一种通信传输线路路由智能规划方法与流程

本发明属于通信领域，具体是义一种通信传输线路路由智能规划方法。

背景技术：

目前传输线路通常采用设计人员人工分析、规划绘制路由。设计人员根据前期搜集的数据进行分析判断，并在谷歌地球上规划绘制出合适的路由路径。

主要采用的方法的有以下两个阶段：

1、搜集前期资料数据

(1)通信部门数据，通常采用表格、文字、图片、矢量地图等格式。

网络现状：现有通信网络的结构、规模容量、线路路由、局站分布及维护系统等情况，了解过去和现在长途业务量增长情况，预测未来发展的可能性。现有管线资源的分布及使用情况。该部分数据通常采用mapinfo矢量数据。

网络发展规划：交换网规划、中继传送网规划、数据通信网及宽带网发展规划、移动通信网规划等。该部分数据通常采用图片或者表格数据。

业务预测：原有局(站)所分布、交换区界线及拟建新局(站)计划；线路设备现有资源使用情况及质量情况的了解；现有的用户数量分布；语音用户、专线用户；近期业务的需求；该部分通常采用表格数据。

(2)城市规划及建设数据：主要包括现有道路及规划道路数据。该部分通常采用表格数据。

(3)公路交通及航运部门：主要包括各国道、省道、高速公路、铁路、桥梁等各道路数据，以及包括河流、湖泊等水系数据。该部分数据通常采用mapinfo矢量数据。

(4)电力部门数据：高压线路、发电厂等。该部分通常采用表格数据。

(5)其他数据：如保护区、矿区范围等。

2、根据搜集的资料进行路由规划设计。规划设计方式如下：

(1)根据以上数据凭经验在大比例(1/20万，根据路程长短情况而定)地形图或谷歌上初步拟定线路路由。具体经验及原则：沿着道路及河流走向、绕开保护区矿区等保护区；凭借肉眼判断，尽量路径最短，尽量利用原有资源。

(2)细化城市路由走向，在城区图上标出途经道路方案。具体经验及原则：充分利用现有网络、尽量途经规划站点。

现有的方式存在如下缺点：

1、搜集数据各自以孤立形式存在，没有形成一个统一整体：

(1)搜集的数据多种格式，无法形成统一整体。

(2)多种数据孤立分析，无法在整合成相互沟通的数据模型。

2、现有规划很难实现最优路由规划

(1)数据孤立存在，无法进行整体分析，无法通盘分析

(2)无法分析出投资成本相对最低的线路。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种通信传输线路路由智能规划方法，包括如下步骤：

一、建立统一的gis平台，搜集录入前期资料数据，将前期搜集的数据，进行地理化、矢量化、空间化，建立统一的空间数据模型；

二、建立路径网络数据模型；

三、建立施工投资系数；

四、建立投资成本核算公式；

五、最低成本路径线路算法实现；

六、路由自动智能分析判断绘制的实现。

进一步的，步骤一中，所述数据包括：

(1)建立标准的空间矢量地图信息库：

采用第三方标准矢量地理信息地图，发布建立勘察设计gis系统；

(2)通信部门数据导入勘察设计gis系统：

通过数据库接口模式或者矢量地图数据导入勘察设计gis系统；

将规划数据导入或录入勘察设计gis系统；

将业务预测数据导入或录入勘察设计gis系统；

(3)城市规划及建设数据导入勘察设计gis系统：

将城市规划信息录入勘察设计gis系统；

将城市建设数据比较后更新勘察设计gis系统；

(4)更新公路交通及航运部门数据；

(5)录入电力部分数据。

进一步的，步骤二中，将现有网络资源、各级别道路、河流等矢量图层数据交错部分全部打通合成一个路径图层。

进一步的，步骤四中，投资成本＝∑利旧原有杆路长度*(dj+xl)+∑新建杆路长度*(dx+xl)+∑过道路数量*(dl+0.2*xl)+∑过河流水系数量*(dh+0.2*xl)+∑跨电力线数量*(dd)+∑利旧原有管道长度*(gj+xl)+∑新建管道长度*(gx+xl)；其中dj为利旧原有杆路投资系数，dx为跨电力线投资系数，dl为过道路投资系数，dh为过河流水系投资系数，dd为利旧原有杆路投资系数，gj为利旧原有管道投资系数，gx为新建管道投资系数，xl为铺设线路投资系数。

进一步的，步骤五中，最低成本线路路径的实现包括识别路网属性、计算各子段长度、计算各子段成本、分析最低成本路径；具体包括：

识别路网图层各分段图层属性，属于需要新建管道、杆路，还是利旧管道、杆路；测算各部分长度、识别穿越道路、河流等处数。根据投资公式，并结合投资系数，计算出模型中各段投资成本。

进一步的，步骤六中，根据所述算法采用软件编程计算，并结合arcgis地图引擎结合，实现传输线路的智能分析绘制。

本发明采用将数据搜集建立数学模型，改进了路由规划设计的两个步骤：搜集的数据统一进行空间数字信息化管理，使各种资料数据不再是独立的、分裂的，而是形成一个统一的、空间的、矢量的数字模型。路由规划设计不是简单的凭借经验绘制，而是采用科学的空间模型及投资成本分析，分析出最优路由路径，从而从根本上提高了传输线路的路由规划的合理性。

