(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路図を構成する部品の図形を表現して前記部品の属性情報を含む図形データと前記部品間の論理的な接続関係とを表す回路図データを記憶する回路図データ記憶部、
前記部品の属性情報と前記部品の３次元形状情報と接続点の位置とを有する部品データとして記憶する部品データベース、
複数の前記部品が３次元空間に配置された状態を前記部品データによって表現する３次元レイアウトモデルを記憶する３次元レイアウトモデルデータ記憶部、
前記３次元レイアウトモデルを表示する３次元レイアウトモデル表示手段、及び
前記回路図データ記憶部の前記図形データの前記属性情報を検索キーとして前記図形データに対応する第一部品の前記部品データを前記部品データベースから抽出し、
前記論理的な接続関係から前記第一部品に隣接する前記図形データに対応する第二部品の前記部品データを前記部品データベースから抽出し、
前記第一部品の前記部品データの接続点の位置が前記第二部品の前記部品データの接続点の位置と合致し、方向に関する拘束条件を満たす第二部品の３次元空間内での配置位置を求め、
前記３次元レイアウトモデルデータ記憶部に配置された前記第二部品の前記部品データとして記憶させるデータ連携手段、
を備えた３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項２】
データ連携手段は、第二部品の３次元レイアウトモデルの部品データの３次元形状、配置情報、及び接続点の位置を用いて、前記第二部品に対応する回路図の図形データを各部品の実寸に比例するように回転移動、または拡大縮小して回路図データを更新することを特徴とする請求項１に記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項３】
回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集を行う回路図データ管理手段を備え、
データ連携手段は、前記回路図データが編集された際に、全ての部品の３次元空間内での配置位置を求め、３次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して３次元レイアウトモデルデータを更新することを特徴とする請求項１に記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項４】
３次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集を行う３次元レイアウトモデルデータ管理手段を備え、
データ連携手段は、前記３次元レイアウトモデルデータが編集された際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新することを特徴とする請求項２に記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項５】
回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部の３次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項６】
３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の３次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを３次元図形化することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【請求項７】
回路図データ記憶部に記憶された３次元図形化された回路図データの図形データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された３次元レイアウトモデルデータの３次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の３次元レイアウト設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変電所等に設置される遮断器、断路器、母線タンク等で構成されるガス絶縁開閉装置、プラントや一般建築物等の配管設備におけるパイプ、バルブ、流量計などの配管設備のレイアウト設計、パワーエレクトロニクス装置におけるデバイスやブスバー等で構成されるパワーエレクトロニクス装置等における回路情報と物理的な配置情報からレイアウト設計を計算機上で行い、３次元図形化して表示する３次元レイアウト設計支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置は、遮断器、断路器あるいは母線タンク等の各種のタンクに収容された機器が相互に接続され、限られた敷地内に配置する構成である。一般建築物等の配管設備は、パイプやバルブあるいは流量計等の各種の配管部品が建築物の内外に調和を保って配置される構成である。また、パワーエレクトロニクス装置では、装置内部に各種のデバイスやブスバーなどの内部部品が絶縁距離、放熱等の条件を満足させながら相互に接続される構成である。このような設備や装置の設計作業は、機能設計とレイアウト設計の２つのフェーズから成る。
【０００３】
機能設計では、設計対象の設備が所定の機能と性能を発揮するための機能要素を決定し、その結果を電気回路図や配管系統図といった回路図として表現される。レイアウト設計では、機能設計の結果として得られた回路図を基に、各機能要素を実現する機器や部品を選定し、指定された空間に納まるように機器や部品の配置が決定される。これらの設計に際しては、回路図に示された機能要素の相互間の論理的なつながり関係に対応して、配置し接続される。すなわち、これらの分野におけるレイアウト設計は、論理的な回路情報と物理的な配置情報という性質の異なる２つの情報が相互に関連した条件下で、双方の情報を同時に参照しながらレイアウトを設計する作業である。
【０００４】
従来、このようなレイアウト設計では、プリントアウトされた回路図やＣＲＴに表示された回路図を設計者が目視により認識して、汎用の３次元ＣＡＤシステムによってレイアウトを検討する方法で行なわれていた。また、論理的な回路情報と物理的な配置情報の双方を扱う分野としてプリント基板のレイアウト設計を計算機上で支援する従来の方法としては、例えば特開平４−１７０６７９号公報に開示された装置がある。この方法は、プリント基板のレイアウトに必要な回路部品の部品情報を記憶した部品情報記憶手段と、回路図とその回路に使用されている部品の識別データを記憶させた回路データ記憶手段から、使用する回路部品のデータを抽出する回路データ読込手段と、この回路データ読込手段で抽出した回路データとにより、上記部品情報記憶手段から使用する部品情報を抽出する部品情報読出手段と、この部品情報読出手段で抽出した部品情報を記憶する使用部品情報記憶手段とを具備させ、別途存在する回路図入力装置で作成された回路図のデータから効率よくプリント基板をレイアウトするプリント基板レイアウト装置に関するものである。
【０００５】
図２９および図３０は、レイアウト設計を計算機上で支援する従来の方法の上記特開平４ー１７０６７９号公報に開示されたプリント基板レイアウト装置のプリント基板レイアウトの方法を説明した図であり、図２９はプリント基板レイアウト装置の構成ブロック図、図３０はプリント基板レイアウト装置における動作フローチャートである。図において、１は回路図入力装置、２はプリント基板レイアウト装置であり、回路図入力装置１は、回路図入力手段３、編集手段４、編集中のデータを表示する表示手段５、編集している回路図とその回路に使用する部品名の識別名と工場コードを格納する回路データ記憶手段６および回路データ記憶手段６に回路データを書き込む書込手段７とで構成されている。プリント基板レイアウト装置２は、部品情報記憶手段８、レイアウト編集入力手段９、回路データ読込手段１０、部品情報読出手段１１、使用部品情報記憶手段１２、表示手段１３および編集手段１４で構成されている。
【０００６】
このプリント基板レイアウト装置の動作について図２９、図３０によって説明する。このプリント基板レイアウト装置では、回路データ読込手段１０において、回路データ記憶手段６に格納された回路図と、その回路に使用される部品の識別名と工場コードとからなる回路データを読み込んで部品識別名と工場コード毎に併合して部品情報読出手段１１に送る処理（Ｓ１〜Ｓ３）、部品情報読出手段１１において部品情報記憶手段８に格納された回路部品の部品形状データ等の部品情報を回路データの部品識別名と工場コードをキーにして検索して使用部品情報記憶手段１２に書き込む処理（Ｓ４〜Ｓ９）、検索結果に基づいてオペレータに作業の続行を確認する処理（Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１３）、編集手段１４において部品のレイアウトを行なう処理（Ｓ１１）、という流れで処理が進められる。
【０００７】
このプリント基板レイアウト装置では、基板レイアウトに必要な部品情報を回路データを基にデータベースから自動的に取り出すことで、人手による作業に見られるような部品データの作成ミスや読み込みミスを防ぐとともに、部品データの作成時間の短縮を実現して、基板レイアウトの操作効率を向上させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法では、回路図データの部品識別名や工場コードをキーにデータベースを検索して基板レイアウトに必要な部品形状等の部品データを取得する処理を自動化させることで、人為ミスの軽減と処理時間の短縮を図って作業効率を向上させているものである。レイアウト設計全体としての作業効率の向上という観点から見た場合、次のような問題点があった。
【０００９】
データベースの検索キーとなる部品識別名や工場コード等のデータは別途存在する回路図入力装置によってオペレータがキー入力等で指定する方法で取得するものであり、機能要素が表わす機能の種類、定格、電気的特性、機能要素間の電気的な接続関係等に基づいて対応する部品を特定すること、またはそれを支援する具体的な実現手段は明示されていない。このため、部品の選択が不適正な場合も多くなり、作業能率がよくない。
【００１０】
