您的位置：山东大学 -> 科技期刊社 -> 《山东大学学报（工学版）》

山东大学学报 (工学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (3): 141-148.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2023.104

• 电气工程 • 上一篇    

基于A*算法的输电线路组塔施工吊装路径规划方法

张飞凯1,夏拥军1,秦剑1,游溢2,彭飞1   

  1. 1.中国电力科学研究院有限公司, 北京 100055;2.国网新疆电力有限公司电力科学研究院, 新疆 乌鲁木齐 830011
  • 发布日期:2024-06-28
  • 作者简介:张飞凯(1993— ),男,安徽枞阳人,工程师,博士,主要研究方向为接触力学、静密封、输电线路施工技术. E-mail:zhangfkbit@163.com
  • 基金资助:
    国家电网有限公司总部科技资助项目(5200-202236097A-1-1-ZN)

Hoisting path planning method for transmission line tower assembly construction based on A* algorithm

ZHANG Feikai1, XIA Yongjun1, QIN Jian1, YOU Yi2, PENG Fei1   

  1. 1. China Electric Power Research Institute, Beijing 100055, China;
    2. Electric Power Research Institute, State Grid Xinjiang Electric Power Co., Ltd., Urumqi 830011, Xinjiang, China
  • Published:2024-06-28

PDF (PC)

39

摘要： 为提高双平臂落地抱杆的吊装效率,降低线路施工安全风险,提出一种基于A*算法的输电线路组塔施工吊装路径规划方法。将三维空间中的吊装路径规划问题简化为水平面和铅垂面2个二维平面内的路径寻优问题,通过动力学仿真研究吊件摆动幅度和消摆时间对吊装路径的影响,在进行施工现场环境中心对称建模的基础上,基于A*算法和仿真结论对吊装路径进行规划。实际工程应用结果表明,该方法可在约0.188 s内自动规划出双平臂落地抱杆两侧平衡起吊的优化吊装路径,可有效缩短吊装时间,保障线路施工的效率和安全性。

关键词: 输电线路, 组塔, 吊装, 双平臂落地抱杆, 路径规划, A*算法

中图分类号: 

