Details

Настоящее исследование посвящено разработке алгоритма автоматического построения безопасных и оптимальных маршрутов обслуживания на основе трехмерных моделей промышленных объектов (например, газораспределительных станций). Актуальность работы обусловлена необходимостью гарантировать безопасность персонала (соблюдение габаритных ограничений) и существенно сократить время планирования маршрутов на сложных объектах. Основная цель работы — создание комплексной методологии, учитывающей геометрию препятствий и строгие требования к ширине и высоте прохода. Предложенный подход включает: преобразование 3D-моделей в плоскостные с учетом высотных ограничений, построение карты препятствий с буферизацией, построение графа видимости (алгоритм Ли) и поиск кратчайшего пути (алгоритм Дейкстры) на полученном графе. Разработанное решение демонстрирует высокую производительность (подтвержденную экспериментально) и масштабируемость, что обеспечивает его практическую применимость в системах управления промышленными объектами. Ключевые особенности работы:     Интеграция методов обработки 3D-моделей (STL, IGS, CAD) и геопространственного анализа     Гарантированное соблюдение требований к ширине и высоте маршрута     Оптимизированный вычислительный конвейер, включающий построение графа видимости (Ли) и поиск пути (Дейкстра)     Возможность интеграции в системы оперативного управления за счет кэширования графа видимости Перспективы развития включают: портирование вычислительных модулей на C++, адаптацию для задачи маршрутизации с множеством точек, а также учет реального рельефа местности.

This research focuses on developing an algorithm for automated generation of safe and optimal maintenance routes using 3D models of industrial facilities (e.g., gas distribution stations). The work addresses the critical need to guarantee personnel safety (ensuring clearance constraints) and significantly reduce planning time for complex facilities. The primary objective is to create a comprehensive methodology that accounts for obstacle geometry and strict width and height requirements. The proposed approach includes: transforming 3D models to a working plane considering height constraints, building an obstacle buffering map, constructing a visibility graph (Lees algorithm), and finding the shortest path (Dijkstras algorithm) on the resulting graph. The developed solution demonstrates high performance (experimentally verified) and scalability, ensuring its practical applicability in industrial facility management systems. Key features:     Integration of 3D model processing (STL, IGS, CAD) and geospatial analysis     Guaranteed compliance with width and height requirements     Optimized computational pipeline featuring visibility graph construction (Lee) and pathfinding (Dijkstra)     Operational integration capability via visibility graph caching Future work includes: porting computational modules to C++, adaptation for multi-point routing problems (TSP), and support for real-world terrain.

• Построение маршрута обслуживания по трехмерной модели станции
  • Введение
  • 1. Постановка задачи
  • 2. Теоретические сведения
  • 3. Методы и инструменты
  • 4. Анализ результатов
  • Заключение
  • Список использованных источников