また、レイアウト設計に際して、部品相互の干渉等の空間的な制約、回路図で示された論理的な接続関係を反映した部品間の接続に対して、論理的な回路情報と物理的な配置情報の両方を考慮しながらレイアウトを進めるための具体的な実現手段が提供されていないので、レイアウト設計の結果は、所定の機能や性能を満たさないことがある。
【００１１】
さらに、回路図データと部品データおよびその配置情報との間の対応関係を管理する手段がないので、回路図の変更に対する基板レイアウトの更新、あるいは基板レイアウト結果から回路図を更新することが必要な場合は手作業で行なう必要があり、繁雑であり、変更、更新を繰り返し行うと、徐々に整合性が失なわれる。
【００１２】
これらの問題点はプリント基板のレイアウト設計に関するものであるが、変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置のレイアウト設計、配管設備の配管レイアウト設計あるいはパワーエレクトロニクス装置の内部部品のレイアウト設計に関しても同様のことが言える。これらのレイアウト設計では、さらにプリント基板のような平面上での配置に加えて、３次元空間内での配置も考慮する必要がある。
【００１３】
一般に、３次元空間上で部品の位置や方向を正確に指定するには幾何学的な考察を必要とし、非常に繁雑である。したがって、プリント基板のレイアウトに関する上記のような従来方法を電力設備の機器レイアウト設計や配管設備の配管レイアウト設計などにそのまま適用するには限界がある。
【００１４】
この発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、レイアウト設計する対象の装置や設備の構成を表わす回路図や系統図に示された構成機器や部品の論理的な機能と、構成機器や部品の相互間の対応付けを行い、回路図に対応して機器や部品の配置を計算機上で自動的に行い、３次元レイアウトモデルを短時間で作成して表示する３次元レイアウト設計支援装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、回路図を対象装置の実寸に合わせて変形したり、高さ情報を与えて３次元化したりして、回路図と３次元レイアウトモデルとの対応関係を視覚的に分かりやすい形で表示して設計者に提示し、論理的な回路情報と物理的な配置情報の両方を考慮に入れながら設計者が配置を検討できる３次元レイアウト設計支援装置も提供することを目的とする。
【００１６】
さらに、回路図データと３次元レイアウトモデルデータとの対応関係を管理し、一方のデータに対して行なわれた変更を他方に反映させてデータ間の整合性を維持しながら設計変更が可能な３次元レイアウト設計支援装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る３次元レイアウト設計支援装置は、回路図を構成する部品の図形を表現して部品の属性情報を含む図形データと部品間の論理的な接続関係とを表す回路図データを記憶する回路図データ記憶部、部品の属性情報と部品の３次元形状情報と接続点の位置とを有する部品データとして記憶する部品データベース、複数の部品が３次元空間に配置された状態を部品データによって表現する３次元レイアウトモデルを記憶する３次元レイアウトモデルデータ記憶部、３次元レイアウトモデルを表示する３次元レイアウトモデル表示手段、及び回路図データ記憶部の図形データの属性情報を検索キーとして図形データに対応する第一部品の部品データを部品データベースから抽出し、論理的な接続関係から第一部品に隣接する図形データに対応する第二部品の部品データを部品データベースから抽出し、第一部品の部品データの接続点の位置が第二部品の部品データの接続点の位置と合致し、方向に関する拘束条件を満たす第二部品の３次元空間内での配置位置を求め、３次元レイアウトモデルデータ記憶部に配置された第二部品の部品データとして記憶させるデータ連携手段、を備えたものである。
【００１８】
この発明の請求項２に係る３次元レイアウト設計支援装置は、請求項１の構成のデータ連携手段が、第二部品の３次元レイアウトモデルの部品データの３次元形状、配置情報、及び接続点の位置情報を用いて、前記第二部品に対応する回路図の図形データを各部品の実寸に比例するように回転移動、または拡大縮小して回路図データを更新する。
【００１９】
この発明の請求項３に係る３次元レイアウト設計支援装置は、請求項１の構成に加え、回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集を行う回路図データ管理手段を備え、データ連携手段は、回路図データが編集された際に、全ての部品の３次元空間内での配置位置を求め、３次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して３次元レイアウトモデルデータを更新する。
【００２０】
この発明の請求項４に係る３次元レイアウト設計支援装置は、請求項２の構成に加え、３次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集を行う３次元レイアウトモデルデータ管理手段を備え、データ連携手段は、３次元レイアウトモデルデータが編集された際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新する。
【００２１】
この発明の請求項５に係る３次元レイアウト設計支援装置は、請求項１〜４の構成の回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部の３次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備える。
【００２２】
この発明の請求項６に係る３次元レイアウト設計支援装置は、３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の３次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを３次元図形化する。
【００２３】
この発明の請求項７に係る３次元レイアウト設計支援装置は、回路図データ記憶部に記憶された３次元図形化された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された３次元レイアウトモデルデータの３次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備える。
【００２４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１は、３次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、回路図データのシンボルや接続線などの図形データに基づいて対応する機器、部品等を空間内に配置する３次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【００２５】
図１は実施の形態１の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。図１において、２１は回路図データ管理手段、２２は３次元レイアウトモデルデータ管理手段、２３はデータ連携手段、２６は回路図表示手段、２７は３次元レイアウトモデル表示手段、３０は対象とする装置を構成する各部分の機器、部品に関するデータが集積された部品データベース、３１は回路図に関する図形データを記憶する回路図データ記憶部、３２は対象とする装置を構成する機器、部品の各部品のそれぞれの３次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を集積した３次元レイアウトモデルデータ記憶部である。
【００２６】
図２は、対象装置のガス絶縁開閉装置の一例を示した回路図である。図２において、１００１、１００２は断路機能、１００３、１００７は接地開閉機能、１００４、１００６は変流機能、１００５は遮断機能を表わすそれぞれのシンボルである。
【００２７】
図１の回路図データ管理手段２１は、対象とする装置の回路図を構成する機器、部品に関する図形、回路図上での配置位置、図形間の論理的な接続関係、所要定格などの属性情報等の図形データを回路図データ記憶部３１に記憶し保持管理する。回路図表示手段２６は、回路図データ記憶部３１に記憶し保持管理された回路図データを表示する。
【００２８】
図３は図２に示した回路図を実現するガス絶縁開閉装置の機器を３次元空間内で配置した装置の構成図である。図３において、１０１１および１０１２は断路器、１０１３および１０１５は接地開閉器、１０１４は変流器と遮断器からなる複合機器、１０１６〜１０２２は母線タンク部品である。
【００２９】
次に動作について説明する。３次元レイアウトモデルデータ管理手段２２は、対象装置の機器、部品等のそれぞれの３次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２に保持し管理する。３次元レイアウトモデル表示手段２７は、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２に記憶されたデータを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に表示する。
【００３０】
データ連携手段２３は、まず、回路図データ管理手段２１を介して回路図データ記憶部３１に記憶された回路図データを読み込み、回路図データを構成している各図形データの種類、所要定格などの図形属性情報、図形間の論理的な接続関係を判別し、これらの図形データをキーにして部品データベース３０から対応する各部品データを読み込み、得られた各部品データと図形データとの間の対応付けを行い、図形データと部品データの３次元レイアウトモデルの対応関係を作成し、関係付けデータ記憶部３３に記憶させて管理する。
【００３１】
次に、データ連携手段２３は、回路図の各図形データ相互間の論理的な接続関係に基づいて部品データ相互間の物理的な接続関係を求め、隣接する部品間で接続点の位置を合わせることにより部品データを３次元空間内で配置し、結果を３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２に格納する。
【００３２】
次に図１の３次元レイアウトモデル設計支援装置の操作について具体的に説明する。図４は図１の３次元レイアウトモデル設計支援装置の操作手順を示すフローチャートである。
図１の部品データベース３０、回路図データ記憶部３１には対象とする装置で想定される各種データは記憶されているものとする。