附图说明

图1是现有网络资源、各级别道路、河流等矢量图层数据示意图；

图2是识别路网图层各分段图层属性示意图；

图3是测算各部分长度、识别穿越道路、河流等处数示意图；

图4是各段投资成本示意图；

图5-图10是分析投资成本最优路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的通信传输线路路由规划指在两站之间规划出合理的路径线路进行线路铺设。通信传输线路在路由规划中通常有以下原则及方式：一、要充分利用原有资源。二、充分利用原有杆路、管道，节省投资成本。沿着道路和河流进行线路布局。

本发明将传输线路路由规划需要考虑的所有数据，包括通信部门数据、城市规划及建设数据、公路交通及航运部门、电力部门数据以及其他部分数据全部统一进行空间信息录入，建立空间数据模型。建立空间数据模型后，在空间模型中采用路径投资成本最省、沿着道路河流布局等原则进行路由路径规划分析。

本发明具体采用如下步骤：

一、建立统一的gis平台，搜集录入前期资料数据。将前期搜集的数据，进行地理化、矢量化、空间化，建立统一的空间数据模型。

(1)建立标准的空间矢量地图信息库。

采用第三方标准矢量地理信息地图，发布建立勘察设计gis系统。

(2)通信部门数据导入勘察设计gis系统。

通过数据库接口模式或者矢量地图数据导入勘察设计gis系统。

将规划数据导入或录入勘察设计gis系统。

将业务预测数据导入或录入勘察设计gis系统。

(3)城市规划及建设数据导入勘察设计gis系统。

将城市规划信息录入勘察设计gis系统。

将城市建设数据比较后更新勘察设计gis系统。

(4)更新公路交通及航运部门数据。

(5)录入电力部分数据。

二、建立路径网络数据模型。

如图1所示，将现有网络资源、各级别道路、河流等矢量图层数据交错部分全部打通合成一个路径图层。

三、建立施工投资系数。

不同施工场景，投资金额是不同的。根据以往经验，不同施工场景，建立施工投资系数参考表，该表根据不同地区会变动。

四、建立投资成本核算公式:

投资成本是各段路线投资、各场景设施成本的汇总，主要包括了利旧原有杆路、利旧原有管道、新建杆路、过道路、过河流水系、跨电力线、新建管道、直埋等。

投资成本＝∑利旧原有杆路长度*(dj+xl)+∑新建杆路长度*(dx+xl)+∑过道路数量*(dl+0.2*xl)+∑过河流水系数量*(dh+0.2*xl)+∑跨电力线数量*(dd)+∑利旧原有管道长度*(gj+xl)+∑新建管道长度*(gx+xl)。

该投资成本只用于路径分析的预估成本，最终成本已概预算为准。

五、最低成本路径线路算法实现。

最低成本路径主要包括识别路网属性、计算各子段长度、计算各子段成本、分析最低成本路径等步骤。

如图2所示，识别路网图层各分段图层属性，属于需要新建管道、杆路，还是利旧管道、杆路。

如图3所示，测算各部分长度、识别穿越道路、河流等处数。

如图4所示，根据投资公式，并结合投资系数，计算出模型中各段投资成本。

分析投资成本最优路径。

以a作为出发点为例，来说明算法过程。

设置两个集合，m集合和n集合。m集合初始只有源顶点即顶点a，n集合初始为除了源顶点以外的其他所有顶点。

如图5所示，设置一个数组cost用来表示顶点a到其他顶点的最低成本，初始化为-1(表示无穷大)。

遍历集合m中与n直接相邻的顶点，找出当前与a成本最低的顶点。发现：a->c＝6，a->b＝19.8

于是，将c移除集合n将其加入到集合m中，于此同时更新dist数组：

dist[c]＝6

dist[b]＝19.8

更新结果如图6所示。

遍历集合n中与c相邻的顶点，发现成本c->b＝4.8，c->d＝5.4，c->e＝19.8，由于目前cost中最低成本a->c＝6即dist[c]＝6，那么：

a->b＝6+4.8＝10.8；

a->d＝6+5.4＝11.4；

a->e＝6+19.8＝25.4；

而目前在cost中：

a->b＝19.8；

a->d＝-1；

a->e＝-1；

经过比较，将顶点b加入集合m中，并将其从n集合中删除，更新cost中a->b，a->d，a->e的记录即:

dist[b]＝10.8

dist[d]＝11.4

dist[e]＝25.4

更新结果如图7所示。

遍历集合n中与b相邻的顶点，发现b->e＝13，在dist中可以查到最短距离a->b＝10.8，那么：

a->d＝10.8+13＝23.8

而目前在cost中：

a->d＝11.4

所以，将d加入到集合m中，并将其从n集合中删除，不更新dist数组相应的值，因为dist中a->d即dist[d]更短。更新后如图8所示。

遍历集合n中与d相邻的顶点，发现d->e＝9.6，d->f＝10.7，在dist中可以查到最短距离a->d＝11.4，那么：

a->e＝11.4+9.6＝21

a->f＝11.4+10.7＝22.1

而在dist中：

a->e＝25.4

a->f＝-1

所以将e从集合n中删除并加入到集合s中，更新a->e相应的值，并更新dist中的：

dist[f]＝22.1。

更新后如图9所示。

由于到目前为止只剩下顶点f，所以将f也加入到集合s中，至此算法运行结束。

更新后如图10所示。

由此，cost数组就是表示从源点a出发到达其他各个顶点的最低成本，比如a->f，dist[f]＝22.1。

六、路由自动智能分析判断绘制的实现。

根据所述算法采用软件编程计算，并结合arcgis地图引擎结合，实现传输线路的智能分析绘制。