  • TM754
[1] HU S, FANG Y, GUO H. A practicality and safety-oriented approach for path planning in crane lifts[J]. Automation in Construction, 2021, 127: 103695.
[2] ZHOU Y, ZHANG E, GUO H, et al. Lifting path planning of mobile cranes based on an improved RRT algorithm[J]. Advanced Engineering Informatics, 2021, 50: 101376.
[3] 郭红领,张恩东. 移动式起重机吊装路径智能规划方法研究[J]. 工程管理学报, 2018, 32(6): 115-120. GUO Hongling, ZHANG Endong. An approach for intelligent lifting path planning of mobile cranes[J]. Journal of Engineering Management, 2018, 32(6): 115-120.
[4] LIN Y, WU D, WANG X, et al. Lift path planning for a non-holonomic crawler crane[J]. Automation in Construction, 2014, 44: 12-24.
[5] CHANG Y, HUNG W, KANG S. A fast path planning method for single and dual crane erections[J]. Automation in Construction, 2012, 22: 468-480.
[6] 林远山,王欣,吴迪,等. 移动式起重机吊装路径规划仿真平台设计[J]. 计算机工程与应用, 2012, 48(24): 231-235. LIN Yuanshan, WANG Xin, WU Di, et al. Design of path planning platform for mobile crane[J]. Computer Engineering and Applications, 2012, 48(24): 231-235.
[7] 王崴,王建峰,瞿珏, 等. 基于改进概率路标法的虚拟吊装路径规划[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2018, 30(4): 695-701. WANG Wei, WANG Jianfeng, QU Jue, et al. Virtual hoisting path planning based on improved probabilistic roadmap algorithm[J]. Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics, 2018, 30(4): 695-701.
[8] 钱森,訾斌. 多起重机协作吊装避障路径规划研究[J]. 机械设计与制造, 2015(10): 260-263. QIAN Sen, ZI Bin. Research on obstacle avoidance path planning for cooperation of multiple cranes[J]. Machinery Design & Manufacture, 2015(10): 260-263.
[9] 钱森,钱鹏飞,王春航,等. 多机协作吊装机器人动力学分析与路径规划[J]. 机械工程学报, 2022, 58(7): 20-31. QIAN Sen, QIAN Pengfei, WANG Chunhang, et al. Dynamics and path planning of multi-crane cooperative lifting robot[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2022, 58(7): 20-31.
[10] 邓乾旺,高礼坤,罗正平,等. 基于多目标遗传算法的起重机吊装路径规划[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2014, 41(1): 63-69. DENG Qianwang, GAO Likun, LUO Zhengping, et al. Lifting path planning of crane based on multi-objective genetic algorithm[J]. Journal of Hunan University(Natural Sciences), 2014, 41(1): 63-69.
[11] 付雪青. 钢卷仓库三维建模及吊装路径规划[D]. 重庆: 重庆大学, 2016. FU Xueqing. Three-dimension model and hoisting path planning in coil warehouse[D]. Chongqing: Chongqing University, 2016.
[12] SUNGHWAN C, SANGUK H. Reinforcement learning-based simulation and automation for tower crane 3D lift planning[J]. Automation in Construction, 2022, 144: 104620.
[13] 李国杰. 基于经验学习的智能起重机搬运路径规划研究[J]. 中国工程机械学报, 2021, 19(5): 377-383. LI Guojie. Carrying path planning of intelligent crane based on experience learning[J]. Chinese Journal of Construction Machinery, 2021, 19(5): 377-383.
[14] 刘波. 超重机械消摆控制及实验研究[D]. 西安: 西安理工大学, 2011. LIU Bo. The anto swing control and experiment research of hoisting machinery[D]. Xi'an: Xi'an University of Technology, 2011.
[15] 贾森浩. 游戏人工智能中A*算法的应用研究[D]. 杭州: 杭州电子科技大学, 2017. JIA Senhao. Research on the application of A* algorithm in game artificial intelligence[D]. Hangzhou: Hangzhou Dianzi University, 2017.
[1] 索大翔,李波. 基于Gromov-Wasserstein最优传输的输电线路小目标检测方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(3): 22-29.
[2] 黄健堃,薛钢,刘延俊,王雨,李厚池,白发刚. 基于改进Bi-RRT算法的机器鱼路径规划方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2024, 54(1): 74-82.
[3] 赵天怀,王目树,潘为刚,康超,秦石铭,徐飞. 挖掘机智能辅助施工系统设计[J]. 山东大学学报 (工学版), 2023, 53(4): 163-172.
[4] 王雨,刘延俊,贾华,薛钢. 基于强化RRT算法的机械臂路径规划[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(6): 123-130.
[5] 张飞凯,黄永忠,李连茂,秦剑,刘晨. 基于Dijkstra算法的货运索道路径规划方法[J]. 山东大学学报 (工学版), 2022, 52(6): 176-182.
[6] 翟彬,张思祥,刘凯铭,田利,张来仪. 输电线路多分裂导线脱冰动力响应分析[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(4): 111-117.
[7] 肖浩,廖祝华,刘毅志,刘思林,刘建勋. 实际环境中基于深度Q学习的无人车路径规划[J]. 山东大学学报 (工学版), 2021, 51(1): 100-107.
[8] 李彩虹,方春,王志强,夏斌,王凤英. 基于超混沌同步控制的移动机器人全覆盖路径规划[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(6): 63-72.
[9] 周风余, 万方, 焦建成, 边钧健. 家庭陪护机器人自主充电系统研究与设计[J]. 山东大学学报 (工学版), 2019, 49(1): 55-65.
[10] 张强. 核环境多关节蛇形机械臂的运动控制系统设计[J]. 山东大学学报 (工学版), 2018, 48(6): 122-131.
[11] 侯广松,高军,吴衍达,张欣,邓影,李常刚,张亚萍. 输电线路参数与运行方式的相关性分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(4): 89-95.
[12] 严宣辉, 肖国宝*. 基于定长实数路径编码机制的移动机器人路径规划[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(1): 59-65.
[13] 刘彬,张仁津. 一种采用两段粒子群优化的路径规划方法[J]. 山东大学学报(工学版), 2012, 42(1): 12-18.
[14] 陈明志1,许春耀2,陈健2,余轮2. 基于语义信息的虚拟环境路径规划[J]. 山东大学学报(工学版), 2011, 41(4): 106-112.
[15] 牛林 赵建国 李可军. 1000kV特高压交流输电线路工频磁场分析[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(1): 154-158.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 2018 《山东大学学报(工学版)》编辑部　
地址: 济南市山大南路27号（250100）　 电话: 0531-88366735　 E-mail: xbgxb@sdu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发