【００３３】
「図４のＳ０１〜Ｓ１５では回路図を基に部品を選定する処理を行う。」
Ｓ０１：回路図の基準シンボル図形（回路上で最重要の機能要素）を特定する。
Ｓ０２：着目しているシンボル図形（１回目はＳ０１で特定した基準シンボル図形、２回目以降はＳ１５で未処理と判定された隣接シンボル図形）の図形データを回路図データ記憶部３１から読み出す。
Ｓ０３：シンボル図形の種別を判別する（どんな機能要素を表しているか）
Ｓ０４：シンボル図形に付与された所要定格や型式等の属性情報を判別する
Ｓ０５：着目しているシンボル図形が他のシンボル図形（以下、隣接シンボル図形と称す）との間に有する接続関係を判別する。
・どのシンボル図形と隣接しているか（回路に沿ったシンボルの並びを同定する）。
・隣接シンボル図形との間を結ぶ接続線の形や方向のパターンを同定する。
Ｓ０６：Ｓ０１〜Ｓ０５で判別した結果をキーにして部品データベース３０を検索し、所望の部品データを抽出する。
Ｓ０７：抽出された部品データに「複合部品」であることを意味する記述がなされている場合は、隣接している前後のシンボル図形に関してＳ０２〜Ｓ０６を繰り返し、それらをひとまとめにして扱う。
Ｓ０８：検索された部品データを３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２に格納する。
Ｓ０９：シンボル図形と部品データとの間で対応関係を確立し、関係付けデータとして関係付けデータ記憶部３３に格納する。
Ｓ１０：着目しているシンボル図形に繋がっている接続線図形データを読み出す。
【００３４】
「Ｓ１１：接続線図形データに「（明示的な）部品指定」がされている場合は以下のＳ１２〜Ｓ１４を行う。部品指定されていない場合は、Ｓ１２〜Ｓ１４をスキップする。（単なる部品間の論理的な接続関係を表しているものと解釈される）」
Ｓ１２：接続線図形データ、接続線に付与された所要定格や型式等をキーにして部品データベース３０を検索し、所望の部品データを抽出する。
Ｓ１３：抽出された部品データを３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２に記憶する。
Ｓ１４：接続線図形と部品データとの間で対応関係を確立し、関係付けデータとして関係付けデータ記憶部３３に格納する。
Ｓ１５：着目しているシンボル図形に隣接しているシンボル図形のうちＳ０２〜Ｓ１４の処理が行われていないものがあるかないかを判定し、未処理のものがあればＳ０２〜Ｓ１４の処理を繰り返す。
【００３５】
「Ｓ１６〜Ｓ２３では、回路図の図形に沿って各部品をレイアウトしていく処理を行う。」
Ｓ１６：配置基準部品を特定する。（他の部品は、配置基準部品からの相対位置でレイアウトされる）
Ｓ１７：配置基準部品を所定の位置に配置する。
Ｓ１８：関係付けデータを介して、着目している部品（１回目は配置基準部品２回目以降はＳ２３で未処理と判定された隣接部品）に対応する回路上の図形要素（シンボルまたは接続線）のデータを特定する。
Ｓ１９：回路上の図形間の接続関係を介して、隣接している図形データを特定する。
Ｓ２０：Ｓ１９で特定した隣接図形データに対応する部品データを関係付けデータを介して特定する。
Ｓ２１：着目中の部品とＳ２０で特定した隣接部品との間で、接続点の位置や方向が正しく合うように隣接部品の位置や姿勢を決定する。
Ｓ２２：隣接部品を配置する。
Ｓ２３：未処理の隣接部分ある場合はＳ１８〜Ｓ２２を繰り返す。
【００３６】
「基本的には各部品は回路に沿っていもずる式にレイアウトされていくので回路がループになっている場合は高さが食い違ったり隙間が空いたりすることがあるため、補間用の部分をＳ２４、Ｓ２５で補う。」
Ｓ２４：隣接部品間の高さの食い違いや隙間が生じているか否かを調べて必要に応じて次のＳ２５の処理を行う。
Ｓ２５：隙間部分に補間用の部品を発生させて挿入する。
【００３７】
図５、図６は、データ連携手段２３における上述の処理過程を図２に示した回路図を例にして説明した図である。図５は、図２の回路図の図形と３次元レイアウトモデルの各部品との対応関係を示しており、回路図上の破線で囲んだ各部品と周辺に描いた各部品との間の対応付けがデータ連携手段２３によって行なわれる。図６は、各部品データを３次元空間内で配置する様子を示しており、図２の回路図の図形相互間の論理的な接続関係に対応して各部品データ相互間の物理的な接続関係が求められ、隣接する部品間で接続点を合わせることで配置される様子を破線で示している。最終的に図３に示したような３次元レイアウトモデルが得られ、３次元レイアウトモデル表示手段２７により表示画面に表示される。
【００３８】
以上の処理により、回路図を基にしてガス絶縁開閉装置の３次元レイアウトモデルが簡単に作成できる３次元レイアウト設計支援装置を構成できる。以上の構成はガス絶縁開閉装置の場合について説明したが、対象装置がプラントや一般建築物の配管設備におけるパイプ、バルブ、流量計などの各部分のレイアウト設計、パワーエレクトロニクス装置におけるデバイスやブスバーなどで構成されるパワーエレクトロニクス装置等の場合であっても、同様に回路情報と物理的な配置情報から計算機上でレイアウト設計を行い、３次元図形化して表示する３次元レイアウト設計支援装置を得ることができる。
【００３９】
この実施の形態１の３次元レイアウト設計支援装置によれば、対象装置の回路図から各部品の選定の繁雑さと選定ミスがなくなり、３次元レイアウト図が短時間で正確に作成することができる。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態２は、３次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象とした実施の形態１のデータ連携手段２７の機能に加えて、回路図に対応する図形データが装置の実寸に合うように移動、回転、拡大または縮小等の変形を行って回路図データを更新する機能を付加したものである。
【００４１】
実施の形態２の構成を示すブロック図を図７に示す。図７において、３次元レイアウトモデルデータ管理手段２２、回路図表示手段２６、３次元レイアウトモデル表示手段２７、部品データベース３０および３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２は実施の形態１の図１に示すものと同一機能を有するものである。４１は回路図データ管理手段、４３はデータ連携手段、４６は回路図データ記憶部、４８は関係付けデータ記憶部である。
【００４２】
データ連携手段４３は、実施の形態１のデータ連携手段２３の機能に加えて３次元レイアウトモデル記憶部３２に記憶された各部品の３次元形状およびその配置位置、各部品間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて、回路図の図形データが各部品の実寸に合わせて移転、回転、拡大または縮小等の変形を行って回路データ記憶部４６の回路図データを更新するように構成したものである。
【００４３】
図８は、データ連携手段４３における処理過程を説明した図である。図８（ａ）は初期状態の回路図データ、図８（ｂ）は回路図の図形データと３次元レイアウトモデルの各部品データの対応付けの様子、図８（ｃ）は回路図の図形データの論理的な接続関係に基づいて各部品データを３次元空間内で配置する様子を示すものである。
【００４４】
図９は、３次元レイアウトモデルの各部品データの配置位置や隣接する部品間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図に対応する図形データを変形する処理を詳細に説明した図である。図９（ａ）は、データ連携手段４３における前半部の処理によって回路図の図形データと３次元レイアウトモデルの各部品データとの対応付けを行って各部品を配置した状態を示しており、破線で囲まれた図形２００２の部品と２００３の部品とが対応づけられている。データ連携手段４３は、機器２００３が母線２００１からのＴ字型の分岐と断路装置を持つ機器であることを判別して、この機器の実寸に合わせるために図９（ｂ）に示すようにシンボル図形２００４が上方に移動するように変形する。その際、シンボルがその部品の外形にほどよく納まるようにあらかじめ決められた倍率で拡大または縮小する処理も行なわれる。結果として図９（ｃ）に示したような図形となる。
【００４５】
以上の処理により、回路図を機器の実寸に合わせることにより回路図上でも機器配置の様子が容易に把握できる３次元レイアウト設計支援装置が実現できる。
【００４６】
実施の形態３．
実施の形態３は、３次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、ガス絶縁開閉装置の各部品データが空間内に配置され、かつ、各部品の３次元形状、配置位置、隣接する各部分間の接続関係に基づいて回路図の図形データが設備の実寸に合うように配置されている状態で、回路図の各図形データと各部品の３次元レイアウトモデルデータの間の対応関係を管理し、回路図が変更された場合の変更内容に応じて、対応する各部品データの再選定や属性データの更新、配置位置などを変更することができる３次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【００４７】
実施の形態３の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図１０に示す。図１０において、５１は回路図データ管理手段、５２は３次元レイアウトモデルデータ管理手段、５３はデータ連携手段、５４は回路図編集手段、５６は回路図表示手段、５７は３次元レイアウトモデル表示手段、６０は部品データベース、６１は回路図データ記憶部、６２は３次元レイアウトモデルデータ記憶部、６３は関係付けデータ記憶部である。
【００４８】
この実施の形態３では、回路図データ記憶部６１内の各図形データとして、図１１（ａ）のシンボル・接続線データおよび図１１（ｂ）の接続点データを使用するものとする。また、３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の各部品データとして、図１２（ａ）の機器データ、および（ｂ）の機器接続部データを使用するものとする。
【００４９】
