一种建模方法、装置、设备和存储介质与流程

文档序号:21083543发布日期:2020-06-12 16:44阅读:117来源:国知局
一种建模方法、装置、设备和存储介质与流程
本发明涉及动力学建模
技术领域
,涉及但不限于一种建模方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
:模拟输电导线断裂后在空气阻力作用下的仿真研究是非线性领域的难点之一。常用的数值建模方法有由偏微分方程表示的连续模型方法,或者由常微分方程表示的阻尼-弹簧或球-杆离散质点模型。而输电导线断裂后在空气阻力作用的运动过程中由于流场、重力场等场环境的作用,运动中会呈现出非常复杂的非线性动力学行为,其数学仿真模型难以被精确、有效地建立,目前尚无有效解决方案。技术实现要素:有鉴于此,本发明实施例期望提供一种建模方法、装置、设备和存储介质。本发明实施例的技术实施例是这样实现的:本发明实施例提供一种建模方法,所述方法包括:在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数;每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数;基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数;获得每个导线单元的张力参数和重力参数;基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。在上述方案中,所述每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数,包括:每间隔预设时间,获得第一导线单元的模拟运动位置;所述第一导线单元为所述输电导线模拟断裂后形成的多个导线单元中的任一导线单元;基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的姿态角和所述第一导线单元的位移;所述姿态角包括水平方向的方位角和垂直方向的偏顶角;基于所述姿态角和所述位移确定所述第一导线单元在所述模拟运动位置的运动速度。在上述方案中,所述导线单元的属性参数,包括:所述导线单元的长度参数和直径参数;所述环境参数至少包括:空气密度和空气阻力系数。在上述方案中,所述基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数,包括:根据所述长度参数、所述直径参数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在预设的三维坐标系下的迎风面积分量;基于所述空气阻力系数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在所述三维坐标系下的空气阻力系数分量;根据所述空气密度、所述迎风面积分量、所述空气阻力系数分量和所述运动速度确定每个导线单元在所述三维坐标系下的阻力分量;基于所述阻力分量和所述阻力分量对应的时间确定阻力载荷曲线;根据所述阻力载荷曲线确定每个导线单元的阻力参数。在上述方案中,所述获得所述每个导线单元的张力参数,包括:获得所述输电导线的张力应变曲线,根据所述张力应变曲线确定每个导线单元的张力参数。在上述方案中,所述获得所述每个导线单元的重力参数,包括:获得所述输电导线的重力载荷曲线,根据所述重力载荷曲线确定每个导线单元的重力参数。在上述方案中,所述基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述断裂导线的动力学模型,包括:根据所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数建立动力学方程;根据所述动力学方程确定所述输电导线的动力学模型。在上述方案中,所述方法还包括:获得棚洞的模拟模型;基于所述动力学模型和所述模拟模型生成所述输电导线对所述棚洞冲击的仿真界面;所述仿真界面用于指示输入与所述输电导线相关的第一参数以及所述棚洞相关的第二参数;基于所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图;根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数。在上述方案中,所述基于所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图,包括:基于所述第一参数和所述第二参数建立冲击模型;根据所述冲击模型确定所述输电导线对所述棚洞的碰撞信息;基于所述碰撞信息生成所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图。在上述方案中,所述根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数,包括:根据所述冲击力曲线图确定最大的冲击力数值;基于所述冲击力数值确定所述棚洞的参数。本发明实施例提供一种建模装置,所述装置包括:第一获得单元和第一确定单元,其中:所述第一获得单元,用于在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数;以及每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数;所述第一确定单元,用于基于所述第一获得单元获得的所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数;所述第一获得单元,还用于获得每个导线单元的张力参数和重力参数;所述第一确定单元,还用于基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。