Автоматизированное устройство экспертизы принципиальных и монтажных схем Российский патент 2019 года по МПК G06F17/50 

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к устройствам для экспертизы монтажных схем (МС) и принципиальных схем (ПС), и может быть использовано для обработки технической документации, ее экспертизы, в том числе железнодорожной технической документации.

Для решения задач экспертизы, проверки и контроля соответствия схем требуется построение комбинированной модели. Концепция построения модели данного вида заключается в применении технологий моделирования двухмерной и трехмерной графики. Двухмерная модель создается вложением описаний элементов схемы технической документации и представляет собой графический макет схемы, который определен графическими примитивами и их параметрами. Трехмерное представление заключается в локализации устройств схемы и абстрактном описании работы и связей этих устройств на физическом уровне. Конечная компьютерная модель схемы технической документации определена двухмерным и трехмерным представлением, тем самым обеспечивая ее подробность и правильность построения.

Из предшествующего уровня техники известен способ автоматического построения трехмерной геометрической модели изделия в системе геометрического моделирования на основе аналога, раскрытый в патенте РФ RU 2431197. Для построения моделей, имеющих сложную геометрию, как правило, представляют информацию лишь основными, определяющими параметрами, в которых обычно не описываются конструктивные и технологические особенности элементов изделий. В результате этого приходится проводить доработку элементов изделия, которая обычно выполняется другими специалистами, а затем уточнять характеристики изделия, и это существенно усложняет и затягивает время построения модели. Также недостатком данного способа можно отметить его узкую специализацию, т.е. он не предусматривает построение общей модели схемы технической документации.

Наиболее близким аналогом рассматриваемого решения является устройство визуализации монтажной схемы, раскрытое в заявке на патент США US 20120304105. Указанное устройство включает модуль загрузки схем, модуль построения моделей схем и модуль просмотра моделей. Модуль загрузки позволяет загружать изображения и осуществлять проверку формата. Модуль построения моделей обеспечивает автоматическое определение всех образов элементов схем, их свойств, взаимосвязей, структуры схемы, а также информации из ячеек, формирование компьютерных моделей на основании полученных данных. При построении моделей данный модуль формирует узлы, образованные связями, точками и переходами. Модуль просмотра моделей позволяет отображать детальную информацию по всем устройствам, элементам и узлам схем.

Основным недостатком указанного аналога является невозможность автоматической экспертизы монтажных и принципиальных схем, поскольку в нем обеспечивается только вывод соответствующих схем на экран монитора. Невозможна сверка принципиальных и монтажных схем на предмет несоответствия и их последующая корректировка.

Задачей настоящего изобретения является разработка автоматизированного устройства экспертизы монтажных и принципиальных схем, обеспечивающего сокращение числа ошибок в технической документации в электронном виде, автоматизацию экспертизы, контроля соответствия МС и ПС и интеллектуальной корректировки схем, повышение и контроль качества технической документации после прохождения процедуры перевода технической документации с бумажных носителей в электронный вид.

Технический результат изобретения заключается в повышении скорости проверки схем, экономии вычислительных ресурсов, повышении точности определения ошибок, снижении вероятности возникновения аварийных ситуаций.

Указанный технический результат достигается в заявленном изобретении за счет того, что автоматизированное устройство экспертизы монтажных и принципиальных схем включает следующие модули:

- модуль загрузки монтажных схем и модуль загрузки принципиальных схем, выполненные с возможностью загрузки схем в виде изображений, определения типа и структуры входных данных и проверки данных на корректность формата;

- модуль построения модели монтажной схемы и модуль построения модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями загрузки монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью автоматического определения образов элементов схем, их свойств, взаимосвязи, структуры схем, а также информации о них, последующего формирования компьютерных моделей принципиальных и монтажных схем на основании полученных данных и отображения результатов построения компьютерных моделей, при этом модули построения моделей монтажной и принципиальной схем выполнены с возможностью формирования и группировки узлов, образованных связями, точками и переходами, представляющими собой электрические узлы, и/или внутристраничные переходы, и/или межстраничные переходы и/или полюсы питания;

