道接至一个集中布置的漏斗，但与独立的排水漏斗的布置一样，现有的设计手段也缺乏对集中漏斗进行布置的统筹优化方法，或自动定位方法；对于将多个疏放水点或放气点通过疏水管道、放水管道和/或放气管道接至一个集中布置的漏斗的情况，也缺乏对疏放水管道、放气管道等管径较细(通常公称直径小于或等于80毫米)的管道的材料用量进行统计的方法。


技术实现要素：

9.为了解决上述问题，本发明提出了一种疏放水及放气用漏斗自动定位方法及系统，借助于厂房内的立柱对厂房空间进行结构性划分，能够在设计阶段对漏斗进行自动定位，提高疏放水用漏斗设计模型、疏放水小管道设计模型以及数字化移交模型的准确性和完整性，避免施工人员的二次随意设计，进而减少施工现场安装设备、管道或桥架的碰撞。
10.在一些实施方式中，采用如下技术方案：
11.一种疏放水及放气用漏斗自动定位方法，包括：
12.针对待设计的厂房的每一个楼层，按照立柱划分为若干最小空间单元，每一个最小空间单元由四个立柱围成；
13.选取坐标原点，建立三维坐标系；
14.对于每一个最小空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以各最小空间单元内到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的总重量最小为目标，确定相应的每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和次优位置。
15.进一步地，在确定相应的每一个最小空间单元内漏斗安装位置的局部最优位置和次优位置之后，还包括：按照设定的规则对最小空间单元进行合并，得到漏斗安装的全局优化位置。
16.进一步地，所述按照设定的规则对最小空间单元进行合并，具体包括：
17.按照每一个最小空间单元内疏水管道、放水管道和/或放气管道的接口数量对最小空间单元进行排序；选取所述接口数量较多的前k个最小空间单元作为种子单元，其余最小空间单元为非种子单元；
18.每一个种子单元作为一个小组，对于与所述种子单元同一楼层的非种子单元，按照与种子单元的加权名义距离最小的原则划分到相应的小组中，得到k个小组空间单元；
19.对于每一个小组空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道总重量最小为目标，确定相应的每一个小组空间单元内漏斗安装位置的全局最优位置和次优位置。
20.进一步地，所述到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道总重量指的是每一个疏水点、放水点和/或放气点对应管径的单位管道重量
与相应每根疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道长度的乘积之和；所述每根疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道长度由每一个疏水点、放水点和/或放气点与该潜在的漏斗安装中心点坐标之间构成的空间两点之间的距离表示，所述空间两点之间的距离根据疏水点、放水点和/或放气点坐标与该潜在的漏斗安装中心点坐标的x轴、y轴和z轴坐标分别作差后求绝对值，然后求和得到。
21.进一步地，所述加权名义距离指的是：
22.非种子单元的漏斗安装位置与种子单元的漏斗安装位置之间的距离平均值与所述非种子单元内的疏水管道、放水管道和/或放气管道的接口数量的乘积；
23.其中，所述非种子单元的漏斗安装位置与种子单元的漏斗安装位置之间的距离平均值具体为：
24.非种子单元的漏斗局部最优位置与种子单元的漏斗局部最优位置之间的距离、非种子单元的漏斗局部最优位置与种子单元的漏斗局部次优位置之间的距离、非种子单元的漏斗局部次优位置与种子单元的漏斗局部最优位置之间的距离以及非种子单元的漏斗局部次优位置与种子单元的漏斗局部次优位置之间的距离的平均值。
25.进一步地，所述对于每一个小组空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置，具体为：
26.以种子单元的漏斗局部最优和次优位置，以及疏水管道、放水管道和/或放气管道的接口数量最多的非种子单元的漏斗局部最优位置和次优位置，作为小组空间单元的潜在的漏斗安装位置。