在上述方案中,所述第一获得单元,还用于每间隔预设时间,获得第一导线单元的模拟运动位置;所述第一导线单元为所述输电导线模拟断裂后形成的多个导线单元中的任一导线单元;基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的姿态角和所述第一导线单元的位移;所述姿态角包括水平方向的方位角和垂直方向的偏顶角;基于所述姿态角和所述位移确定所述第一导线单元在所述模拟运动位置的运动速度。在上述方案中,所述导线单元的属性参数,包括:所述导线单元的长度参数和直径参数;所述环境参数至少包括:空气密度和空气阻力系数。在上述方案中,所述第一确定单元,还用于根据所述长度参数、所述直径参数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在预设的三维坐标系下的迎风面积分量;基于所述空气阻力系数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在所述三维坐标系下的空气阻力系数分量;根据所述空气密度、所述迎风面积分量、所述空气阻力系数分量和所述运动速度确定每个导线单元在所述三维坐标系下的阻力分量;基于所述阻力分量和所述阻力分量对应的时间确定阻力载荷曲线;根据所述阻力载荷曲线确定每个导线单元的阻力参数。在上述方案中,所述第一获得单元,还用于获得所述输电导线的张力应变曲线,根据所述张力应变曲线确定每个导线单元的张力参数。在上述方案中,所述第一获得单元,还用于获得所述输电导线的重力载荷曲线,根据所述重力载荷曲线确定每个导线单元的重力参数。在上述方案中,所述第一确定单元,还用于根据所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数建立动力学方程;根据所述动力学方程确定所述输电导线的动力学模型。在上述方案中,所述装置还包括:第二获得单元、生成单元和第二确定单元,其中:所述第二获得单元,用于获得棚洞的模拟模型;所述生成单元,用于根据所述第一确定单元确定的所述动力学模型和所述第二获得单元获得所述模拟模型生成所述输电导线对所述棚洞冲击的仿真界面;所述仿真界面用于指示输入与所述输电导线相关的第一参数以及所述棚洞相关的第二参数;所述第二确定单元,用于根据所述生成单元的仿真界面上输入的所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图;根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数。在上述方案中,所述第二确定单元,还用于基于所述第一参数和所述第二参数建立冲击模型;根据所述冲击模型确定所述输电导线对所述棚洞的碰撞信息;基于所述碰撞信息生成所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图。在上述方案中,所述第二确定单元,还用于根据所述冲击力曲线图确定最大的冲击力数值;基于所述冲击力数值确定所述棚洞的参数。本发明实施例提供一种建模设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述所述方法的任一步骤。本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法的任一步骤。本发明实施例提供的一种建模方法、装置、设备和存储介质,其中,包括:在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数;每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数;基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数;获得每个导线单元的张力参数和重力参数;基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。采用本发明实施例的技术方案,实现了模拟输电导线断裂后在空气阻力作用下的非线性动力学的建模,在该建模的过程中,无需人工方式反复输入输电导线参数及重复建模的操作,大大提升了建模的效率。附图说明图1为本发明实施例建模方法实现流程示意图;图2本发明实施例建模方法中每个导线单元的受力分析示意图;图3为本发明实施例建模方法中第一导线单元在任意时刻姿态角的示意图;图4为本发明实施例建模方法的应用场景示意图;图5为本发明实施例提供的一种交叉跨越的输电导线与拟建铁路棚洞的示意图;图6为本发明实施例提供的一种模拟交叉跨越的输电导线断裂与拟建铁路棚洞的冲击示意图;图7为本发明实施例提供的一种输电线路导线断裂对拟建铁路棚洞的仿真界面的示意图;图8为本发明实施例建模装置的组成结构示意图;图9为本发明实施例中建模设备的一种硬件实体结构示意图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对发明的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。本实施例提出一种建模方法,该方法应用于建模设备,该方法所实现的功能可以通过建模设备中的处理器调用程序代码来实现,当然程序代码可以保存在计算机存储介质中,可见,该计算设备至少包括处理器和存储介质。图1为本发明实施例建模方法实现流程示意图,如图1所示,该方法包括:步骤s101:在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数。本发明实施例的建模方法可应用于设备中;作为一种实施方式,所述设备可以是电子设备,例如电脑,手机等;在所述设备中可以安装有限元(ansys/ls-dyna)软件、matlab软件等。有限元软件可以把一个连续体分解为一组较小的等价连续体,这些较小的连续体就称为单元,分离单元的连线的交点称为节点。