- модуль просмотра модели монтажной схемы и модуль просмотра модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями построения моделей монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью предоставления информации по монтажу, количеству элементов и узлов схемы, отдельного просмотра информации по каждому из узлов и элементов, отображения всех имеющихся выводов для конкретного элемента и размещения элементов;

- модуль диагностирования состояния модели монтажной схемы и модуль диагностирования состояния модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями просмотра моделей монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью обнаружения ошибок, которые могли возникнуть при формировании и группировке узлов в модулях построения моделей монтажной и принципиальной схем;

- модуль сравнения моделей, связанный с модулями диагностирования состояния моделей монтажной и принципиальной схем и выполненный с возможностью оценки входных данных и/или распознавания и чтения информации вдоль каждого элемента и таблицы, предоставленных модулями построения моделей принципиальной и монтажной схем, с обеспечением проверки соответствия монтажной схемы принципиальной схеме;

- модуль корректировки схем, связанный с модулем сравнения моделей и выполненный с возможностью логического анализа для автоматического внесения исправлений в схемы;

- модуль выдачи результатов, связанный с модулем корректировки схем и выполненный с возможностью формирования отчета о сравнении моделей схем с обеспечением просмотра подробной информации по каждому элементу и/или выводу и монтажу, и формирования откорректированных схем.

Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, , чтобы:

- модули диагностирования состояния моделей монтажной и принципиальной схем были выполнены с возможностью контроля целостности элемента, и/или наличия узлов питания, и/или номиналов и атрибутов элемента, и/или правильности адресов приборов, и/или отсутствия повторного наименования у разных приборов, и/или

отсутствия повторного использования обмоток реле, и/или отсутствия несуществующих клемм, и/или наличия всех шин питания, и/или наличия всех клеммных панелей, и/или отсутствия элементов с одинаковым монтажным адресом, и/или монтажных адресов всех элементов, и/или занятости контактного адреса элемента;

- устройство было выполнено на аппаратной платформе вычислителя, реализующего многослойную сверточную нейронную сеть и алгоритмы для экспертизы на физическом уровне.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения далее поясняются с помощью возможного варианта его выполнения со ссылками на фигуры, для определенности - в применении к электрическим схемам.

На фиг. 1 приведена функциональная структурная схема заявленного устройства.

На фиг. 2 приведена структурная схема построения компьютерной модели.

На фиг. 3 приведен алгоритм построения компьютерной модели. Заявленное устройство включает следующий набор последовательно связанных модулей (фиг. 1):

- модуль 1 загрузки монтажных схем и модуль 2 загрузки принципиальных схем;

- модуль 3 построения модели монтажной схемы, модуль 4 построения модели принципиальной схемы;

- модуль 6 просмотра модели монтажной схемы и модуль 7 просмотра модели принципиальной схемы;

- модуль 8 диагностирования состояния модели монтажной схемы и модуль 9 диагностирования состояния модели принципиальной схемы;

- модуль 10 сравнения моделей;

- модуль 11 корректировки схем;

- модуль 12 выдачи результатов.

Модули 1 и 2 загрузки монтажных и принципиальных схем реализуют механизм загрузки схем и обеспечивают определение типа и структуры входных данных. Каждый из модулей обеспечивает выполнение загрузки соответствующих одноименных типов данных. Загрузка схем является отправным пунктом для последующей обработки данных. Также указанные модули 1 и 2 загрузки монтажных и принципиальных схем проверяют исходные данные на корректность формата.

Модули 3 и 4 построения моделей монтажных и принципиальных схем реализуют следующие функции:

- извлечение представленной в исходных данных информации для последующей обработки;

- автоматическое определение всех образов элементов, их свойств, структуры взаимосвязей между элементами принципиальной схемы, структуры схемы, а также информации о них;

- реализацию алгоритма формирования компьютерных моделей на основе полученных данных;

- реализацию интерфейса отображения результатов построения компьютерной модели.

Модули 3 и 4 построения моделей монтажных и принципиальных схем на всех загруженных листах проекта создают узлы, образованные связями, точками и переходами: электрические узлы, внутристраничные переходы, межстраничные переходы, полюсы питания. Каждый из переходов определяется отдельно как независимые друг от друга компоненты узла.