27.进一步地，所述按照设定的规则对最小空间单元进行合并，具体包括：
28.统计每一个立柱上对应局部最优或次优位置的漏斗对应的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量之和；其中，同一个最小空间单元内漏斗局部最优位置和次优位置在同一个立柱上的不同侧面时，仅取其中一个漏斗进行统计；
29.选取所述接口数量较多的前p个立柱作为种子立柱；以种子立柱为中心，按照设定的规则对最小空间单元进行合并，得到合并空间单元；
30.对于每一个合并空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道总重量最小为目标，确定相应的每一个小组空间单元内漏斗安装位置的全局最优位置和次优位置。
31.进一步地，以种子立柱为中心，按照设定的规则对最小空间单元进行合并，具体为：
32.以种子立柱为中心，按照日字型、田字形或者九宫格的方式对最小空间单元进行合并；或者，按照人工勾选最小空间单元的方式进行自定义空间组合实现空间合并。
33.进一步地，对于每一个最小空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；具体包括：
34.确定待设计厂房每一楼层的立柱的地面中心点坐标，以及管道疏水点、放水点和/或管道放气点的坐标；
35.对于每一个最小空间单元，漏斗安装在立柱朝向该最小空间单元内部的侧面上；围成该最小空间单元的每一个立柱仅有两个侧面朝向该最小空间单元内部，因此，基于各个立柱的地面中心点坐标，考虑漏斗在立柱上相应侧面的安装距离，分别确定潜在的漏斗
安装位置。
36.进一步地，确定每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和次优位置或者得到漏斗安装的全局优化位置之后，还包括：按照排序依次对得到的漏斗安装位置进行适配性检查，选定最终的漏斗安装位置。
37.进一步地，选定最终的漏斗安装位置之后，还包括：
38.在漏斗通用模型的基础上，根据需要连接的疏水点、放水点和/或放气点的数量输入漏斗的接口数，作为实际漏斗的个性化配置，生成漏斗的三维模型，并根据最终的漏斗安装位置导入到设计模型中；
39.或者，
40.选定最终的漏斗安装位置之后，还包括：
41.根据最终的漏斗安装位置，计算疏水管道、放水管道和/或放气管道的布设长度，再乘以余量系数，得到疏水管道、放水管道和/或放气管道的材料量。
42.在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
43.一种疏放水及放气用漏斗自动定位系统，包括：
44.最小空间单元划分模块，用于针对待设计的厂房的每一个楼层，按照立柱划分为若干最小空间单元，每一个最小空间单元由四个立柱围成；
45.坐标系构建模块，用于选取坐标原点，建立三维坐标系；
46.漏斗安装位置局部寻优模块，用于对于每一个最小空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以各最小空间单元内到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的总重量最小为目标，确定相应的每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和次优位置。
47.漏斗安装位置全局寻优模块，用于按照设定的规则对最小空间单元进行合并，再对合并后的小组空间单元内的漏斗安装位置进行排序，得出漏斗安装的全局最优位置和次优位置。
48.进一步地，系统还包括：
49.日志记录与三维热力图展示模块，用于记录自动定位过程中的数据，并生成三维热力图；
50.漏斗模型及适配性检查模块，用于在通用漏斗模型的基础上通过输入漏斗的接口数自动生成个性化配置的漏斗模型，并对寻优模块推荐的最优位置和次优位置进行适配性检查。
51.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