单元和节点是有限单元法中的两个基本元素,连续体内各部分的应力及位移通过节点相互传递。每一个单元可以具有不同的物理特征,这样就可以在物理意义上与原来连续体近似模型。有限单元法的基本特征就是对所有单元进行逐个的分析和处理,指定每个单元的几何形状和物理力学特征。在模拟输电导线断裂坠落的场景下,可以将整个坠落过程划分成有限个载荷步进行分步计算,每步计算后由终止时刻的相关参数以载荷曲线的方式加载在导线节点上,进而继续进行下一步计算。通过有限元软件将所述输电导线的实体模型将被分成有限个导线单元,每个导线单元间有力的传递。每个导线单元可以等同于一个link167杆单元,导线单元两端点相当于单元节点,单元之间的内力通过节点传递。单元收到内力及各种外力的共同作用,由于导线单元的长度比较小,可以将受力等效集中作用于节点处。统计有限个导线单元的数量即可获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的个数,再将每个导线单元近似为圆柱形状,以获得每个导线单元的属性参数和环境参数;其中,所述属性参数至少可以包括所述导线单元的长度参数、直径参数;所述环境参数至少可以包括:空气密度和空气阻力系数。作为一种示例,可以通过有限元软件中的link167单元对每个导线单元进行模拟,将每个导线单元近似为圆柱形状,具体可以为圆柱体。在步骤s101中的内容可以理解为在模拟输电导线断裂坠落场景下,将断裂后的输电导线断通过有限元软件进行前处理的过程,以获得多个导线单元的数量以及定义每个导线单元的属性参数和环境参数。步骤s102:每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数。本实施例中,所述预设时间可以根据实际情况进行设置,所述预设时间可以记为△t,在实际应用中,所述预设时间取值越小,模拟每个导线单元坠落的过程也就越准确;每个导线单元由静止开始坠落,每间隔△t,在预设的三维坐标系下,获得每个导线单元的运动参数,其中,所述运动参数至少可以包括每间隔△t后的运动速度。在步骤s102中,可以将每个导线单元的运动过程划分成有限个载荷步进行分步计算,每步计算后获取终止时刻的速度作为运动参数。例如,首步计算终止时间设为△t,由于△t取值很小,将该步计算处理为无空气阻力作用。首步计算完成后,每隔△t,分别提取每个节点在总体坐标系下的投影速度vx,vy,vz。步骤s103:基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数。本实施例中,所述阻力参数可以为每个导线单元在任意一个时间下对应的阻力值,基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数可以为根据所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元在预设的三维坐标系下的阻力分量;再基于所述阻力分量和所述阻力分量对应的时间确定阻力载荷曲线;进而根据所述阻力载荷曲线确定每个导线单元的阻力参数。其中,所述阻力载荷曲线的横坐标可以是一维时间数组,纵坐标可以是一维阻力值数组,这两个数组的可以长度相等,时间数组长度每增加一个△t,便对应一个阻力值。作为一种示例,可以根据所述属性参数、所述环境参数获得模拟导线单元运动的空气密度、空气阻力系数和有效迎风面积,根据所述运动参数获得模拟导线单元运动的速度,所述阻力参数可以为空气阻力,空气阻力的公式方程可以为:式(1)中,ff为空气阻力,ρ为空气密度,cd是空气阻力系数,s为有效迎风面积,v为物体的运动速度。为了方便获得各个参数,可以将公式(1)中的各参数统一投影到预设的坐标系下,该预设的坐标系可以为空间三维坐标系,也可以称为总体坐标系,已获得空气阻力合力ff投影到x、y、z轴上,各分量表达式为:式(2)、(3)、(4)中,ρ为空气密度,cdx、cdy、cdz为三个方向上的空气阻力系数分量,sx、sy、sz为三个方向上的单元有效迎风面积分量,vx、vy、vz为运动速度分量,与相应的阻力分量方向相反。在步骤s103中,每隔△t,提取每个节点在总体坐标系下的投影速度vx,vy,vz,根据提取的投影速度以及空气密度、空气阻力系数分量、有效迎风面积分量计算空气阻力分量,以载荷曲线的方式加载在导线节点上,继续进行下一步计算,该过程可以进行迭代施加。步骤s104:获得每个导线单元的张力参数和重力参数。本实施例中,根据每个导线单元的的张力应变曲线获得每个导线单元的张力参数;其中,所述张力应变曲线的横坐标可以是一维时间数组,纵坐标可以是一维张力值数组,这两个数组的可以长度相等,时间数组长度每增加一个△t,便对应一个张力值。根据每个导线单元的的重力载荷曲线获得每个导线单元的重力参数;其中,所述重力载荷曲线的横坐标可以是一维时间数组,纵坐标可以是一维重力值数组,这两个数组的可以长度相等,时间数组长度每增加一个△t,便对应一个重力值。步骤s105:基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。本实施例中,可以根据每个导线单元在任意一个时间下对应的所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数对所述输电导线建立动力学方程;根据所述动力学方程便可以获得所述输电导线的动力学模型,以实现模拟所述输电导线在断裂坠落的过程中,考虑了空气阻力的作用,进而准确的模拟出所述输电导线在实际应用中断裂坠落的过程。由于所述输电导线由多个导线单元组成,根据每个导线单元的动力学模型便可以确定所述输电导线的动力学模型。为了方便理解,这里以每个导线单元在空气中的运动为例进行模拟输电导线断裂坠落的过程,作为一种示例,所述阻力参数可以为空气阻力,所述张力参数可以为导线单元间传递的内部张力,所述重力参数可以为导线单元自身所受重力。