さらに、回路図データ記憶部６１内の回路図データと３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２の３次元レイアウトモデルデータとの対応関係を記述する関係付けデータ記憶部６３の関係付けデータとして、図１３（ａ）の機器関係付けデータ、および図１３（ｂ）の接続部関係付けデータを使用する。
【００５０】
図１４は、実施の形態３の回路図データ、３次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータの更新を実現する処理の流れを示すフローチャートである。このデータ更新動作は、まず、ステップ３５０１において利用者による回路図編集要求を把握し、ステップ３５０２において回路図編集要求に則って回路図データ記憶部６１内の回路図データを更新する。回路図データの更新時には、利用者が特に指示しない限り、回路図の各部分の定格変更、移動等により回路図の接続関係が変化しないことを条件とする。続いて、ステップ３５０３からステップ３５１２にかけて３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２、関係付けデータ記憶部６３を再構成する。
【００５１】
以下、データ更新の際して実行する各ステップの処理について説明する。ステップ３５０１では、回路図データ管理手段５１は、回路図編集手段５４においてマウスおよびキーボードにより指定されたシンボル・接続線のＩＤ、定格、移動量等を受け取り、ステップ３５０２では、回路図データ記憶部６１内の編集対象のシンボル・接続線データ、接続点データに対して、指示通りにデータを更新する。このステップ３５０２により、回路図データ記憶部６１内のデータ更新が完了する。
【００５２】
ステップ３５０３では、データ連携手段５３は、回路図データ管理手段５１がステップ３５０２において更新したシンボル・接続線データ、接続点データを受け取り、これらのデータと関係付けられている機器の関係付けデータ、接続部関係付けデータを関係付けデータ記憶部６３から獲得し、機器データ、機器接続部データを、３次元レイアウトモデルデータ管理手段５２に要求して３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２から獲得する。機器データと機器接続部データの関係付けについては、データ間の接続関係や関係付けを表すリンクにより特定できる。獲得された機器データは、ステップ３５０２におけるデータ更新に即したデータ更新をしなければならないデータである。
【００５３】
ステップ３５０４では、データ連携手段５３は、ステップ３５０３において抽出された各機器データをデータ更新対象として順次選択する。データ更新対象になる機器データが存在しない場合、あるいは、選択された全ての機器データの更新が終了した場合、回路図表示手段５６および３次元レイアウトモデル表示手段５７は、データ更新後の回路図データ記憶部６１の回路図データおよび３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２の３次元レイアウトモデルデータを表示し、利用者が確認して図１３に示すデータ更新処理は終了する。
【００５４】
ステップ３５０５、３５０６では、ステップ３５０４において、データ更新対象になる機器データが存在する場合、データ連携手段５３は、回路図データ記憶部６１内のシンボル・接続線と３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の機器との位置に関する整合性を維持するために、ステップ３５０４において選択された機器データの３次元形状、対応するシンボル・接続線データ、接続点データのステップ３５０２における更新内容に反したものでないかをチェックする。機器データの種別や配置位置を変更しなくともシンボル・接続線データとの位置に関する整合性はとれているか、単に機器データの配置位置移動により位置に関する整合性は維持できるのか、あるいは、新たな機器データに置き換える必要はないか等をチェックする。
【００５５】
ステップ３５０７では、ステップ３５０６において機器データの配置位置変更による整合性維持が可能と判断された場合、データ連携手段５３は、３次元レイアウトモデルデータ管理手段５２に、ステップ３５０６において選択された機器データの配置位置変更、およびそれに関連する機器接続部データの座標変更を要求する。
【００５６】
ステップ３５０８では、ステップ３５０６において機器データの配置位置変更では対処することができないと判断された場合、機器データを他のものに置き換えるか、または対応する機器がないと判断して機器データを削除するかを判断し、データ連携手段５３は、３次元レイアウトモデルデータ管理手段５２に、ステップ３５０６において選択された３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の機器データの破棄、およびそれに関連する機器接続部データの破棄を要求する。
【００５７】
ステップ３５０９、３５１０では、その後、破棄した機器データとリンクにより対応付けられていたシンボル・接続線データを基にして、新たに対応すると考えられる機器データを部分データベース６０から選定することを試みる。ここでの機器選定の成功は、機器データの置き換えにより、回路図データ記憶部６１と３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２との整合性が維持できることを意味する。
【００５８】
ステップ３５１１では、ステップ３５１０における機器選定が成功した場合、データ連携手段５３は、３次元レイアウトモデルデータ管理手段５２に、新たに選定された機器データを３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２に反映することを要求する。同時にデータ連携手段５３は、ステップ３５０８において破棄した機器データと同じ関係付けを関係付けデータ記憶部５３に反映する。
【００５９】
ステップ３５１２では、ステップ３５１０における機器選定が失敗した場合、データ連携手段５３は、ステップ３５０８において破棄した機器データに対応する機器関係付けデータ、およびそれに関連する接続部関係付けデータを関係付けデータ記憶部５３から破棄する。これは、ステップ３５１０の時点で保持されている機器関係付けデータによるシンボル・接続線データ間の関係付けでは部分データベース６０から機器データを選定することが不可能であり、シンボル・接続線データから機器関係付けデータを作成し直す必要があることを意味する。
【００６０】
以上の処理により、ステップ３５０１における利用者からの回路図編集要求は、ステップ３５０２において回路図データ記憶部６１に反映され、またステップ３５０７、ステップ３５０８、ステップ３５１１において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２に反映される。
【００６１】
上記のデータ連携手段５３におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２の３次元レイアウトモデルデータ中に記述されている３次元座標の高さを表す座標値を無視し、２次元座標同士を比較するようにすると平面的に表示した回路図データと３次元レイアウトモデルデータとの連携が可能になる。
【００６２】
また、データ連携手段５３におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２の３次元レイアウトモデルデータに記述されている３次元座標同士で比較するようにすると３次元図形化した回路図データと３次元レイアウトモデルデータとが連携できる。
【００６３】
次に、データ連携手段５３におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能による３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の３次元図形の更新例について説明する。図１５は、回路図内のシンボル、接続線に付与された定格の変更により、３次元レイアウトモデル内の対応する機器の種別が更新される例を示している。図１６は、回路図内のシンボル、シンボル列、接続線の移動により、３次元レイアウトモデル内の対応する機器の３次元形状および配置位置が更新される例を示している。
【００６４】
図１５に示す機器データの種別更新が、図１４に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図１１、図１２、図１３に示す各種データ構造の実例によって説明する。
【００６５】
図１４のステップ３５０１において、利用者の指示により図１１（ａ）のシンボル・接続線データ３１１２の定格電流値が２ｋＡから４ｋＡに更新された場合を考える。ステップ３５０２における回路図データ記憶部６１中のシンボルデータ３１１２の定格電流値変更後、ステップ３５０３において、シンボルデータ３１１２に関係する機器関係付けデータ、接続部関係付けデータ、機器データ、機器接続部データが、データ間のリンクをたどることにより獲得される。このうち、ステップ３５０４において機器データ３２０３が選択され、これがデータ更新対象の機器データとなる。
【００６６】
図１５の例では機器の移動を伴わないため、ステップ３５０５、ステップ３５０６の処理は実行されず、ステップ３５０８において、機器データ３２０３は３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内から削除される。そして、ステップ３５０９において、シンボル３１１２に対応する機器データとして、部品データベース６０から図１５の機器データ３２０６が選定され、ステップ３５１１において新たに選定された図１５の機器データ３２０６が３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２に入力される。この際、関係付けデータ記憶部６３内の関係付けデータと３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の３次元レイアウトモデルデータとの対応関係を保持するため、機器データへのリンクを有する機器関係付けデータ、機器接続部データには、新たに入力された機器データ３２０６へのリンクが反映される。
【００６７】
以上のように、関係付けデータ６３を活用して定格変更を指定されたシンボル３１１２に関係する機器データ３２０３を特定し、さらに、部品データベース６０から変更後の定格に対応する機器データを選定することにより、回路図内のシンボル３１１２の定格変更に沿った３次元レイアウトモデル内の機器種別更新が実現される。