52.(1)本发明疏放水及放气用漏斗自动定位方法通过最小空间单元遍历，一方面可以筛选出每个最小空间单元单网格空间内的管道疏水点、放水点或者放气点的数量，起到了摸底的作用，另一方面可以筛选出在每一个最小空间单元内的疏放水管道布置最优路径，及集中漏斗的局部最优、局部次优的布置位置。
53.(2)以管道总重量最小为优化目标，实现了钢材用量最小；根据管道接口数量合理设计漏斗接口数量，保证了设计的准确性。
54.(3)进一步还可以按照设定的规则对最小空间单元进行合并，再对合并后的小组空间单元内的漏斗安装位置进行排序，得出漏斗安装的全局最优位置和次优位置，通过合
并进一步降低管道总重量。
55.(4)本发明在设计阶段对集中漏斗进行自动定位，并将疏水点、放水点或放气点作为起点，将集中漏斗作为终点，对小管道进行自动寻径布置，从而深化了疏放水用漏斗及相关的疏放水小管道的设计模型，提高了设计准确性，可有力的减少施工人员的现场二次设计，减少二次设计的随意性，进而减少施工现场的碰撞，提高数字化移交的准确性和完整性。
56.(5)由于对每个最小空间单元或每个小组空间单元内的管道疏水点、放水点或者放气点的数量均在排查日志中有记录，所以便于实现集中漏斗的参数化设计，即：建立通用的漏斗模型后，根据输入的管道疏水管道、放水管道或者放气管道的接口数量，即可自动生成漏斗安装位置处的定制化的漏斗模型。
57.本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
58.图1为本发明实施例中待设计厂房每一个楼层最小空间单元划分示意图；
59.图2为本发明实施例中带有疏放水点的最小空间单元示意图；
60.图3为本发明实施例中漏斗在立柱上的安装距离示意图；
61.图4为本发明实施例中疏放水及放气用漏斗自动定位方法流程图。
具体实施方式
62.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
63.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
64.实施例一
65.在一个或多个实施方式中，公开了一种疏放水及放气用漏斗自动定位方法，参照图4，包括如下步骤：
66.步骤(1)：针对待设计的厂房的每一个楼层，按照立柱划分为若干最小空间单元，每一个最小空间单元由四个立柱围成；
67.本实施例中，主厂房由多个立柱进行支撑，定义每一个立柱的柱号由字母和数字组成；作为一种实施方式，主厂房平面空间包括主厂房宽度方向和长度方向两个维度。主厂房高度方向的空间采用大写罗马数字标注，主厂房宽度方向的空间采用大写英文字母标注，主厂房长度方向的空间采用阿拉伯数字标注。
68.本实施例中，按照楼层和立柱将主厂房划分为多个最小空间单元。结合图1，a、b、c代表主厂房宽度方向的a跨、b跨、c跨，01、02、03、04、05、06代表主厂房长度方向的01跨、02跨、03跨、04跨、05跨、06跨。ⅰ、ⅱ、ⅲ代表主厂房高度方向的第ⅰ层(即地上一层)、第ⅱ层(即
地上二层)、第ⅲ层(即地上三层)，
‑ⅰ
、
‑ⅱ
、
‑ⅲ
代表主厂房高度方向的第
‑ⅰ
层(即地下一层)、第
‑ⅱ
层(即地下二层)、第
‑ⅲ
层(即地下三层)。
69.对待设计厂房的每一个楼层进行标号，对每一个楼层的立柱按照长度方向和宽度方向进行编号，得到能够表征每一个立柱位置的编号。比如：图1中左下角的立柱，假设其是主厂房第一层的立柱，则其编号为
ⅰ‑
a01。
70.在下面的实施方式中，为简便叙述起见，长度方向每一跨的长度为10米，宽度方向每一跨的长度也为10米，每一层主厂房的高度也为10米。
71.步骤(2)：选取坐标原点，建立三维坐标系，确定待设计厂房每一楼层的立柱的地面中心点坐标，以及管道疏水点、放水点和/或放气点的坐标；具体地，可以仅考虑单独的疏水点、放水点或放气点，也可以考虑三者中的任两个或者疏水点、放水点或放气点三者均考虑。在下面的实施例中，均以疏水点、放水点或放气点为例进行说明；相对应的管道为疏水管道、放水管道或放气管道(简称疏放水管道或放气管道)。
72.本实施例中，以a01柱子在主厂房第一层零米高度的中心点为坐标原点，长度方向为x轴，宽度方向为y轴，高度方向为z轴。
73.确定每层主厂房的地面处每根立柱的柱中心点坐标和管道疏放水点和放气点的坐标，并存入数据库。