图2本发明实施例建模方法中每个导线单元的受力分析示意图,如图2所示,11指示的为任意一个导线单元,即每个导线单元;所述每个导线单元受到导线单元间传递的张力、自身的重力和空气阻力的作用,其中,所述张力记为所述重力记为所述空气阻力记为在图2中所述张力、所述重力、所述空气阻力的标记符号没有出示矢量标记,即字母上的短线。所述导线单元的动力学方程可表示为:式(5)中,每个导线单元传递的张力,为每个导线单元自身的重力,是每个导线单元所受的空气阻力,m为单元质量,为加速度。根据式(5)中每个导线单元的动力学方程以及导线单元的数量便可以确定所述输电导线的动力学模型。本发明实施例提供的建模方法,通过在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数;每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数;基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数;获得每个导线单元的张力参数和重力参数;基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。采用本发明实施例的技术方案,实现了模拟输电导线断裂后在空气阻力作用下的非线性动力学的建模,在该建模的过程中,无需人工方式反复输入输电导线参数及重复建模的操作,大大提升了建模的效率。在本发明的一种可选实施例中,所述每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数,包括:步骤s1021:每间隔预设时间,获得第一导线单元的模拟运动位置;所述第一导线单元为所述输电导线模拟断裂后形成的多个导线单元中的任一导线单元;本实施例中,所述预设时间可以根据实际情况进行设置,所述预设时间可以记为△t,△t取值可以取很小。所述第一导线单元的模拟运动可以从静止开始运动,在预设的坐标系中描述所述第一导线单元每隔△t后的模拟运动位置;所述预设的坐标系可以为三维坐标系;所述模拟运动位置可以通过三维坐标系下的x、y、z的坐标进行描述。所述第一导线单元从静止开始运动的时间可以作为起始时间,该静止处的位置可以作为起始位置或参考位置,此时,所述第一导线单元的速度为零。基于该起始位置,每间隔△t后,便可以获得第一导线单元的模拟运动位置。步骤s1022:基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的姿态角和所述第一导线单元的位移;所述姿态角包括水平方向的方位角和垂直方向的偏顶角;本实施例中,所述姿态角是通过极坐标系描述所述模拟运动位置;所述水平方向可以为水平面所在的方向,所述方位角可以理解为水平方向的角度;所述偏顶角可以理解为是高度方向的角度;所述方位角和所述偏顶角是通过极坐标系描述所述模拟运动位置。基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的姿态角可以为将所述模拟运动位置的三维坐标转化为极坐标。基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的位移可以为基于△t前的模拟运动位置的第一坐标和△t后的模拟运动位置的第二坐标确定所述第一导线单元在△t内的位移,所述第一坐标可以记为(x1,y1,z1),所述第二坐标可以记为(x2,y2,z2),所述第一导线单元在△t内的位移则记为(x1-x2,y1-y2,z1-z2)为了方便理解,这里示例出所述第一导线单元在任意时刻姿态角的示意图,图3为本发明实施例建模方法中第一导线单元在任意时刻姿态角的示意图,如图3所示,11指示的为任意一个导线单元,即第一导线单元;α记为水平方向的方位角,β记为垂直方向的偏顶角。步骤s1023:基于所述姿态角和所述位移确定所述第一导线单元在所述模拟运动位置的运动速度。本实施例中,基于所述姿态角和所述位移可以确定每个△t时间内所述第一导线单元的运动位移,基于所述运动位移和速度的关系,便可以计算出所述第一导线单元在所述模拟运动位置的运动速度。在本发明的一种可选实施例中,所述导线单元的属性参数,包括:所述导线单元的长度参数和直径参数;所述环境参数至少包括:空气密度和空气阻力系数。本实施例中,可以将导线单元近似为圆柱形状,具体可以为圆柱体。所述导线单元的长度参数可以记为△l;所述导线单元的直径参数可以记为d;所述空气密度可以记为ρ;所述空气阻力系数可以记为cd。在本发明的一种可选实施例中,所述基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数,包括:步骤s1031:根据所述长度参数、所述直径参数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在预设的三维坐标系下的迎风面积分量;本实施例中,所述预设的三维坐标系可以记为x,y,z轴组成的坐标系,为了方便理解,所述迎风面积分量分别记为sx、sy、sz,则sz=d·△l·cosα(8)式中,d为直径参数,△l为长度参数,α记为水平方向的方位角,β记为垂直方向的偏顶角。步骤s1032:基于所述空气阻力系数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在所述三维坐标系下的空气阻力系数分量;本实施例中,所述空气阻力系数cd可以根据实际情况确定,一般为常值。所述空气阻力系数cd在每个导线单元的局部坐标系下可以获得分量为cdτ、cdη、cdξ。为了方便理解,这里可以结合图3进行理解,所述局部坐标系为τ、η、ξ组成的坐标系,所述τ的方向为沿导线单元的方向,所述η的方向为垂直导线单元的方向,所述ξ的方向为平行x轴的方向。作为一种示例,cdτ可以为0.1,cdη、cdξ均可以为1.2。