Далее модули 3 и 4 построения моделей монтажных и принципиальных схем группируют узлы, где одноименные и равнозначные узлы (ссылки, переходы, питание) объединяются в один или более узлов в зависимости от их информационного назначения и логики.

В результате работы модулей 3 и 4 построения моделей монтажных и принципиальных схем происходит однозначное определение всех элементов и позиционное заполнение области листа, при этом распознается и фиксируется логическое описание всех элементов устройства. В момент определения всех параметров частей устройства схемы также идентифицируется информация, по которой можно найти данный элемент на странице, и все элементы могут объединяться.

На фиг. 1 также показан блок 5 сохранения построенных моделей монтажных и принципиальных схем соответственно в модулях 3 и 4 построения моделей монтажных и принципиальных схем.

Модули 6 и 7 просмотра построения моделей монтажной и принципиальной схем предоставляют информацию по монтажу, количеству элементов и узлов схемы, обеспечивают отдельный просмотр информации по каждому из узлов и элементов, отображение всех имеющихся выводов конкретного элемента, размещение элементов, например, в релейном помещении, отображение полок, мест каждой полки и размещенных на них приборов.

Модули 8 и 9 диагностирования состояния моделей проверяют все условия составления принципиальных и монтажных схем, а именно, наличие ошибок, которые могли возникнуть при формировании и группировке узлов, и производят сопоставление информации исходных данных с результатами объединения. Работа модулей 8 и 9 включает в себя следующие виды проверок:

- контроль целостности приборов и/или элементов (например, для реле - наличие обмотки, наличие контактов);

- контроль наличия узлов питания;

- проверка соответствия номиналов и других атрибутов приборов их марке;

- проверка правильности адреса прибора;

- контроль отсутствия повторного наименования у разных приборов;

- контроль отсутствия повторного использования обмоток реле;

- контроль отсутствия несуществующих клемм;

- проверка наличия всех шин питания;

- проверка наличия всех клеммных панелей;

- контроль отсутствия элементов с одинаковым монтажным адресом;

- проверка монтажных адресов всех элементов, входящих в состав устройства;

- проверка на занятость контактного адреса устройства.

Модули 8 и 9 диагностирования состояния моделей производят проверку и обнаружение схемных ошибок и несоответствий при составлении монтажных карточек, которая включает проверку на правильность размещения приборов, например, количества и наименования приборов и отдельных деталей (например, предохранителей, конденсаторов, резисторов, диодов и др.), отсутствия их в схеме, их несоответствия предназначению и размерам статива или занятия приборами других мест.

Модуль 10 сравнения моделей производит оценку входных данных, распознавание и чтение информации вдоль каждого элемента таблицы, предоставленного программными модулями построения моделей принципиальных и монтажных схем, с целью реализации проверки соответствия набора монтажных схем набору принципиальных схем.

Модуль 11 корректировки схем, связанный с модулем сравнения моделей 10 и выполненный с возможностью логического анализа для автоматического внесения исправлений в схемы.

Модуль 12 выдачи результатов формирует отчет о сравнении в виде круговых диаграмм соответственно для принципиальных и монтажных схем с возможностью просмотра подробной информации по каждому прибору, выводу и монтажу, а также предоставляет откорректированные схемы.

Схема компонентов компьютерных моделей, формируемых модулями 6 и 7 просмотра построения моделей монтажной и принципиальной схем, представлена на фиг. 2.

Каждая модель включает следующие компоненты: Workspace 13, Pageworkspace 14, Pageelement 15, Devicepart 16, Pin 17, Device 18, Node 19, AbstractGate 20, GateCrossPage 21, GateEmpty 22 GatePower 23 и Wiringroom 24. Для удобства на фиг.2 также приведены понятия компонентов на русском языке.

Компонент Workspace 13 (пространство, модель проекта) представляет собой рабочий пространственный компонент, содержащий модель проекта. В данном компоненте содержится текущий набор переменных, позволяющий реализовать и решить задачи создания модели. Модель представляет собой единый файл, формируемый из принципиальной схемы и монтажной схемы.