74.步骤(3)：按规则对每一个管道疏放水点或管道放气点进行编号；
75.具体地，计算每一个管道疏放水点或放气点在x、y、z三个方向的坐标值之和，作为综合衡量管道疏放水点的坐标或管道放气点与坐标原点的距离远近的特征属性值；故进一步按x、y、z三个方向的坐标值之和的大小规则对各个管道疏放水点的坐标或管道放气点进行排序并编号，便于区分各个管道疏放水点的坐标或管道放气点，便于进一步通过计算机编程实现本专利所述的自动定位方法；
76.具体地，在数据库中设置变量σ，自动计算每一个管道疏放水点或放气点在x、y、z三个方向的坐标值之和，并按从小到大的顺序对疏放水点或放气点进行排序，自动排序的序号即为管道疏放水点或放气点的编号。
77.当两处管道疏放水点或放气点在x、y、z三个方向的坐标值之和相等时，按照x方向坐标值从小到大的顺序排序；当两处管道疏放水点或放气点在x、y、z三个方向的坐标值之和相等、且x方向坐标值相等时，按照y方向坐标值从小到大的顺序排序。
78.步骤(4)：对于每一个最小空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以各最小空间单元内到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的总重量最小为目标，确定相应的每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和次优位置。
79.本实施例中，基于围成每一个最小空间单元的各个立柱的地面中心点坐标，考虑漏斗在立柱上的安装距离，确定多个潜在的漏斗安装中心点坐标。
80.由于漏斗在立柱上的安装存在一定的距离，因此，结合图3，考虑漏斗在立柱上的安装距离具体为：将漏斗中心与主厂房每一层地面的距离记为h0，将漏斗中心与立柱中心在x轴方向上的安装距离记为a0，将漏斗中心与立柱中心在y轴方向的安装距离记为b0。其中，图3中的圆圈代表漏斗的潜在位置，长方形代表立柱。可选地，漏斗采用zl201720034509.7或cn202122034019.6所述的集中漏斗。
81.对于每一个最小空间单元，漏斗安装在立柱朝向该最小空间单元内部的侧面上；围成该最小空间单元的每一个立柱仅有两个侧面朝向该最小空间单元内部，因此，基于各个立柱的地面中心点坐标，考虑漏斗在立柱上相应侧面的安装距离，分别确定潜在的漏斗安装中心点坐标。
82.对于每一个潜在的漏斗安装中心点坐标，计算所述空间单元内每一个疏放水点或放气点与该潜在的漏斗安装中心点坐标之间构成的每根疏放水管道、放气管道距离；需要说明的是，因为管道布置通用规则是沿着x轴、y轴、z轴方向规则布置，而不是按两点之间直接进行空间连线，故在本方法中，代表疏放水管道或放气管道长度的空间两点之间的距离计算采用折线距离，即将两点之间的x轴坐标之差、y轴坐标之差、z轴坐标之差分别求绝对值之后再求和，而不是两点之间的直线距离。
83.将每一个疏放水点或放气点对应管径的每米管道单重与每根疏放水管道、放气管道距离求乘积，得到每根疏放水管道、放气管道的管道总重量；进而将所述空间单元内，以每一个潜在的漏斗安装中心点坐标为终点，分别计算该潜在的漏斗安装中心点坐标所对应的所有疏放水管道、放气管道的管道重量求和，得到所述空间单元内对应该潜在的漏斗安装中心点的管道总重量；根据上述管道总重量的大小，将每一个潜在的漏斗安装中心点坐标进行排序，其中，对应管道总重量最小的坐标作为该空间单元内的漏斗安装的局部最优位置，对应管道总重量次最小的坐标作为该空间单元内的漏斗安装的局部次优位置。
84.遍历每一个最小空间单元，得到每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和局部次优位置，以及与上述漏斗位置对应的疏放水管道、放气管道的接口数量、管道长度及管道总重量。其中，管道总重量是该空间单元内的各根疏放水管道、放气管道对应管径的每米管道单重与各根疏放水管道、放气管道的管道长度的乘积之和。
85.具体地，结合图2，以主厂房第二层的最小空间单元为例进行说明，图中的圆圈代表疏水点、放水点或放气点的位置。
86.1)立柱
ⅱ‑
a02、
ⅱ‑
a03、
ⅱ‑
b02和
ⅱ‑