所述预设的三维坐标系可以记为x,y,z轴组成的坐标系,为了方便理解,所述空气阻力系数分量分别记为cdx、cdy、cdz,则cdx=cdτ·cosα·sinβ+cdη·sinα·sinβ+cdξ·cosβ(9)cdy=cdτ·cosα·cosβ+cdη·sinα·cosβ+cdξ·sinβ(10)cdz=cdτ·sinα-cdη·cosβ(11)式中,d为直径参数,△l为长度参数,α记为水平方向的方位角,β记为垂直方向的偏顶角。步骤s1033:根据所述空气密度、所述迎风面积分量、所述空气阻力系数分量和所述运动速度确定每个导线单元在所述三维坐标系下的阻力分量;将式(6)和(9)带入式(2)中,同样将式(7)与(10)带入式(3),式(8)和(11)带入式(4)中,可以得到在ansys总体坐标系下的空气阻力各分量的计算公式:步骤s1034:基于所述阻力分量和所述阻力分量对应的时间确定阻力载荷曲线;本实施例中,将各阻力分量的值以及各阻力分量的值分别对应于预设△t时刻均生成x,y,z三方向上的空气阻力载荷曲线,同时加载在该节点上,等效于空气阻力矢量的作用。步骤s1035:根据所述阻力载荷曲线确定每个导线单元的阻力参数。本实施例中,由于所述阻力载荷曲线是每个导线单元的阻力参数与时间的对应关系,根据所述阻力载荷曲线便可以获得任意时间每个导线单元的阻力参数。在本发明的一种可选实施例中,所述获得所述每个导线单元的张力参数,包括:获得所述输电导线的张力应变曲线,根据所述张力应变曲线确定每个导线单元的张力参数。本实施例中,由于一般导线有压缩时不受力,拉伸时受力的特点。对于一些刚度较大的钢丝绳来说,拉伸初始阶段其应力-应变曲线基本为线性,对于这类导线在模拟时其弹性模量设为定值即可。但是本发明中所述输电导线为柔性导线,其拉伸实验表明往往在拉伸的初始阶段,应力-应变曲线是非线性的,若在模拟的过程中将弹性模量设为定值,由于微小应变就对应施加不符合实际的过大的应力,会产生很大的冲击。因此,可以将所述输电导线进行拉伸实验以得出实际应力应变曲线,并在ansys/ls-dyna中直接定义输电导线的张力应变曲线,并标注曲线号,再将曲线号定义在弹性模量处,以获得所述输电导线的张力应变曲线,在本发明的一种可选实施例中,所述获得所述每个导线单元的重力参数,包括:获得所述输电导线的重力载荷曲线,根据所述重力载荷曲线确定每个导线单元的重力参数。本实施例中,所述重力载荷曲线为所述输电导线的重力与时间组成的曲线,一般情况下,所述输电导线的重力保持不变,即所述输电导线的重力与时间组成的曲线为一条直线,根据所述重力载荷曲线确定每个导线单元的重力参数可以为根据所述重力载荷曲线在任意时间获得每个导线单元的重力参数,其中,所述重力参数可以为每个导线单元的重力。在本发明的一种可选实施例中,所述基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述断裂导线的动力学模型,包括:步骤s1051:根据所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数建立动力学方程;本实施例中,可以获得任意时间每个导线单元的所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数,根据所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定每个导线单元的合力参数,基于合力参数与质量、加速度的关系,建立动力学方程。步骤s1052:根据所述动力学方程确定所述输电导线的动力学模型。本实施例中,由于所述输电导线由多个导线单元组成,根据每个导线单元的动力学模型便可以确定所述输电导线的动力学模型。本发明实施例中,设备通过建模先获得输电导线的动力学模型后,则在另一可选实施例中,图4为本发明实施例建模方法的应用场景示意图,如图4所示,该方法包括:步骤s201:在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数。步骤s202:每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数。步骤s203:基于所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数。步骤s204:获得每个导线单元的张力参数和重力参数。步骤s205:基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。步骤s201-s205可参考上述步骤s101-s105的描述,在此不再赘述。步骤s206:获得棚洞的模拟模型。本实施例中,可以根据棚洞相关的参数获得棚洞的模拟模型,该模拟模型可以模拟出棚洞的形状。该参数可以为棚洞的尺寸参数、材料参数、结构参数等。步骤s207:基于所述动力学模型和所述模拟模型生成所述输电导线对所述棚洞冲击的仿真界面;所述仿真界面用于指示输入与所述输电导线相关的第一参数以及所述棚洞相关的第二参数。本实施例中,基于所述动力学模型和所述模拟模型生成所述输电导线对所述棚洞冲击的仿真界面可以通过仿真软件实现,该仿真软件可以为ansys/ls-dyna软件、matlab软件。所述第一参数至少可以包括所述输电导线相关的属性参数、位置参数、环境参数等。所述属性参数至少可以包括输电导线的分裂数、米重、密度、弹性模量、泊松比、直径;所述位置参数至少可以包括架设输电导线的两铁塔之间的档距,铁塔上相导线的高度,两铁塔之间导线的最大弧垂以及两铁塔之间间隔棒参数及绝缘子串参数。若考虑覆冰因素的影响,则需给出覆冰后的导线米重及密度,若无覆冰,则覆冰后导线的米重及密度参数;以及两铁塔之间间隔棒参数及绝缘子串参数;所述环境参数至少可以包括环境的温度、导线上覆冰的厚度、冰的密度和米重,考虑风偏带来的影响时,需给出风偏角。所述第二参数至少可以包括所述棚洞相关的结构参数、位置参数等。