[发明专利]多专业管线的优化布局方法

说明书

本发明公开了多专业管线的优化布局方法，包括以下步骤：步骤一、分别给定管线起点位置坐标(x₀,y₀)和终点位置坐标(x_n,y_n)，然后分别做如下判断：(1)判断Δx＝|x_n‑x₀|与Δy＝|y_n‑y₀|的大小；(2)设定动点的寻优方向；步骤二、在动点从起点位置向终点位置移动过程中，首先判断沿x坐标或者y坐标的寻优正方向上在设定的安全距离范围内是否有障碍物；步骤三、动点在上一步骤寻优移动到达的障碍物处，把原有移动方向朝向终点位置旋转90°得到新的移动方向，然后沿该新的寻优移动方向移动到下一个距离障碍物安全距离的位置处；重复该步骤，动点顺序到达下一个障碍物处，直至到达终点位置，完成管线布局路径的设计,采用本方法能够更准确地定位管线的各个位置。

技术领域

本发明涉及一种管线在空间内的布局规划方法，尤其涉及各种专业管线的协同布局优化方法。

背景技术

在海洋石油平台的设计过程中，多专业的管线设计是其中一个非常重要的工作。在管线的具体设计过程中，除了要考虑管线的结构尺寸、材料强度等要求外，还需要考虑管线的空间布局问题。管线的布局目标通常包括长度最小化，弯头数最少化，以及安装位置最优化(尽量沿着障碍铺设以便于固定)，同时还要考虑避障、电气区域、操作和维修区域等工程约束。由于管线布局的复杂性，当前技术人员的布局设计工作多建立在经验的基础之上，需要反复试验和修改，设计效率较低。所以，如何在考虑以上管线布局目标的条件下，以较高效率完成管线的布局设计是个急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服当前管线布局设计的缺点，提供一种能以较高效率完成高质量设计要求的多专业管线的优化布局方法。

本发明的多专业管线的优化布局方法，包括以下步骤：

步骤一、分别给定管线起点位置坐标(x₀,y₀)和终点位置坐标(x_n,y_n)，然后分别做如下判断：(1)判断Δx＝|x_n-x₀|与Δy＝|y_n-y₀|的大小，若Δx＜Δy，则在动点从管线起点出发沿平行于x轴或者y轴的方向到达管线终点寻找最优管线布局路径的过程中允许x坐标跨越x＝x_n这条直线；反之则允许在寻找最优管线布局路径的过程中动点的y坐标跨越y＝y_n这条直线；

(2)设定动点的寻优方向，过程为：分别把z_x和z_y的符号方向定义为寻找最优管线布局路径过程中动点移动的寻优正方向，设定z_x＝x_n-x₀，z_y＝y_n-y₀，若z_x＜0，z_y＞0，则x轴负半轴指向为动点x坐标移动的寻优正方向，y轴正半轴指向为动点y坐标移动的寻优正方向；

步骤二、在动点从起点位置向终点位置移动过程中，首先判断沿x坐标或者y坐标的寻优正方向上在设定的安全距离范围内是否有障碍物，若动点只在一个寻优正方向上有障碍物，则动点根据以下方法移动到距离下一个障碍物安全距离的位置：在无障碍物的方向上沿寻优正方向移动；若动点在两个寻优正方向上都有障碍物，则动点根据以下方法移动到距离下一个障碍物安全距离的位置：沿寻优正方向移动到达下一个障碍物距离较少的一个坐标方向移动；若动点在两个坐标寻优正方向上都没有障碍物，则判断在设定的安全距离之外下一个障碍物所在的位置，具体方法如下：

(a)设其中平行于x坐标方向上的障碍物坐标为(x',a)，平行于y坐标方向上的障碍物坐标为(b,y')，然后判断x'和y'是否分别跨越x＝x_n和y＝y_n这两条直线；