b03围成了一个最小空间单元；该最小空间单元内有7个疏放水点或放气点，其坐标分别为(12,2,15)、(11,5,17)、(11,8,14)、(13,9,18)、(15,8,16)、(18,8,15)和(19,3,19)，分别作为起点坐标。
87.立柱
ⅱ‑
a02、
ⅱ‑
a03、
ⅱ‑
b02和
ⅱ‑
b03的中心点的坐标分别为(10,0,10)、(20,0,10)、(10,10,10)和(20,10,10)，作为初始终点坐标。
88.2)然后考虑漏斗在立柱上相应侧面的安装距离，对初始终点坐标进行细化，确定最终的终点坐标。
89.本实施例中，将漏斗中心与主厂房每一层地面的距离记为1米，将漏斗中心与立柱中心在x轴方向上的安装距离记为1米，将漏斗中心与立柱中心在y轴方向的安装距离记为2米。
90.3)经细化之后，在柱子的不同侧面方向上，在可能的漏斗安装位置处，漏斗潜在的中心坐标位置包括：
91.柱号
ⅱ‑
a02在x轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(11,0,11)，在y轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(10,2,11)；
92.柱号
ⅱ‑
a03在x轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(19,0,11)，在y轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(20,2,11)；
93.柱号
ⅱ‑
b02在x轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(11,10,11)，在y轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(10,8,11)；
94.柱号
ⅱ‑
b03在x轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(19,10,11)，在y轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(20,8,11)。
95.上述各个潜在位置坐标均作为最终的终点坐标。
96.4)分别计算各个起点坐标与每一个最终的终点坐标之间的距离之和；需要注意的是，计算每一个起点(疏放水点或放气点)与终点坐标之间距离时，取x轴方向坐标差的绝对值，加上y轴方向坐标差的绝对值，再加上z轴方向坐标差的绝对值，得到的总和为起点坐标和终点坐标之间的距离。该距离代表了疏放水管道的长度。
97.比如：7个疏放水点或放气点(12,2,15)、(11,5,17)、(11,8,14)、(13,9,18)、(15,8,16)、(18,8,15)、(19,3,19)到达柱号
ⅱ‑
a02在x轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(11,0,11)的距离分别是：|12-11| |2-0| |15-11|＝7(米)，|11-11| |5-0| |17-11|＝11(米)，|11-11| |8-0| |14-11|＝11(米)，|13-11| |9-0| |18-11|＝18(米)，|15-11| |8-0| |16-11|＝17(米)，|18-11| |8-0| |15-11|＝19(米)，|19-11| |3-0| |19-11|＝19(米)，上述7个疏放水点或放气点对应管径分别为φ32
×
3(外径32毫米，壁厚3毫米)、φ32
×
3、φ32
×
3、φ32
×
3、φ25
×
2、φ25
×
2和φ25
×
2，对应的每米管道单重分别为2.145kg/m、2.145kg/m、2.145kg/m、2.145kg/m、1.134kg/m、1.134kg/m和1.134kg/m，将每一个疏放水点或放气点对应管径的每米管道单重与每根疏放水管道或放气管道的长度求乘积，得到每根疏放水管道或放气管道的管道重量，再将每根疏放水管道或放气管道的管道重量求和得到到达该最小空间单元侧潜在位置的管道总重量2.145
×
7 2.145
×
11 2.145
×
11 2.145
×