所述结构参数至少可以包括所述棚洞中混凝土材料属性、泡沫混凝土材料属性、棚洞立柱截面、楼板厚度、泡沫混凝土厚度等;所述位置参数可以为导线与棚洞的位置关系,至少可以包括棚洞与导线交叉角度,两端导线铁塔到棚洞中心线的垂直距离。步骤s208:基于所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图。本实施例中,基于所述第一参数和所述第二参数便可以模拟输电导线断裂坠落与所述棚洞的冲击过程,该冲击过程可以根据动量守恒和能量守恒建立冲击模型。步骤s209:根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数。本实施例中,根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数可以为根据所述冲击力曲线图获得最大的冲击力数值;基于所述最大的冲击力数值可以设计所述棚洞的结构强度参数。在本发明的一种可选实施例中,所述基于所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图,包括:基于所述第一参数和所述第二参数建立冲击模型;根据所述冲击模型确定所述输电导线对所述棚洞的碰撞信息;基于所述碰撞信息生成所述输电导线对所述棚洞的曲线图。本实施例中,基于所述第一参数和所述第二参数便可以模拟输电导线断裂坠落与所述棚洞的冲击过程,该冲击过程可以根据动量守恒和能量守恒建立冲击模型,基于该冲击模型可以判断所述输电导线与所述棚洞是否发生撞击,在所述输电导线与所述棚洞发生撞击的情况下,获得所述输电导线对所述棚洞的碰撞信息,其中,所述碰撞信息至少可以包括冲击力信息、冲击时间信息、冲击动量信息、冲击位置信息等;基于所述碰撞信息生成所述输电导线对所述棚洞的曲线图可以理解为基于所述碰撞信息中的冲击力信息和对应的冲击时间信息生成冲击力和冲击时间的曲线图。在本发明的一种可选实施例中,所述根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数,包括:根据所述冲击力曲线图确定最大的冲击力数值;基于所述冲击力数值确定所述棚洞的参数。本实施例中,根据所述冲击力曲线图确定最大的冲击力数值可以为根据所述冲击力曲线图分别确定三维坐标系中沿x轴分量的最大冲击力、沿y轴分量的最大冲击力、沿z轴分量的最大冲击力以及总的最大冲击力。为了方便理解,这里示例一种交叉跨越的输电导线与拟建铁路棚洞的示意图,图5为本发明实施例提供的一种交叉跨越的输电导线与拟建铁路棚洞的示意图,在图5中,示例出架设输电导线的两铁塔23、两铁塔上架设的输电导线21以及所述输电导线下拟建的棚洞22。图6为本发明实施例提供的一种模拟交叉跨越的输电导线断裂与拟建铁路棚洞的冲击示意图,在图6中,两铁塔上架设的输电导线21断裂与所述输电导线下拟建的棚洞22发生碰撞。图7为本发明实施例提供的一种输电线路导线断裂对拟建铁路棚洞的仿真界面的示意图,如图7所示,在所述仿真界面上输入相关参数,便可获得所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图。这里以1000kv输电导线为例进行说明,相关参数的设置可以进行如下步骤。第一步:设置导线参数,主要为导线的分裂数、米重、密度、弹性模量、泊松比、直径,两铁塔之间的档距,铁塔上相导线的高度,两铁塔之间导线的最大弧垂。若考虑覆冰因素的影响,则需给出覆冰后的导线米重及密度,若无覆冰,则覆冰后导线的米重及密度参数;相关参数的具体值参见表1.表1第二步:设置间隔棒参数,主要为给出两铁塔之间间隔棒及绝缘子串的数量和单个重量;具体值参见表2;名称参数单回导线间隔棒数量12个单个间隔棒重量14.6kg绝缘子串数量4个单个绝缘子串重量54kg表2第三步:设置环境参数,主要为环境的温度、导线上覆冰的厚度、冰的密度和米重,考虑风偏带来的影响时,需给出风偏角,以度为单位;具体值参见表3;名称参数覆冰厚度10mm覆冰密度0.9×103kg/m3覆冰米重1.23kg/m无冰风偏3.098°有冰风偏3.132°表3第四步:设置棚洞参数,主要为为混凝土材料属性、泡沫混凝土材料属性、棚洞立柱截面、楼板厚度、泡沫混凝土厚度等。除棚洞结构参数外,导线与棚洞的位置关系参数也需要设置,包括棚洞与导线交叉角度,两端导线铁塔到棚洞中心线的垂直距离;具体值参见表4;表4第五步:设置仿真工作路径,作为一种示例,可以设置为"d:\calculation_20190525",即存储数据。第六步:设置ansys软件路径,作为一种示例,可以设置为"d:\programfiles\ansysinc\v180\ansys\bin\winx64\ansys180.exe",并点击“生成计算文件”;该文件可以记为k文件。第七步:在工作路径中生成完k文件后,设置仿真软件ansys/ls-dyna路径,与前面ansys在同一文件夹下,更改执行程序名即可,作为一种示例,可以为"d:\programfiles\ansysinc\v180\ansys\bin\winx64\lsdyna_dp.exe"。第八步:等待ansys/ls-dyna软件求解完毕后,设置ansys后处理软件prepost执行程序路径,输入"d:\lstc\ls-prepost\4.3-x64\lsprepost4.3_x64",进行后处理,得到导线对棚洞的瞬时冲击力时程曲线,获得最大瞬时冲击力。作为一种示例,所述最大瞬时冲击力相关值可以参见表5;冲击力数值(kn)对应时间(s)最大冲击力14703.97最大冲击力沿x轴分量8974.84最大冲击力沿y轴分量14603.97最大冲击力沿z轴分量1763.97表5通过采用本发明实施例模拟对断裂输电导线在空气阻力作用下的动力学建模方法,能够得到输电导线在空气阻力作用下的运动状态,最后得到断裂的输电导线对拟建铁路棚洞的冲击力大小,为交叉跨越处的铁路棚洞结构强度提供了设计依据。