Компонент Pageworkspace 14 (страница проекта) представляет собой лист схемы. Листом может являться как отдельный документ проекта, так и составная часть схемы. Если проект содержит крупные схемы, то он может состоять из нескольких листов. Например, полный комплект монтажных схем релейного шкафа состоит из следующих страниц проекта: комплектация, нижние клеммные панели, ряды дна, не штепсельных боковых полок и боковины, ряды штепсельных реле. Для принципиальных схем могут быть созданы страницы схем питания и управления, контуров контроля и регулирования, электрических цепей управления, сигнализации, измерения, функциональных цепи электропитания и т.д.

Компонент Pageelement 15 (элемент страницы) является визуальным элементом листа схемы. В совокупности данные элементы представляют собой все информационные фрагменты или части устройства. Компонент Pageelement 15 содержит ссылку на место элемента на листе схемы. Элементом схемы является ее составная часть, которая не может быть разделена на другие части, имеющие самостоятельное функциональное значение: для принципиальной схемы это реле, контакт, резистор, конденсатор, трансформатор и т.д., для монтажной схемы -контактные группы.

Компонент Devicepart 16 (часть устройства) представляет собой элемент логического описания части устройства и его свойств. Содержанием данного звена алгоритма реализации экспертизы является группа качественных, характерных конкретному элементу свойств и атрибутов. Его частная задача состоит в определении всех свойств элемента, верности и точности создаваемой модели, что напрямую зависит от корректности оценки исходных данных. Так, для элементов принципиальных схем необходимо определить имя, марку устройства, тип устройства, вид управления, ординату, назначение и т.д. Для контактных групп монтажных электрических схем необходимо определить номер ряда и место в ряду. Для каждого конкретного компонента Pageelement 15 любой из схем набор свойств носит индивидуальный характер.

Компонент Pin 17 (точка, вывод прибора) - это специальные точки (или выводы), входящие в состав электрического узла, определяющие место соединения нескольких компонентов Pageelement 15 или представляющие собой точки привязки (подключения) элементов в специально определенных местах.

Элементами принципиальной схемы, для которых определяется свойство компонента Pin 17, для точной и эффективной реализации процесса создания модели могут являться:

- соединительный провод;

- соединительная точка;

- реле;

- индикатор (например, лампочка, огонь, стрелка направления, фотодатчик, мост, звонок);

- двухполюсники (например, резистор, конденсатор, разрядник, предохранитель, диод, стабилитрон, выключатель тока низковольтный автоматический, клемма измерительной панели, диодный мост, варистор, амперметр, автоматический выключатель, термодатчик, защитный блок, электродвигатель, транзистор, контакт электропривода);

- соединитель (например, монтажный переход, провод, клемма, клеммное соединение, дужка, заземление, штепсельная розетка, трехконтактное соединение, вывод блока, источник питания, стрелочная рукоятка, контакт коммутационного устройства);

- трансформатор (например, сердечник, перемычка, обмотка, выводы) и т.д.

Компонент Device 18 (устройство) представляет собой компонент, описывающий отдельные устройства целиком (например, реле, включая его обмотки и группу контактов). Компонент Device 18 выступает как соотношение частей, расположений, описание логической внутренней структуры объекта, его частей и их взаимосвязей. В рамках модели компонент Device 18 включает в себя один или несколько компонентов Devicepart 16 и имеет связи с компонентами Pageelement 15 и Pin 17.

Компонент Node 19 (электрический узел) - это узел, представляющий собой выводы элементов - компонентов Pin 17, соединенных вместе и имеющих одинаковый электрический потенциал. В состав электрического узла входят два или более компонентов Pin 17. Различные виды переходов (межстраничные, внутристраничные, полюса питания) также условно объединяют цепи в один узел.

Компонент AbstractGate 20 (шлюз) представляет собой шлюз, предназначенный для описания переходов внутри схемы. Возможны следующие варианты переходов в монтажных и принципиальных схемах, в частности, электрических схемах: -компонент GateCrossPage 21 (межстраничный переход) - шлюз. Ссылка, которая служит для связи прерванных линий схем, располагающихся на разных листах и представляющая переход на другой лист документа;

- компонент GateEmpty 22 (внутристраничный переход) - шлюз. Ссылка, которая служит для перехода на фрагменты схем, располагающиеся в пределах одного листа;

- компонент GatePower 23 (ворота питания) - шлюз. Ссылка на полюс питания.