98.18 1.134
×
17 1.134
×
19 1.134
×
19＝163.185(千克)。
99.7个疏放水点或放气点(12,2,15)、(11,5,17)、(11,8,14)、(13,9,18)、(15,8,16)、(18,8,15)、(19,3,19)到达柱号
ⅱ‑
a02在y轴朝向该最小空间单元侧潜在位置(10,2,11)的距离分别是：|12-10| |2-2| |15-11|＝6，|11-10| |5-2| |17-11|＝10，|11-10| |8-2| |14-11|＝10，|13-10| |9-2| |
100.18-11|＝17，|15-10| |8-2| |16-11|＝16，|18-10| |8-2| |15-11|＝18，|19-10| |3-2| |19-11|＝18，将每一个疏放水点或放气点对应管径的每米管道单重与每根疏放水管道或放气管道的长度求乘积，得到每根疏放水管道或放气管道的管道重量，再将每根疏放水管道或放气管道的管道重量求和得到到达该最小空间单元侧潜在位置的管道总重量151.203(千克)。
101.同理得出上述7个疏放水点或放气点到达其他最小空间单元侧潜在位置的管道总重量。
102.根据上述管道总重量的大小，将每一个潜在的漏斗安装中心点坐标进行排序；管道总重量最小对应的潜在位置中心点坐标作为漏斗安装的局部最优位置，管道总重量次最小对应的中心点坐标作为漏斗安装的局部次优位置。
103.本实施例中，通过遍历最小空间单元，一方面可以筛选出每个最小空间单元内的管道疏放水点或放气点的数量，起到了摸底的作用，另一方面可以筛选出在每一个最小空间单元内的疏放水管道布置最优路径，以及漏斗的最优的布置位置。
104.步骤(5)：生成最小空间单元排查日志和三维热力图。
105.对所有的最小空间单元进行遍历和局部优化后，输出最小空间单元排查日志和三维热力图。
106.所述最小空间单元排查日志中至少包括：最小空间单元坐标属性，最小空间单元内的疏放水点或放气点数量，最小空间单元内最优/次优的漏斗布置位置，最小空间单元内最优/次优的疏放水管道布置总长度。
107.所述三维热力图一方面将疏放水点或放气点数量多的最小空间单元进行深色展示，将疏放水点或放气点数量少的最小空间单元进行浅色展示；另一方面，将通用的漏斗模型填充在最小空间单元内最优的漏斗位置上。
108.步骤(6)：按照设定的规则对最小空间单元进行合并，得到漏斗安装的全局优化位置。
109.实际工程中，往往可以进一步优化为多个最小空间单元对应一个漏斗全局最优位置和一个漏斗全局次最优位置，因此，本实施例按照设定的规则进行最小空间单元的合并，得到漏斗安装位置的全局优化方案。
110.1)作为一种实施方式，采用以最小空间单元为种子选手的分组筛选出线法，具体包括如下过程：
111.①
按照每一个最小空间单元内疏水管道、放水管道和/或放气管道的接口数量由多到少对最小空间单元进行排序；选取接口数量较多的前k个最小空间单元作为种子单元，其余最小空间单元为非种子单元；其中，k为设定的整数值。
112.②
每一个种子单元作为一个小组，对于与所述种子单元同一楼层的非种子单元，按照与种子单元的加权名义距离最小的原则划分到相应的小组中，得到k个小组空间单元；
113.其中，加权名义距离指的是：非种子单元的漏斗安装位置与种子单元的漏斗安装位置之间的距离平均值与所述非种子单元接口数量的乘积；
114.其中，所述非种子单元的漏斗安装位置与种子单元的漏斗安装位置之间的距离平均值具体为：
115.非种子单元的漏斗局部最优位置与种子单元的漏斗局部最优位置之间的距离、非种子单元的漏斗局部最优位置与种子单元的漏斗局部次优位置之间的距离、非种子单元的漏斗局部次优位置与种子单元的漏斗局部最优位置之间的距离以及非种子单元的漏斗局部次优位置与种子单元的漏斗局部次优位置之间的距离的平均值。
116.需要说明的是，上述的距离指的是两点之间直接连线的距离，具体由向量的大小来表示。
117.比如：以非种子单元漏斗安装的局部最优位置坐标为起点，以种子单元的漏斗安装的局部最优位置坐标为终点，建立向量，求取向量的大小a1；
118.以非种子单元漏斗安装的局部最优位置坐标为起点，以种子单元的漏斗安装的局部次优位置坐标为终点，建立向量，求取向量的大小a2；
