高压电缆附件数字化工艺库系统

周 宏，王骁迪，王裕东，王振兴，李家欢，乐保罗，原佳亮

(国网上海市电力公司电缆分公司,上海 200072)

电缆公司高压电缆附件的工艺图纸作为公司至关重要的文档资料，其审核以及存储都基本以传统纸质的形式实现，存在着存储管理成本高、审核效率较低的问题。鉴于当前高压电缆附件的生产厂家众多，电缆附件类型繁多，具有不同类型的特点及局限性，而且部分厂家没有一定历史背景，生成的高压电缆附件在某些设计环节上没有经过长期的运行经验数据作为沉淀，图纸工艺设计上经常会有变化。

为了实现高压电缆附件标准工艺的管控目的，确保运行电缆的安全和稳定应用，从签订技术协议的源头上进行管控和把关，建立标准的高压电缆附件工艺库，利用首台、首套电缆附件工艺的仿真安装，实现工艺的鉴定和固化，在后期技术协议签订的工艺中，对其图纸的合规性和吻合度完成比对。

本文主要研究通过建立高压电缆附件数字化工艺库系统，通过图像识别、文字识别、图纸比对的方式来发现图纸中的变更与差异，可在一定程度上提高工作效率。

1 高压电缆附件图像识别技术的国内外研究现状

传统高压电缆附件工艺审图是对纸质图纸进行管理，对电缆专业高压电缆附件图纸的图像识别技术研究相对较少。但对于图像的比对、识别、分割是图像处理领域研究最多的课题，图像识别技术依然是研究的重点。

图纸比对是对两张图纸的差异性进行比较，是提高图纸审查效率、降低高压电缆附件审图成本的重要方法。国内外都已经对图纸比对进行了相关研究[1]，利用工程图中标题栏具有固定形式的特点，通过区域哈希法消除在扫描过程中由于几何变形或者图纸的布局等因素所造成的标题栏位置变动等问题[2]。对标准的CAD模型进行处理，通过提取出的零件结构信息来生成零件的属性图，以此来对零件进行描述，最后通过检索图纸中零件之间的几何相似性以及拓扑相似性来完成图纸的相似性检测[3]。对基础的图形实体进行提取识别，根据各个实体之间的拓扑关系把图纸分割成一系列的子图形，然后利用子图拓扑特性对图纸进行相似性比对。但这些研究很难直接应用于数字化工艺库，因此有必要研究并设计一套高压电缆数字化工艺库图纸审查系统，有利于规范审图流程、提高审图效率、保证审图质量以及数字化工艺图纸的存储管理。

2 系统功能介绍

2.1 高压电缆附件工艺库

高压电缆附件工艺库模块利用扫描仪将现有所有标准的电缆技术协议、工艺图纸以及相关文档通过图像的降噪以及增强技术将其转换成高清的电子工艺图纸，并录入高压电缆附件工艺库进行存储以及固化工艺库模板，每个工艺图纸包含标签、类型、时间及版本等重要信息。同时在本模块利用工艺库的关键信息，例如编号、名称、时间等能够快速查询检索。在电缆公司日程生产工作中需要涉及很多数据图纸资料，相关工作人员可以根据查询到的资料信息更快地找到工艺方案，确保工作的顺利开展，从而提高工作效率，保证了工艺工作进度。基于图像识别技术应用对高压电缆附件工艺图纸进行有效检索及存储，实现全面网络化、信息化管理，将所有档案资源进行全面共享，建立通用数据库，保障多项图纸资源得到全面管理、统一保管、规范化应用等，突出高压电缆数字化工艺库应用价值。

2.2 工艺图纸及文档比对模块

在比对功能模块中研究了对数字化工艺图纸的特征处理方法，实现对图纸特征的提取和识别；同时还研究了对比的算法，将有差异化的图纸和原图中的图元进行抽取分析对比。

需要审核的图纸或技术协议经扫描仪等输入设备进行扫描识别形成电子版图纸进入后端与系统已有的工艺图纸模板进行识别比对，通过图像、文字识别及比对技术主要实现以下系统功能。

(1)图纸文件分析：对高压电缆数字化图纸文件进行分析，以取得图纸文件的文件名、修改时间等基本信息。

(2)图纸层选识别：对高压电缆数字化图纸中的特定图层进行选定，进行初步筛选分类。

(3)图纸特征抽取：对选择图纸层面上的基础特征进行遍历，将特征进行分类，并存储其属性值。

(4)图元信息存储：使用专用的存储空间，对抽取出的图像基元类型和属性信息进行保存。

(5)图纸比对处理：存储的图元转换为对应的分形维后，得出图纸相似性以检测图纸的变化情况。

高压电缆工艺库识别的具体流程如图1所示。

图1 高压电缆工艺库识别流程

2.3 比对报告

对数字化工艺图纸进行比对后，识别库将通过一致性检测算法，利用图纸属性值的比较，对增加、修改和删除信息给出提示并生成一份比对报告，在报告中将识别出需识别图纸与标准图纸的比对结果，利用标识框告知审核人员，审核人员将借助比对报告实现高效的审核工作。借助该图纸比对审查报告实现全过程动态监管，促进图纸审查服务和设计质量的共同提升，可以审查信息与安全监督部门动态共享，避免无效施工图带来的安全隐患。

3 结语

通过建立一个高压电缆附件数字化工艺库识别审查系统，研究了对高压电缆数字化图纸特征的处理方法，实现对工艺图特征的提取和识别，采用SQL数据库技术建立了高压电缆历史工艺图纸及技术协议库，提供了规范化、标准化的技术协议以及工艺图纸的审核及鉴别流程。相较于传统高压电缆附件工艺资料的审核流程，本平台的优势具体如下。

(1)相比传统图纸，数字化工艺图纸能够利用图像降噪及增强技术实现提高图纸清晰度和显示效果的目的，从而可以使字迹图案更清楚，更好地为工作人员展示设计图纸的效果。

(2)相比传统的人工审核以及管理，数字化工艺库管理更便捷且安全可靠，减少了生产人员手工翻阅纸质资料、统计汇总及资料存储管理的工作，真正达到了提高工艺图纸的管理审核工作效率、降低成本的目的。通过长期使用在生产运行维护、人工管理等方面的成本都大幅下降，为公司创造更好的经济效益。

(3)本文可以实现高压电缆附件全过程动态监管，实时保证工艺库的标准化，大幅减少非标准的工艺图带来的风险成本及安全隐患。

(4)高压电缆附件数字化工艺库具有一定的自学习功能。随着录入工艺图纸与技术协议的不断增多，工艺数据库不断扩充，系统功能将不断完善和改进，届时将可推广提升高压电缆专业相关资料文件的存储及审核管理工作，应用前景良好。