Компонент WiringRoom 24 (релейное помещение) представляет абстрактное расположение устройства в релейном помещении. Релейное помещение - это место расположения оборудования сигнализации, централизации и блокировки (сокращенно «СЦБ»). В релейном помещении расположены конструктивы следующего назначения: конструктивы питания, релейные конструктивы, релейно-кроссовые конструктивы.

В релейном помещении устанавливаются специальные конструктивы - релейные стативы, на которых монтируется релейная аппаратура. Стативы устанавливаются рядами, как правило - по пять в ряд, и для удобства могут нумероваться, например, двузначным числом, где первая цифра обозначает ряд стативов, а вторая - место статива в ряду (например, статив с номером 32 означает второй статив в третьем ряду).

На фиг. 3 представлен общий алгоритм построения модели схемы с использованием заявленного устройства, описывающего основные действия процесса моделирования. На схеме пунктирной линией обозначены действия с принципиальной схемой, а сплошной линией - с монтажной схемой.

Алгоритм предусматривает набор предопределенных процедур, в частном случае - двенадцать предопределенных процедур, и набор параллельных им процедур, в частном случае - две параллельные процедуры.

Для удобства и лучшего понимания сути изобретения на фиг. 3 шаги алгоритма построения модели схемы с использованием заявленного устройства отмечены пронумерованными блоками.

Построение компьютерной модели схемы начинается с загрузки блоком 25 исходных данных, на основе которых будет создаваться модель. В качестве исходных данных используются:

- монтажные и принципиальные схемы в определенном формате, например отраслевом формате технической документации сигнализации, централизации и блокировки (сокращенно «формат ОФ-ТД СЦБ»), из автоматизированного рабочего места распознавания технической документации (сокращенно «АРМ-РТД»);

- монтажные и принципиальные схемы в формате ОФ-ТД СЦБ из автоматизированного рабочего места ведения технической документации (сокращенно «АРМ-ВТД»).

В состав входных данных, классифицируемых по типу схемы, входят:

- монтажные схемы (нижние клеммные панели, ряды дна, не штепсельных боковых полок и боковины, ряды штепсельных реле и т.д.);

- принципиальные схемы, в состав которых, в свою очередь, могут входить принципиальные электрические схемы питания, управления, сигнализации, контроля и регулирования и т.д., которые, в частности, формируют основные типы технической документации железнодорожной автоматики и телемеханики и включены в основной комплект рабочих чертежей систем автоматики и телемеханики различных объектов, в том числе, и в рабочую документацию технического обеспечения. В состав принципиальных электрических схем входят:

- электрические цепи управления, сигнализации, измерения, регулирования;

- контакты аппаратов схемы;

- надписи, примечания, технические требования;

- наименование, указывающее на ее конкретную функцию в изделии и характер протекающих в ней процессов;

- элементы.

Далее проводят этап загрузки монтажной схемы и принципиальной схемы блока 25 в память, который является отправным пунктом для последующей обработки данных. Здесь также проводится проверка исходных данных на корректность формата.

Затем в блоке 26 создают Workspace (рабочий пространственный компонент, содержащий модель проекта), необходимый для управления данными, и активируют загрузку листа схемы в workspace, являющегося макетом или областью для расположения/наполнения визуальных компонентов Pageelement (элементов страницы). Количество автоматически загружаемых страниц после добавления не регламентировано и характеризует объем и размеры схем, используемых в качестве исходных данных. Загружаемые страницы принципиальных и монтажных схем относительно workspace в блоке 26 имеют отношение «множества к одному». В блоке 26 содержится текущий набор переменных, позволяющий реализовать и решить задачи создания модели. Модель системы представляет собой единый файл и получается из:

- принципиальной схемы;

- монтажной схемы.