【００６８】
次に、図１６に示すシンボルデータ列の移動が、図１４に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図１１、図１２、図１３に示す各種データによって説明する。
【００６９】
ステップ３５０１において、利用者の指示によりシンボルデータ３１１１〜３１１３が図１６のように移動された場合を考える。ステップ３５０２では、回路図データ６１中のシンボルデータ３１１１〜３１１３、接続線３１０２、３１０３の配置位置変更と同時に、これらのデータを結ぶ接続点データの座標が、配置位置変更の移動量に応じて変更される。さらに、接続点データ３１５１、３１５６の座標変更に伴い接続線データ３１０１、３１０４が伸長されて配置位置が変更された形になる。これにより、シンボルデータの配置位置変更に関わらず、シンボル・接続線間の接続関係が維持される。
【００７０】
ステップ３５０３では、ステップ３５０２における回路図データ記憶部６１内の回路図データの更新に関連する機器関係付けデータ、接続部関係付けデータ、機器データ、機器接続部データを獲得する。このうち、機器データ３２０１〜３２０５が、ステップ３５０４において選択され、これがデータ更新対象とすべき機器データとなる。
【００７１】
仮にステップ３５０４において機器データ３２０３が選択された場合、ステップ３５０５において、機器データ３２０３およびこの機器の接続関係を表す機器接続部データ３２５２、３２５３の配置位置、座標を地面に沿って平行移動することにより、対応するシンボルデータ３１１２、接続点データ３１５２、３１５５の配置位置、座標に一致させることができるかを検討する。この例の場合、図１５に示すように、機器を左方向に平行移動することにより、これらのデータの配置位置、座標を一致させることができる。そこで、ステップ３５０７において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２中の機器データ３２０３、機器接続部データ３２５２、３２５３の配置位置、座標を更新する。残りの機器データについても、同様の手順で機器データが移動される。
【００７２】
以上のように、移動されたシンボル列に関係する機器データを関係付けデータ記憶部６３の関係付けデータを活用して特定し、さらに、これらの機器データの配置位置を編集後のシンボル列の配置位置に合わせることにより、回路図内のシンボル列移動に沿った３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の機器配置の更新が実現される。
【００７３】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態３と同様に、３次元レイアウト設計支援装置を変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置を対象として、ガス絶縁開閉装置の各部分データが空間内に配置され、各部分の３次元形状、配置位置、隣接する各部分間の接続関係に基づいて回路図の図形データが設備の実寸に合うように配置されている状態において、３次元レイアウトモデルが変更された場合の変更内容に応じて、回路図の対応するシンボルや接続線の移動や変形を行う３次元レイアウト設計支援装置の実施の形態である。
【００７４】
実施の形態４の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図１７に示す。図１７において、７１は回路図データ管理手段、７２は３次元レイアウトモデルデータ管理手段、７３はデータ連携手段、７５は３次元レイアウトモデルデータ編集手段、７６は回路図表示手段、７７は３次元レイアウトモデル表示手段、８０は部品データベース、８１は回路図データ記憶部、８２は３次元レイアウトモデルデータ記憶部、８３は関係付けデータ記憶部である。
【００７５】
実施の形態４では、実施の形態３の場合と同様に、回路図データ記憶部８１、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２、関係付けデータ記憶部８３の記憶データとして、図１１、図１２、図１３に示すデータ構造を使用する。
【００７６】
図１８は、実施の形態４の回路図データ記憶部８１内の回路図データ、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の３次元レイアウトデータ、関係付けデータ記憶部８３内の関係付けデータを更新する処理のフローチャートである。
【００７７】
このデータ更新動作は、最初に、ステップ４５０１において利用者による３次元レイアウトモデル編集要求を把握し、ステップ４５０２において、利用者の３次元レイアウトモデル編集要求を完全に満たすように、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２の３次元レイアウトモデルデータを更新する。利用者の編集要求により、編集対象以外の３次元レイアウトモデルデータに不具合、不整合が生じた場合、不具合、不整合が生じた３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２の３次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータ記憶部８３内の関係付けデータは破棄するものとする。
【００７８】
ステップ３５０２では、ステップ４５０２において編集、破棄された３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の３次元レイアウトデータに関係付けられている回路図データ記憶部８１内の回路図データを、３次元レイアウトモデル記憶部８２内の３次元レイアウトデータの更新内容に従って更新するものとする。次に、ステップ３５０２において更新された回路図データ記憶部８１内の回路図データに則った形で、ステップ３５０３からステップ３５１２にかけて３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の３次元レイアウトモデルデータおよび関係付けデータ記憶部８３内の関係付けデータを再構成する。
【００７９】
以下、各ステップの処理について述べる。ただし、ステップ３５０２からステップ３５１２の処理については、実施の形態３において、図１４について説明した処理と同様に処理するので、ここでは説明を省略する。
【００８０】
ステップ４５０１では、３次元レイアウトモデルデータ管理手段７１は、３次元レイアウトモデル編集手段７５においてマウスおよびキーボードにより指定される機器のＩＤ、種別、移動量等を受け取る。ステップ４５０２では、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の編集対象の機器データ、機器接続部データに対して、指示通りにデータを更新する。そして、この機器データ更新により機器データおよび機器接続部データと、シンボル・接続線データおよび接続点データとの対応関係が変化する場合、すなわち、これまでの機器関係付けデータ、接続部関係付けデータが有するリンクを書き換えるだけでは表現しきれない機器データ更新が生じた場合、データ連携手段７３は、編集対象となった機器データ、機器接続部データに対応づけられていた機器関係付けデータ、接続部関係付けデータも、同時に更新する。その後、データ連携手段７３は更新された機器データ、機器接続部データを３次元レイアウトモデルデータ管理手段７２から受け取り、関係付けデータ記憶部８３内に記述されているデータを基にして、対応するシンボル・接続線データ、接続点データを回路図データ管理手段７１に渡す。
【００８１】
ステップ３５０２では、ステップ４５０２において更新された３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の３次元レイアウトモデルデータ、関係付けデータ記憶部８３内の関係付けデータに対応する回路図データ記憶部８１内の回路図データを、機器データ更新後の種別、属性、配置位置などに応じて更新する。以下のステップ３５０３からステップ３５１２における処理に関する説明は、実施の形態３において図１３の説明内容と同一である。以上の処理により、ステップ４５０１における利用者からの３次元レイアウトモデル編集要求は、ステップ４５０２、ステップ３５０７、ステップ３５０８、ステップ３５１１において３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の３次元レイアウトモデルデータに反映されるとともに、ステップ３５０２において回路図データ記憶部８１内の回路図データに反映される。
【００８２】
この実施の形態４のデータ連携手段８３におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２の３次元レイアウトモデルデータ中に記述されている３次元座標の高さを表す座標値を無視し、２次元座標同士を比較するようにすると平面的に表示した回路図データと３次元レイアウトモデルデータとが連携できる（請求項４に記載の構成の場合）。
【００８３】
また、データ連携手段８３におけるシンボル・接続線データの配置座標と機器データの配置座標との比較機能、および、接続点データの座標と機器接続部データの座標との比較機能において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２の３次元レイアウトモデルデータに記述されている３次元座標同士で比較するようにすると３次元図形化した回路図データと３次元レイアウトモデルデータとが連携できる（請求項８に記載の構成の場合）。
【００８４】
図１９、図２０に、３次元レイアウトモデルデータが変更された場合の変更内容に応じて３次元図形データの更新例を示す。図１９は３次元レイアウトモデル内の機器の種別変更により、回路図内のシンボル、接続線と機器との対応関係が更新される例を示し、図２０は３次元レイアウトモデル内の機器の移動により、回路図内のシンボル、接続線の配置位置が更新される例を示している。
【００８５】
図１９に示すシンボル、接続線データの更新が、図１８に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図１１、図１２、図１３に示す各種データ構造の実例によって説明する。
【００８６】