本实施例提出又一种建模装置,图8为本发明实施例建模装置的组成结构示意图,如图8所示,所述装置300包括:第一获得单元301和第一确定单元302,其中:所述第一获得单元301,用于在模拟输电导线断裂坠落场景下,获得所述输电导线模拟断裂后形成的导线单元的数量,获得每个导线单元的属性参数和环境参数;以及每间隔预设时间,获得每个导线单元的运动参数。所述第一确定单元302,用于基于所述第一获得单元获得的所述属性参数、所述环境参数和所述运动参数确定每个导线单元的阻力参数。所述第一获得单元301,还用于获得每个导线单元的张力参数和重力参数。所述第一确定单元302,还用于基于所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数确定所述输电导线的动力学模型。在其他的实施例中,所述第一获得单元301,还用于每间隔预设时间,获得第一导线单元的模拟运动位置;所述第一导线单元为所述输电导线模拟断裂后形成的多个导线单元中的任一导线单元;基于所述模拟运动位置确定所述第一导线单元的姿态角和所述第一导线单元的位移;所述姿态角包括水平方向的方位角和垂直方向的偏顶角;基于所述姿态角和所述位移确定所述第一导线单元在所述模拟运动位置的运动速度。在其他的实施例中,所述多个子区间中相邻两个子区间部分重叠;或者,所述多个子区间中相邻两个子区间连续且不重叠。在其他的实施例中,所述导线单元的属性参数,包括:所述导线单元的长度参数和直径参数;所述环境参数至少包括:空气密度和空气阻力系数。在其他的实施例中,所述第一确定单元302,还用于根据所述长度参数、所述直径参数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在预设的三维坐标系下的迎风面积分量;基于所述空气阻力系数、所述水平方向的方位角和所述垂直方向的偏顶角确定每个导线单元在所述三维坐标系下的空气阻力系数分量;根据所述空气密度、所述迎风面积分量、所述空气阻力系数分量和所述运动速度确定每个导线单元在所述三维坐标系下的阻力分量;基于所述阻力分量和所述阻力分量对应的时间确定阻力载荷曲线;根据所述阻力载荷曲线确定每个导线单元的阻力参数。在其他的实施例中,所述第一获得单元301,还用于获得所述输电导线的张力应变曲线,根据所述张力应变曲线确定每个导线单元的张力参数。在其他的实施例中,所述第一获得单元301,还用于获得所述输电导线的重力载荷曲线,根据所述重力载荷曲线确定每个导线单元的重力参数。在其他的实施例中,所述第一确定单元302,还用于根据所述阻力参数、所述张力参数和所述重力参数建立动力学方程;根据所述动力学方程确定所述输电导线的动力学模型。在其他的实施例中,所述装置300还包括:第二获得单元、生成单元和第二确定单元,其中:所述第二获得单元,用于获得棚洞的模拟模型;所述生成单元,用于根据所述第一确定单元确定的所述动力学模型和所述第二获得单元获得所述模拟模型生成所述输电导线对所述棚洞冲击的仿真界面;所述仿真界面用于指示输入与所述输电导线相关的第一参数以及所述棚洞相关的第二参数;所述第二确定单元,用于根据所述生成单元的仿真界面上输入的所述第一参数和所述第二参数确定所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图;根据所述冲击力曲线图确定所述棚洞的参数。在其他的实施例中,所述第二确定单元,还用于基于所述第一参数和所述第二参数建立冲击模型;根据所述冲击模型确定所述输电导线对所述棚洞的碰撞信息;基于所述碰撞信息生成所述输电导线对所述棚洞的冲击力曲线图。在其他的实施例中,所述第二确定单元,还用于根据所述冲击力曲线图确定最大的冲击力数值;基于所述冲击力数值确定所述棚洞的参数。以上装置实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明装置实施例中未披露的技术细节,请参照本发明方法实施例的描述而理解。需要说明的是,本发明实施例中,如果以软件功能模块的形式实现上述的建模方法,并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台建模设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:u盘、移动硬盘、只读存储器(readonlymemory,rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。对应地,本发明实施例提供一种建模设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述实施例提供的建模方法中的步骤。对应地,本发明实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的建模方法中的步骤。这里需要指出的是:以上存储介质和设备实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本发明存储介质和设备实施例中未披露的技术细节,请参照本发明方法实施例的描述而理解。需要说明的是,图9为本发明实施例中建模设备的一种硬件实体结构示意图,如图9所示,该建模设备400的硬件实体包括:处理器401和存储器403,可选地,所述建模设备400还可以包括通信接口402。