Page/workspace - это лист схемы. Листом может являться как отдельный документ проекта, так и составная часть схемы. Если проект содержит крупные схемы, то он может состоять из нескольких листов. Например, полный комплект монтажных схем релейного шкафа состоит из следующих страниц проекта: комплектация, нижние клеммные панели, ряды дна, не штепсельных боковых полок и боковины, ряды штепсельных реле. Для принципиальных схем страницами могут быть схемы питания и управления, контуров контроля и регулирования, электрических цепей управления, сигнализации, измерения, функциональных цепи электропитания и т.д.

Далее процесс ведут параллельно для принципиальных схем блоками 27÷34 (связи показаны пунктирной линией), для монтажных схем блоками - 36÷43 (связи показаны сплошной линией). Выход блока 26 соединен с входами соответственно блока 27 (выделение pin) и блока 34 (создание pageelement).

Pageelement - это визуальный элемент листа схемы. В совокупности данные компоненты представляют собой все информационные фрагменты или части устройства. Pageelement содержит ссылку на место элемента на листе схемы. Элементом схемы называют ее составную часть, которая не может быть разделена на другие части, имеющие самостоятельное функциональное значение (для принципиальной схемы это могут быть реле, контакт, резистор, конденсатор, трансформатор и т.д.; для монтажной схемы - контактные группы).

Блок 27 (выделение pin), осуществляет выделение специальных точек (выводов), входящих в состав электрического узла, определяющих место соединения нескольких pageelement, или схемно представляющих собой точки привязки (подключения) элементов в специально определенных местах. Поэтому выход блока 36 (создание pageelement) соединен с входом блока принятия решений «Наличие ссылок в схеме?» и с входом блока 27 (выделение pin).

Если в схеме нет ссылок, то один выход «нет» блока принятия решений «Наличие ссылок в схеме?» соединен с выходом блока 27 для принципиальных схем, а другой выход «нет» блока принятия решений «Наличие ссылок в схеме?» соединен с выходом блока 40 (выделение pin) для монтажных схем.

Если в схеме присутствуют ссылки, то выход «да» блока принятия решений «Наличие ссылок в схеме?» соединен с входом блока 44 (определение типа absractgate)

- шлюза, предназначенного для описания переходов внутри схемы, к входу блока 45 (создание gate, или создание шлюза) для связи с блоками принципиальной и монтажной схем.

Выход указанного блока 45 соединен с входами блоков 29 и 42 (объединение node) соответственно для принципиальных и монтажных схем.

Node - это узел. Узел представляет собой выводы элементов (pin), соединенных вместе, имеющие одинаковый электрический потенциал. В состав электрического узла входят два и более pin.

Как видно из фиг. 3, блоки 27÷34 для принципиальных схем и блоки 36÷43 для монтажных схем выполняют одни и те же операции, но в обратной последовательности. Например, блок 27 (выделение pin) для принципиальных схем соответствует блоку 40 (выделение pin) для монтажных схем.

Список элементов принципиальной схемы, для которых определяется свойство pin, для точной и эффективной реализации процесса создания модели включает:

- соединительный провод;

- соединительную точку;

- реле;

- индикатор (лампочка, огонь, стрелка направления, фотодатчик, мост, звонок); -двухполюсники (резистор, конденсатор, разрядник, предохранитель, диод, стабилитрон, выключатель тока низковольтный автоматический, клемма измерительной панели, диодный мост, варистор, амперметр, автоматический выключатель, термодатчик, защитный блок, электродвигатель, транзистор, контакт электропривода);

- соединитель (монтажный переход, провод, клемма., клеммное соединение, дужка, заземление, штепсельная розетка, трехконтактное соединение, вывода блока, источник питания, стрелочная рукоятка, контакт коммутационного устройства);

- трансформатор (сердечник, перемычка, обмотка, выводы) и т.д.

Блоки 31 и 36 (создание pageelement) представляют шаг создания визуального элемента листа схемы. В совокупности компоненты Pageelement представляют собой все информационные фрагменты или части устройства. Каждый компонент Pageelement содержит ссылку на место элемента на листе схемы.

Блоки 32 и 37 (определение devicepart) отвечают шаг определения компонента Devicepart, представляющий собой логическое описание части устройства, его свойств.