ステップ４５０１において、利用者の指示により機器データ３２０３が遮断器、変流器の複合機器である図１９に記載の機器データ３２０７に対応するデータに更新された場合を考える。ステップ４５０２において、遮断器、変流器であるシンボル３１１１〜３１１３に関係付けられている３次元レイアウトモデルデータ記憶部６２内の機器データ３２０２〜３２０４が破棄されて図１９に記載の機器データ３２０７に対応するデータに置き換えられ、また、図１９に記載の機器データ３２０７を導入することにより消失する機器接続部データ３２５２、３２５３を破棄した後、破棄されたデータに対応していた機器関係付けデータ、接続部関係付けデータが強制的に破棄される。代わりにシンボルデータ３１１１〜３１１３、接続線データ３１０２、３１０３、機器データ３２０７に対応する機器関係付けデータが生成され、機器接続部データ３２５１、３２５４とのリンクが生成される。これは、新たに置き換えられた図１９に記載の機器データ３２０７が、シンボルデータ３１１１〜３１１３、接続線データ３１０２、３１０３に対応づけられる複合機器であるため、これまでシンボルデータ３１１１〜３１１３、接続線データ３１０２、３１０３に対応していた関係付けデータ記憶部８３内の関係付けデータを破棄し、複合機器に適した新しい関係付けデータを生成しなければならないためである。
【００８７】
ステップ３５０２では、ステップ４５０２における機器データ編集、新しい関係付けデータ生成に応じて、シンボル３１１２、接続線３１０２、３１０３、接続点３１５３、３１５４の配置位置、座標が変更される。シンボル・接続線データに対するこのデータ更新は、導入された機器データ３２０７が機器接続部３２５１、３２５４を基準にして配置されることに起因する。機器データ３２０７が有する他部品への接続口が、変流器一体化により短くなっているため、機器データ３２０７に対応するシンボル、接続線、接続点の配置位置が全体的に右に移動されてしまうのである。このように、関係付けデータにより記述される機器データとシンボルの関連付けを基にして、利用者の機器データ編集要求に応じたシンボル・接続線データの更新が、ステップ３５０２において実現される。
【００８８】
ステップ３５０３、ステップ３５０４では、ステップ３５０２におけるデータ更新の影響を受ける３次元レイアウトモデルデータは既に存在しないので、ここで処理は終了する。
【００８９】
以上のように、利用者の機器データ編集要求に従って３次元レイアウトモデルデータを更新した後に、更新後の３次元レイアウトモデルデータに則した回路図データ更新を実行する。そして、更新された回路図データ更新に則って、３次元レイアウトモデルデータを改めて更新する。これにより、回路図データと３次元レイアウトモデルデータ間での整合性が適切に維持されており、かつ、利用者の３次元レイアウトモデルの機器種別変更要求を忠実に反映した回路図データ更新、３次元レイアウトモデルデータ更新が実現される。
【００９０】
最後に、図２０に示す機器データ移動が、図１８に示すフローチャートにおいてどのように実現されるかを、図１１、図１２、図１３に示す各種データのデータ構造の実例によって説明する。
【００９１】
ステップ４５０１において、利用者の指示により機器データ３２０２〜３２０４が左方向に移動された場合を考える。この場合、ステップ４５０２において、３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２内の機器データ３２０２〜３２０４の配置位置、および、これらがリンクを有する機器接続部データ３２５１〜３２５４の座標を、利用者が指示した移動量に従って更新する。
【００９２】
ステップ４５０２を受けてステップ３５０２では、ステップ４５０２において更新されたデータに対応するシンボルデータ３１１１〜３１１３、接続線データ３１０２、３１０３の配置位置接続点データの座標が、対応する機器データ、機器接続部データの移動量に応じて更新される。
【００９３】
その後、ステップ３５０３では、ステップ３５０２におけるデータ更新の影響を受ける３次元レイアウトモデルとして、ステップ３５０２において伸長された接続線データ３１０１、３１０４に対応する機器データ３２０１、３２０５、機器接続部データ３２５１、３２５４が獲得される。これらの機器データが、ステップ３５０４において選択される、データ更新対象とすべき機器データとなる。
【００９４】
仮にステップ３５０４において機器データ３２０１が選択された場合を考える。この例におけるステップ３５０５では、この機器を平行移動するだけでは対応する接続線、接続点と配置位置、座標を一致させることはできない。ステップ３５０２において接続線データ３１０１が伸長されているため、接続線データ３１０１の長さと機器データ３２０１の長さが異なるためである。
【００９５】
そのため、この例では、機器データ３２０１はステップ３５０８において破棄され、ステップ３５０９において、接続線データ３１０１の長さと一致する図２０の機器データ３２０８が部品データベース８０から選択される。ステップ３５１１において、選択された図２０の機器データ３２０８は３次元レイアウトモデルデータ記憶部８２に入力されると同時に、機器接続部データ、機器関係付けデータとのリンクが生成される。
【００９６】
以上のように、利用者の機器移動要求に従って、回路図内のシンボル・接続線の配置位置も適切に更新される。また、回路図の更新に伴って交換しなければならない機器データについても、部品データベース８０の運用により自動的に選択、挿入することできる。
【００９７】
実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１〜４に示した回路図の図形データと対応付けされた３次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と３次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を備えた３次元レイアウト設計支援装置である。
【００９８】
図２１は、実施の形態２の構成に３次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と３次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を加えた実施の形態５の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。図２１は実施の形態２の構成を示すブロック図の図７に重ね合わせ表示手段を付加したものである。図２１において、３次元レイアウトモデル管理手段２２、回路図表示手段２６、３次元レイアウトモデル表示手段２７、部品データベース３０、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２、回路図データ管理手段４１、データ連携手段４３、回路図データ記憶部４６、関連付けデータ記憶部４８は図６の構成のものと同一である。２８は重ね合わせ表示手段である。
【００９９】
回路図データ管理手段４１、３次元レイアウトモデル管理手段２２、データ連携手段４３、部品データベース３０は、実施の形態５の回路図データ記憶部４６回路図データとそれに対応付けされた３次元レイアウトモデル記憶部３２の３次元レイアウトモデルデータを同一画面に表示することには直接的には関係ないが、回路図データ記憶部４６、および３次元レイアウトモデル記憶部３２のデータ構造を部品データベース３０を参照するように構成した場合に部品データベース３０が必要になる。ここでは、回路図データ記憶部４６、および３次元レイアウトモデル記憶部３２のデータは、詳細形状データまで含む形のデータ構造であるとして説明するので、部品データベース３０は必須ではない。また、回路図データ記憶部４６回路図データの一部と３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２の３次元レイアウトモデルデータの対応する部品を重ね合わせする場合にデータ連携手段４３が必要になるが、この実施の形態５では回路図全体を表示対象とするため、データ連携手段４３は必須ではない。
【０１００】
重ね合わせ表示手段２８は、回路図データ記憶部４６内の回路図データを読み込み、あらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データから表示用のデータを作成しすると同時に、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内の３次元レイアウトモデルデータを読み込み、回路図データのときと同じ表示属性に基づき３次元レイアウトモデルデータを平面に投影して表示用のデータを作成する。次に、重ねあわせ表示手段２８は、上記で作成した回路図データの表示データと、３次元レイアウトモデルデータの表示データを重ね合わせ表示手段２８の表示画面に重ねあわせて表示する。
【０１０１】
図２２は、重ね合わせ表示手段２８における上記の処理過程を説明した図である。図２２（ａ）は回路図データをあらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データ記憶部４６から表示する回路図データを取り出し表示した図である。図２２（ｂ）は３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２の３次元レイアウトモデルデータを取り出し、回路図データの場合と同一の表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき表示した図である。図２２（ｃ）は図２１（ａ）の回路図データを表示した画面と、図２２（ｂ）の３次元レイアウトモデルデータを表示した画面を重ねあわせ表示手段２８の表示画面に重ね合わせて表示した図である。
【０１０２】
以上のような処理により、回路図データと３次元レイアウトモデルデータとを同一の表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき作成した図を重ね合わせた図を表示装置に表示することで、回路の情報と３次元レイアウトモデルの様子を同時にかつ容易に把握できる３次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【０１０３】