可以理解,存储器403可以是易失性存储器或非易失性存储器,也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(rom,readonlymemory)、可编程只读存储器(prom,programmableread-onlymemory)、可擦除可编程只读存储器(eprom,erasableprogrammableread-onlymemory)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom,electricallyerasableprogrammableread-onlymemory)、磁性随机存取存储器(fram,ferromagneticrandomaccessmemory)、快闪存储器(flashmemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(cd-rom,compactdiscread-onlymemory);磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram,randomaccessmemory),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的ram可用,例如静态随机存取存储器(sram,staticrandomaccessmemory)、同步静态随机存取存储器(ssram,synchronousstaticrandomaccessmemory)、动态随机存取存储器(dram,dynamicrandomaccessmemory)、同步动态随机存取存储器(sdram,synchronousdynamicrandomaccessmemory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(ddrsdram,doubledataratesynchronousdynamicrandomaccessmemory)、增强型同步动态随机存取存储器(esdram,enhancedsynchronousdynamicrandomaccessmemory)、同步连接动态随机存取存储器(sldram,synclinkdynamicrandomaccessmemory)、直接内存总线随机存取存储器(drram,directrambusrandomaccessmemory)。本发明实施例描述的存储器403旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器401中,或者由处理器401实现。处理器401可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器401中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器401可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp,digitalsignalprocessor),或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器401可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤,可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中,该存储介质位于存储器403,处理器401读取存储器403中的信息,结合其硬件完成前述方法的步骤。在示例性实施例中,建模设备可以被一个或多个应用专用集成电路(asic,applicationspecificintegratedcircuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld,programmablelogicdevice)、复杂可编程逻辑器件(cpld,complexprogrammablelogicdevice)、现场可编程门阵列(fpga,field-programmablegatearray)、通用处理器、控制器、微控制器(mcu,microcontrollerunit)、微处理器(microprocessor)、或其他电子元件实现,用于执行前述方法。在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和装置,可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个观测量,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其他形式的。上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例的目的。本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、只读存储器(rom,read-onlymemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者,本发明实施例上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术实施例本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台建模设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本发明是实例中记载的基于确定卫星观测量质量方法、装置和计算机存储介质只以本发明所述实施例为例,但不仅限于此,只要涉及到该基于确定卫星观测量质量方法、装置和计算机存储介质均在本发明的保护范围。应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解,在本发明的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。以上所述,仅为本发明的实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12
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