119.以非种子单元漏斗安装的局部次优位置坐标为起点，以种子单元的漏斗安装的局部最优位置坐标为终点，建立向量，求取向量的大小a3；
120.以非种子单元漏斗安装的局部次优位置坐标为起点，以种子单元的漏斗安装的局部次优位置坐标为终点，建立向量，求取向量的大小a4；
121.将a1、a2、a3、a4求算术平均值，将该平均值与非种子单元中对应的疏放水管道或
放气管道的接口数量l的乘积，即为非种子单元与种子单元的加权名义距离q。
122.作为优选的实施方式，根据单元几何距离确定与非种子单元在同一楼层的若干最邻近的种子单元；其中，单元几何距离指的是两个最小空间单元的几何中心点之间的距离j；其中，几何中心点是空间单元的固有几何属性，与疏放水点、放气点的布置密度、布置位置无关。此时，仅计算非种子单元与所述最邻近的种子单元之间的加权名义距离即可，而不必每一个种子单元都计算，这样减少了计算量，提高了计算效率。
123.将非种子单元加入到与之加权名义距离最小的种子单元所在的小组中，按照这种方法对所有非种子单元逐一分组；每个小组里的种子单元和非种子单元构成了合并后的小组空间单元。
124.③
对于每一个小组空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道总重量最小为目标，确定相应的每一个小组空间单元内漏斗安装位置的全局最优位置和次优位置。
125.在合并后的小组空间单元中，选取种子单元的漏斗安装局部最优位置或次优位置，以及疏放水管道或放气管道的接口数量最多的非种子最小空间单元的漏斗安装局部最优位置或次优位置，作为小组空间单元的潜在的漏斗安装位置。
126.本实施例中，管道总重量是所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道重量之和，一根管道的管道重量是对应管径的每米管道单重与管道长度的乘积。管道长度采用折线距离，即起点与终点的x轴、y轴、z轴坐标之差的绝对值的和。
127.基于上述潜在的漏斗安装位置，根据计算所得的小组空间单元内所有疏放水管道或放气管道的管道总重量的大小，对潜在的漏斗安装位置进行排序；对应管道总重量最小的漏斗安装位置作为小组空间单元内漏斗安装的全局最优位置，对应管道总重量次小的漏斗安装位置作为小组空间单元内漏斗安装的全局次优位置。
128.2)作为另外一种实施方式，采用以立柱为种子选手的分组筛选出线法，具体包括如下过程：
129.①
统计每一个立柱上对应局部最优或次优位置的漏斗对应的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量之和；其中，一个最小空间单元内的疏水点、放水点、放气点的数量之和等于该最小空间单元内的局部最优位置的漏斗对应的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量，也等于该最小空间单元内的局部次优位置的漏斗对应的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量；同一个最小空间单元内漏斗局部最优位置和次优位置在同一个立柱上的不同侧面时，仅取其中一个漏斗进行统计。
130.本实施例中，每一个立柱有四个侧面，对应四个最小空间单元，其中，立柱的两个相邻的侧面对应一个最小空间单元；统计每一个立柱上，在漏斗安装的局部最优位置或局部次优位置，对应的所有最下空间单元的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量之和，并按照数量之和由大到小对立柱进行排序；
131.比如：某立柱上对应第一最小空间单元的侧面具有一个局部最优位置或局部次优位置，则该位置的漏斗连接该最小空间单元内所有的疏水管道、放水管道和/或放气管道，统计所有管道接口的数量之和b1；
132.如果该立柱上对应第一最小空间单元的侧面上同时具有局部最优位置和局部次优位置，则该立柱对应的管道接口数量之和仍为b1；
133.如果该立柱对应第二最小空间单元的侧面也具有一个局部最优位置或局部次优位置，则该立柱对应的管道接口数量之和为b1 b2，b2为第二最小空间单元内所有的疏水管道、放水管道和/或放气管道接口数量之和。
134.②