図２２は実施の形態２の構成に３次元レイアウトモデルの回路図データの一部または全体と３次元レイアウトモデルの対応する部分の平面投影図とを同一画面に重ねあわせて表示する機能を加えたものであるが、実施の形態３、４の場合にも同様に重ね合わせ表示手段を付加し回路図データを２次元で表示することにより同様に表示することができる。
【０１０４】
実施の形態６．
実施に形態６は、変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置の回路図データのシンボルや接続線などの図形データの並びに基づいて対応する機器データを空間内に配置するとともに、各機器の３次元形状、配置位置、隣接する機器間の接続位置に基づいて、元の回路図データの各図形データに高さ情報を与えたり接続線を変形するなどして３次元図形に変換する実施の形態である。
【０１０５】
この実施の形態６の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図２３に示す。図２３は実施の形態２のブロック図の図７の構成と同一であり、回路図データ管理手段、データ連携手段、回路図データ記憶部および回路図表示手段の機能が異なるものである。図２３において、９１は回路図データ管理手段７１、９３はデータ連携手段、９４は回路図データ記憶部、９６は回路図表示手段である。
【０１０６】
回路図データ管理手段９１は、対象装置のガス絶縁開閉装置の回路図に関して、各図形の種類、回路図上での配置位置、図形間の論理的な接続関係、所要定格などの属性情報を回路図データ記憶部９４に図形データとして保持し管理する。回路図表示手段９６は、このようにして管理された回路図データを表示画面に表示する。
【０１０７】
３次元レイアウトモデルデータ管理手段２２は、対象装置のガス絶縁開閉装置を構成している各部分の３次元形状とその配置位置、隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置、機器の形名や定格などの属性情報を３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内に３次元レイアウトモデルデータとして保持し管理する。３次元レイアウトモデル表示手段２７は、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内の３次元レイアウトモデルデータを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に表示する。
【０１０８】
この実施の形態６において、データ連携手段９３は、回路図データ管理手段９１を介して回路図データ記憶部９４内の回路図データを読み込み、回路図データを構成している各図形データの種類、所要定格などの図形属性情報、図形間の論理的な接続関係を判別し、これらのデータをキーにして部品データベース３０を検索し、その結果として得られる機器データ群と回路図の図形データとの間の対応付けを行ない、図形データと機器データとの対応関係を作成し、関係付けデータ記憶部４８に関係付けデータとして保持し管理される。次に、データ連携手段９３は、回路図の図形データ間の論理的な接続関係に基づいて機器データ間の物理的な接続関係を求め、隣接する機器間で接続点の位置を合わせることにより機器データを３次元空間内で配置し、結果を３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内に３次元レイアウトモデルデータとして格納し、さらに、３次元レイアウトモデルデータの各機器の３次元形状およびその配置位置、機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて、回路図に対応する図形データが機器の実寸に合うように移動、回転、拡大縮小などの変形を行なうともに、図形データに高さ方向の情報を与えて３次元図形化して回路図データ記憶部９４の回路図データを更新する。回路図データ表示手段９６は回路図データ記憶部９４内の更新された回路図データを表示画面に表示する。
【０１０９】
図２４は、データ連携手段９３における上述の処理過程を説明した図である。図２４（ａ）は初期状態の回路図データ、図２４（ｂ）は回路図の図形データと３次元レイアウトモデルデータの機器データの対応付けの様子、図２４（ｃ）は回路図の図形データの論理的な接続関係に基づいて機器データ群を３次元空間内で配置する様子、図２４（ｄ）は３次元レイアウトモデルデータの機器データの配置位置や隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図の対応する図形データを３次元図形化し、これを任意の視線方向から見た様子を表示した投影図である。
【０１１０】
図２５は３次元レイアウトモデルデータの機器データの配置位置や隣接する機器間の物理的な接続関係および接続位置に基づいて回路図の対応する図形データを３次元化する処理を詳細に説明した図である。図２５（ａ）は、データ連携手段９３における前半部の処理によって回路図の図形データと３次元レイアウトモデルの機器データとの対応付けを行ない、機器を配置した状態を示しており、回路図６００１の破線で囲まれた図形部分６００２と機器６００３とが対応づけられている。ここでは、回路図の図形データの高さをゼロと見倣したものを任意の視線方向から見た投影図である。機器６００３は、２つの変流装置と１つの遮断装置からなる複合機器であり、各装置は機器内部で所定の高さを持つとともにこの機器に接続する隣接機器との接続位置も所定の高さを持つ。データ連携手段９３はこれらの高さを反映するために、図２５（ｂ）に示すように、シンボル６００４、６００６、６００８を鉛直方向に移動し、さらに接続線６００５、６００７を３次元の折れ線に変形して、図２５（ｃ）に示したような結果となる。同様の処理を回路図の他の部分に関しても行なう。
【０１１１】
以上のような処理により、回路図を３次元化することにより回路図上でも設備配置の様子を容易に把握できる３次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【０１１２】
実施の形態７．
実施の形態７は、実施の形態６の構成に重ね合わせ表示手段を付加して、３次元化された回路図データの一部または全体と３次元レイアウトモデルの対応する部分とを任意の視線方向から見た投影図を表示画面に重ねあわせて表示する実施の形態である。
【０１１３】
この実施の形態７の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図を図２６に示す。図２６は実施の形態６のブロック図の図２３の構成に重ね合わせ表示手段を付加したものである。図２６において、９８は重ね合わせ表示手段である。その他の構成は図２３と同一である。回路図データ管理手段９１、３次元レイアウトモデル管理手段２２、部品データベース３０は、この実施の形態７では直接的に必要なものではないが、回路図データ記憶部９４内の回路図データ、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内の３次元レイアウトモデルデータの更新に必要なものである。回路図データ記憶部９４内の回路図データ、および３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内の３次元レイアウトモデルデータは、実施の形態６において、詳細形状データまで含む形のデータ構造に更新されているとして説明する。
【０１１４】
重ね合わせ表示手段９８は、更新され３次元化された回路図データ記憶部９４の回路図データを読み込み、あらかじめ設定された表示スケール、表示姿勢、表示用配置位置などの表示属性に基づき回路図データから表示用のデータを作成しすると同時に、３次元レイアウトモデルデータ記憶部３２内の３次元レイアウトモデルデータを読み込み、回路図データのときと同じ表示属性に基づき３次元レイアウトモデルを平面に投影して表示用のデータを作成する。次に、上記で作成した回路図データの表示データと、３次元レイアウトモデルの表示データを表示画面に重ねあわせて表示する。
【０１１５】
図２７は、重ね合わせ表示手段９８における上述の処理過程を説明した図である。図２７（ａ）は回路図データをあらかじめ設定された任意の視線方向かた見た投影図から表示用データを作成した図である。図２７（ｂ）は３次元レイアウトモデルを回路図データの場合と同一の任意の視線方向から見た投影図から表示用データを作成した図である。図２７（ｃ）は図２７（ａ）の３次元化された回路図データから表示データを作成した図と、図２７（ｂ）の３次元レイアウトモデルから表示データを作成した図を重ねあわせた表示データである。
【０１１６】
また、図２８は、重ね合わせ表示手段９８における上述の処理過程を、回路図の一部とその回路図に対応する３次元レイアウトモデルの部分を重ねあわせて表示する方法を説明した図である。図２８（ａ）は３次元化された回路図の概念図である。この例では７０１１の部分が７０１２の部分の７０１３の視線方向手前に存在するため、７０１３の視線方向に投影すると７０１１の部分と７０１２の部分が重なる。図２８（ｂ）は３次元化された回路図の一部分である７０１１の部分を省き、７０１２の部分の回路データを、あらかじめ設定された任意の視線方向から見た投影図から表示データを作成した図である。図２８（ｃ）はこの３次元化された回路図の一部のデータから、関連付けデータをたどることにより対応する３次元レイアウトモデルを検出し、その３次元レイアウトモデルを回路図データの場合と同一の任意の視線方向から見た投影図から表示用データを作成した図である。図２８（ｄ）は図２８（ｂ）の３次元化された回路図データから表示データを作成した図と、図２８（ｃ）の３次元レイアウトモデルから表示データを作成した図を重ねあわせた表示データである。
【０１１７】
以上のような処理により、回路図と３次元レイアウトモデルとを同一の任意の視線方向から見た投影図を重ね合わせ表示手段９８の表示画面に表示することで、回路の情報と３次元レイアウトモデルの様子を同時にかつ容易に把握できる３次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。また、回路図の一部とこれに対応する３次元レイアウトモデルの一部を任意の視線方向から見た投影図を重ねあわせた図を重ね合わせ表示手段の表示画面に表示することにより、視線方向に多数の部品が重なり合う場合にも、装置の詳細構成が容易に把握できる３次元レイアウト設計支援装置を実現することができる。