Содержанием данного шага алгоритма является группа качественных, характерных конкретному элементу свойств и атрибутов. Успешное решение задачи по определению всех свойств элемента, верности и точности создаваемой модели напрямую зависит от корректности оценки исходных данных. Для элементов принципиальных схем определяется имя, марка устройства, тип устройства, вид управления, ордината, назначение и т.д. Для контактных групп монтажных электрических схем определяется номер ряда, место в ряду. Для каждого конкретного Pageelement любой из схем набор свойств носит индивидуальный характер.

Блоки 28, 41 (формирование node) соответствуют шагу формирования узла. Узел представляет собой выводы элементов (Pin), соединенных вместе, имеющие одинаковый электрический потенциал. В состав электрического узла входят две и более Pin. Различные виды переходов (межстраничные, внутристраничные, полюса питания) также условно объединяют цепи в один узел.

В блоках 29, 42 (объединение node) осуществляется группировка узлов. На данном этапе одноименные и равнозначные узлы (ссылки, переходы, питание) объединяются в один или более узлов в зависимости от их информационного назначения и логики.

Блоки 30, 43 (анализ node) представляют шаг проверки узла на корректность. На данном этапе алгоритма проверяется наличие ошибок, которые могли возникнуть при формировании и группировке узлов, сопоставляется информация исходных данных с результатами объединения. Возможные причины возникновения ошибок следующие:

- синтаксическая ошибка: присутствует ссылка на несуществующий лист или место на схеме;

- незамкнутость топологии графа: при любом виде переходов отсутствует обратная ссылка одного из «адресатов», например, лист 1 → лист 2; лист 2 → ссылка отсутствует;

- неверное определение параметров узла: внутрилистовой переход определен как межлистовой;

- неправильное размещение полюсов питания в узле (например, полюса питания -плюс/минус П и М).

Блоки 33, 38 (объединение devicepart в device) отвечают за группировку всех Devicepart (параметрических описаний частей устройств) в Device (устройство).

Блоки 34, 39 (анализ device на корректность) выполняют следующие виды проверок:

- контроль целостности устройства (например, для реле это наличие обмотки, наличие контактов);

- наличие узлов питания;

- номиналы и другие атрибуты соответствует марке;

- правильность адреса прибора;

- отсутствие повторного наименования у разных приборов;

- отсутствие повторного использования обмоток реле;

- отсутствие несуществующих клемм;

- наличие всех шин питания;

- наличие всех клеммных панелей;

- отсутствие элементов с одинаковым монтажным адресом;

- проверка монтажных адресов всех device part, входящих в состав Device;

- проверка на занятость контактного адреса устройства.

Выход блока 34 (анализ device на корректность) для принципиальных схем и выход блока 43 (анализ node на корректность) для монтажных схем соединены с входами блока 35 (построение модели расположения). Блок 35 является заключительным этапом (см. выше WiringRoom).

Неявность представления узлов монтажных схем делает процесс работы алгоритма построения компьютерной модели, как показано на фиг. 3, асинхронным для разных типов документов.

Для принципиальных схем на первых этапах создания модели формируются и группируются узлы, после чего начинается наполнение элементами (Devicepart) и определение их логических свойств и связей. Далее в блоке 33 осуществляется сборка в Device (устройство) и проверка его на корректность блоком 34. Для монтажных схем процедура построения модели протекает в обратно порядке:

- создание Pageelement блоком 36;

- определение Devicepart блоком 37;

- объединение Devicepart в Device блоком 38;

- анализ Device на корректность блоком 39;

- выделение Pin блоком 40;

- формирование Node блоком 41;

- группировка Node блоком 42;

- анализ Node на корректность блоком 43.

Заявленное автоматизированное устройство может быть конструктивно реализовано с применением вычислителя (вычислительного устройства), который обеспечивает создание многослойной сверточной нейронной сети для реализации алгоритма на физическом уровне и приемлемое время вычислений. Вычислитель может представлять собой единое устройство с корпусом, в котором расположена печатная плата с интегрированным и специализированным процессором, а также блок питания.

Устройство может иметь порт USB или порт другого типа для обмена данными в процессе производимых вычислений. Устройство подключается к компьютеру автоматизированного рабочего места и выполнено с возможностью получения файлов электронных версий монтажных и принципиальных электрических схем из базы данных.