选取所述接口数量较多的前p个立柱作为种子立柱；其中，p为设定的整数值；以种子立柱为中心，按照设定的规则对最小空间单元进行合并，比如：根据步骤(5)中生成的热力图来选择按照日字形、田字形或九宫格等方式进行合并，得到合并空间单元；或者，按照人工勾选最小空间单元的方式进行自定义空间组合实现空间合并。
135.③
对于每一个合并空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的管道总重量最小为目标，确定相应的每一个小组空间单元内漏斗安装位置的全局最优位置和次优位置。
136.具体地，将种子柱子上漏斗安装的局部最优位置或次优位置作为合并空间单元中潜在的漏斗安装位置；
137.基于上述潜在的漏斗安装位置，根据计算所得的合并空间单元内所有疏放水管道或放气管道的管道总重量的大小，对潜在的漏斗安装位置进行排序；对应管道总重量最小的漏斗安装位置作为合并空间单元内漏斗安装的全局最优位置，对应管道总重量次小的漏斗安装位置作为合并空间单元内漏斗安装的全局次优位置。
138.实施方式2)与实施方式1)相比，可以让设计人在合并环节进行人为干预，增强了合并过程中的人机交互，便于处理复杂的适配性问题。
139.作为一种优选的实施方式，先采用实施方式1)进行正向自动设计，再采用实施方式2)进行反向校核，在反向校核中可以在空间合并这一关键环节进行必要的人工干预。
140.步骤(7)：在漏斗通用模型的基础上，根据疏放水点或放气点的数量输入漏斗的接口数(即漏斗所连接的疏放水管道和放气管道的接口)，作为实际漏斗的个性化配置，生成漏斗的三维模型。
141.步骤(8)：在步骤(4)或步骤(6)确定的漏斗安装位置的基础上，对于周围环境、设备、管道进行适配性检查，包括复核碰撞、安全距离等。例如：紧邻电控柜的旁边不适合安装漏斗时，放弃第一推荐位置，再对第二推荐位置进行适配性检查，以此类推，直至通过适配性检查，最终选定最终的漏斗位置。并将步骤(7)生成的漏斗的三维模型按照最终漏斗位置导入到工厂整体的设计模型中。
142.步骤(9)：基于漏斗安装位置，确定疏放水相关管道的长度，再乘以余量系数，作为管道的材料量，便于施工单位按需采购；其中，余量系数为设定值。
143.实施例二
144.在一个或多个实施方式中，公开了一种疏放水及放气用漏斗自动定位系统，包括：
145.最小空间单元划分模块，用于针对待设计的厂房的每一个楼层，按照立柱划分为若干最小空间单元，每一个最小空间单元由四个立柱围成；
146.坐标系构建模块，用于选取坐标原点，建立三维坐标系；
147.漏斗安装位置排序模块，用于对于每一个最小空间单元，确定立柱上潜在的漏斗安装位置；以各最小空间单元内到达某个潜在的漏斗安装位置的所有疏水管道、放水管道和/或放气管道的总重量最小为目标，确定相应的每一个最小空间单元内漏斗安装的局部最优位置和次优位置。
148.作为一种实施方式，所述系统还包括：
149.漏斗位置优化模块，用于按照设定的规则对最小空间单元进行合并，得到漏斗安装的全局优化位置。
150.作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：
151.日志记录与三维热力图展示模块，用于记录自动定位过程中的数据，形成排查日志，并生成三维热力图；
152.具体地，最小空间单元排查日志中至少包括：最小空间单元坐标属性，最小空间单元内的疏放水点或放气点数量，最小空间单元内最优/次最优的漏斗布置位置，最小空间单元内最优/次最优的疏放水管道布置总长度；小组空间单元排查日志中至少包括：小组空间单元坐标属性，小组空间单元内的疏放水点或放气点数量，小组空间单元内最优/次最优的漏斗布置位置，小组空间单元内最优/次最优的疏放水管道布置总长度。
153.漏斗模型及适配性检查模块，用于按照需要连接的疏水点、放水点和/或放气点的数量，在通用漏斗模型的基础上通过输入漏斗的接口数自动生成个性化配置的漏斗模型，并对寻优模块推荐的最优位置和次优位置进行适配性检查，包括复核碰撞、安全距离等。需要说明的是，上述各模块的具体实现方式已经在实施例一中进行了说明，此处不再赘述。
154.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。