【０１１８】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る３次元レイアウト設計支援装置は、回路図データを構成している図形データの属性情報を判別して、部品データベースから図形データに対応する部品データを抽出し、抽出した部品の部品データと図形データとの対応付けを行い、回路図データの図形データ相互間の論理的な接続情報から決まる接続位置、方向に関する拘束条件に基づいて、各図形データに対応する各部品データを３次元空間内で配置して３次元レイアウトモデルデータを作成し、３次元レイアウトモデル図形を表示画面に表示するように構成したので、対象装置の各部品の選定の繁雑さと選定ミスがなくなり、空間上での部品レイアウトが簡単になり作業時間を軽減できるようになり、３次元レイアウト設計の作業効率を大幅に向上させることができる。
【０１１９】
この発明の請求項２に係る３次元レイアウト設計支援装置によれば、３次元レイアウトモデルだけでなく回路図上でも対象装置の配置状況を少なくとも平面レベルで把握できるようになり、操作性と対象装置の構成の回路図からも理解し易くなる。
【０１２０】
この発明の請求項３に係る３次元レイアウト設計支援装置によれば、回路図データの図形データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び属性情報に対する編集が行われた際に、全ての部品の３次元空間内での配置位置を求め、３次元レイアウトモデルデータの対応する部品データを変更して３次元レイアウトモデルデータを更新するようにしたので、回路図データと３次元レイアウトモデルデータとの間で常に整合性を保ったままでデータを管理することができる。
【０１２１】
この発明の請求項４に係る３次元レイアウト設計支援装置によれば、３次元レイアウトモデルデータの部品データに対する回転移動、変形、並びに置換、及び部品属性情報に対する編集が行われた際に、回路図データの対応する図形データを変更して回路図データを更新するようにしたので、回路図データと３次元レイアウトモデルデータとの間で常に整合性を保ったままでデータを管理することができる。
【０１２２】
この発明の請求項５に係る３次元レイアウト設計支援装置は、請求項１〜請求項４の構成の回路図データ記憶部に記憶された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部の３次元レイアウトモデルデータの平面投影図とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えた構成としたので、回路図の図形データと３次元レイアウトモデルの部品の外形が同じ位置に表示され、論理的な回路図と実際の部品のレイアウトの関係が一目して分かり、部品認識のための操作が不要となり、部品の誤認が減少して作業効率が向上し、さらに、全ての部品を表示すると、部品が前後方向に重なり部品同士を判別しにくくなる場合でも、表示する回路図を一部、あるいは表示する３次元レイアウトモデルを一部に限ることで重なりのない判別しやすい画面が表示でき、多数の部品が存在する複雑な対象でも作業効率が向上する。
【０１２３】
この発明の請求項６に係る３次元レイアウト設計支援装置は、３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された部品データに関する、各部品の３次元形状、配置位置、隣接する部品間の接続位置に基づいて、回路図データの対応する図形データを３次元図形化するようにしたので、３次元レイアウトモデルだけでなく回路図上でも対象装置の配置状況を３次元レベルで把握できるようになり、簡単な操作で対象装置の回路図上でも理解を高める効果がある。
【０１２４】
この発明の請求項７に係る３次元レイアウト設計支援装置は、回路図データ記憶部に記憶された３次元図面化された回路図データの一部または全体と、これに対応する部品の３次元レイアウトモデルデータ記憶部に記憶された３次元レイアウトモデルデータの３次元図形とを同一の画面に重ね合わせて表示する重ね合わせ表示手段を備えた構成としたので、論理的な回路図と実際の部品のレイアウトの関係が一目して分かり、部品認識のための操作が不要となり、部品の誤認が減少して作業効率が向上し、さらに、任意の視点方向からの投影図に、全ての部品を表示すると、部品が前後方向に重なり部品同士を判別しにくくなる場合でも、表示する３次元化された回路図を一部に限る、あるいは表示する３次元レイアウトモデルを一部に限って表示することにより、重なりのない判別しやすい画面が表示でき、多数の部品が存在する複雑な対象でも効率よくレイアウト作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  対象装置のガス絶縁開閉装置の一例の回路図である。
【図３】  図２の回路図の構成を３次元空間内に配置した構成図である。
【図４】  図１の３次元レイアウト設計支援装置の操作手順を示すフローチャートである。
【図５】  図２の回路図の図形と３次元レイアウトモデルの各部分の対応関係を示す図である。
【図６】  図５の各部品データを３次元空間内に配置する様子を示す図である。
【図７】  実施の形態２の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図８】  図７の実施の形態２の処理過程の説明図である。
【図９】  ３次元レイアウト装置の回路図に対応する図形データを変形処理する過程の説明図である。
【図１０】  実施の形態３の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】  回路図データ記憶部の図形データの例を示す図である。
【図１２】  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部の各部品ベータの例を示す図である。
【図１３】  関係付けデータ記憶部の関係付けデータの例を示す図である。
【図１４】  実施の形態３の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】  回路図内のシンボル、接続線に付与された定格の変更により３次元レイアウトモデル内の対応する機器の種別が更新される例を示す図である。
【図１６】  回路図内のシンボル、接続線の移動により３次元レイアウトモデル内の対応する機器の配置位置が更新される例を示す図である。
【図１７】  実施の形態４の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】  実施の形態４の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部内の機器の種別変更により、シンボル、接続線と機器の対応関係が更新される例を示す図である。
【図２０】  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部内の機器の移動により回路図内の接続線の配置位置が更新される例を示す図である。
【図２１】  実施の形態５の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】  実施の形態５の重ね合わせ表示手段の処理過程を説明した説明図である。
【図２３】  実施の形態６の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】  実施の形態６の図２３による処理過程を示す説明図である。
【図２５】  ３次元レイアウトモデルの物理的な接続関係および接続位置に基づいて対応する図形データを３次元化する処理の説明図である。
【図２６】  実施の形態７の３次元レイアウト設計支援装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】  実施の形態７の重ね合わせ表示手段の処理過程を説明した説明図である。
【図２８】  実施の形態７の重ね合わせ表示手段による回路図と回路図に対応する３次元レイアウトモデルデータの重ね合わせ表示の状況の説明図である。
【図２９】  従来のレイアウト設計を計算機上で支援する基盤レイアウト装置の構成を示すブロック図である。
【図３０】  図２９の基板レイアウト装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
２１  回路図データ管理手段、
２２  ３次元レイアウトモデルデータ管理手段、２３  データ連携手段、
２６  回路図表示手段、２７  ３次元レイアウトモデル表示手段、
２８  重ね合わせ表示手段、３０  部品データベース、３１  回路図データ記憶部、
３２  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部、３３  関係付けデータ記憶部、
４１  回路図データ管理手段、４３  データ連携手段、４６  回路図表示手段、
４８  関係付けデータ記憶部、５１  回路図データ管理手段、
５２  ３次元レイアウトモデルデータ管理手段、５３  データ連携手段、
５４  回路図編集手段、５６  回路図表示手段、
５７  ３次元レイアウトモデル表示手段、６０  部品データベース、
６１  回路図データ記憶部、６２  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部、
６３  関係付けデータ記憶部、７１  回路図データ管理手段、
７２  ３次元レイアウトモデルデータ管理手段、７３  データ連携手段、
７５  ３次元レイアウトモデル編集手段、７６  回路図表示手段、
７７  ３次元レイアウトモデル表示手段、８０  部品データベース、
８１  回路図データ記憶部、８２  ３次元レイアウトモデルデータ記憶部、
８３  関係付けデータ記憶部、９１  回路図データ管理手段、９３  データ連携手段、
９４  回路図データ記憶部、９６  回路図表示手段、９８  重ね合わせ表示手段、
１００１，１００２  断路機能、１００３，１００７  接地開閉機能、
１００４，１００６  変流機能、１００５  遮断機能、１０１１，１０１２  断路器、
１０１３，１０１５  接地開閉器、１０１４  変流器と遮断器の複合機器、
１０１６〜１０２２  母線タンク部品。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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