Таким образом, заявленное устройство обеспечивает автоматизацию экспертизы технической документации, усовершенствует технологию проверки, значительно сокращает временные и вычислительные ресурсы, затрачиваемые на проверку больших информационных объемов, существенно повышает точность определения ошибки и исключает вероятность появления аварийных ситуаций.

Изобретение относится к области информационных технологий, в частности к устройствам для экспертизы монтажных схем (МС) и принципиальных схем (ПС), и может быть использовано для проверки железнодорожной технической документации. Технический результат - повышение скорости проверки схем, повышение точности определения ошибок, снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций. Для этого предложено автоматизированное устройство экспертизы монтажных и принципиальных схем, которое включает модули (1), (2) загрузки соответственно МС и ПС, модули (3), (4) построения моделей соответственно МС и ПС, модули (6), (7) просмотра моделей соответственно МС и ПС, модули (8), (9) диагностирования состояния моделей соответственно МС и ПС, модуль (10) сравнения моделей, модуль (11) корректировки схем и модуль (12) выдачи результатов. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Автоматизированное устройство экспертизы монтажных и принципиальных схем, содержащее

- модуль загрузки монтажных схем и модуль загрузки принципиальных схем, выполненные с возможностью загрузки схем в виде изображений, определения типа и структуры входных данных и проверки данных на корректность формата;

- модуль построения модели монтажной схемы и модуль построения модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями загрузки монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью автоматического определения образов элементов схем, их свойств, взаимосвязи, структуры схем, а также информации о них, последующего формирования компьютерных моделей принципиальных и монтажных схем на основании полученных данных и отображения результатов построения компьютерных моделей, при этом модули построения моделей монтажной и принципиальной схем выполнены с возможностью формирования и группировки узлов, образованных связями, точками и переходами, представляющими собой электрические узлы, и/или внутристраничные переходы, и/или межстраничные переходы и/или полюсы питания;

- модуль просмотра модели монтажной схемы и модуль просмотра модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями построения моделей монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью предоставления информации по монтажу, количеству элементов и узлов схемы, отдельного просмотра информации по каждому из узлов и элементов, отображения всех имеющихся выводов для конкретного элемента и размещения элемента;

- модуль диагностирования состояния модели монтажной схемы и модуль диагностирования состояния модели принципиальной схемы, связанные соответственно с модулями просмотра моделей монтажной и принципиальной схем и выполненные с возможностью обнаружения ошибок в случае их возникновения при формировании и группировке узлов в модулях построения моделей монтажной и принципиальной схем;

- модуль сравнения моделей, связанный с модулями диагностирования состояния моделей монтажной и принципиальной схем и выполненный с возможностью оценки входных данных, и/или распознавания и чтения информации вдоль каждого элемента и таблицы, предоставленных модулями построения моделей принципиальной и монтажной схем, с обеспечением проверки соответствия монтажной схемы принципиальной схеме;

- модуль корректировки схем, связанный с модулем сравнения моделей и выполненный с возможностью логического анализа для автоматического внесения исправлений в схемы; и

- модуль выдачи результатов, связанный с модулем корректировки схем и выполненный с возможностью формирования отчета о сравнении моделей схем с обеспечением просмотра подробной информации по каждому элементу и/или выводу и монтажу, и формирования откорректированных схем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что модули диагностирования состояния моделей монтажной и принципиальной схем выполнены с возможностью контроля целостности элемента, и/или наличия узлов питания, и/или номиналов и атрибутов элемента, и/или правильности адресов приборов, и/или отсутствия повторного наименования у разных приборов, и/или отсутствия повторного использования обмоток реле, и/или отсутствия несуществующих клемм, и/или наличия всех шин питания, и/или наличия всех клеммных панелей, и/или отсутствия элементов с одинаковым монтажным адресом, и/или монтажных адресов всех элементов, и/или занятости контактного адреса элемента.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выполнено на аппаратной платформе вычислителя, реализующего многослойную сверточную нейронную сеть и алгоритмы для экспертизы на физическом уровне.