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多层阶梯式吊装路径开发方案

概述

本文档描述多层阶梯式吊装路径（Multi-Level Stepped Hoisting Path）的实现方案。该功能支持在多个水平高度进行正交移动，适用于车间桁车等复杂吊装场景。

术语定义

• 单层吊装路径：传统的"起吊 → 平移 → 下降"三段式路径
• 多层阶梯式吊装路径：支持在多个高度层进行"提升/下降 → 平移"的阶梯式路径
• 正交路径：运动严格按 X/Y/Z 轴方向，每次只改变一个维度

需求规格

功能需求

1. 支持在多个高度层进行水平移动
2. 支持上升和下降过程（可混合）
3. 每个层级可设置不同的水平目标位置
4. 保持与现有单层吊装路径的向后兼容

运动轨迹示例

单层吊装：
地面起吊 → 提升高度H → 水平移动到终点 → 下降落地
     ↑______________↓

多层吊装（2层提升+1层下降）：
地面起吊 → 提升H1 → 水平移动到P1 → 
           提升H2 → 水平移动到P2 → 
           下降H3 → 水平移动到P3 → 
           下降落地
     ↑______↑______↓______↓

架构设计

数据模型

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      AerialPathParameters                    │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  PathType: PathType.Hoisting                                │
│  StartPoint: Point3D            ← 起吊点（地面）            │
│  EndPoint: Point3D              ← 落点（地面）              │
│  LiftHeightMeters: double       ← 单层模式使用（保留）      │
│  Mode: HoistingMode             ← SingleLevel/MultiLevel    │
│  Levels: List<HoistingLevel>    ← 多层模式层级列表          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                       HoistingLevel                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  Index: int                     ← 层级序号                  │
│  HeightInMeters: double         ← 相对起吊点的高度          │
│  HorizontalTarget: Point3D      ← 水平目标位置（XY）        │
│  IsRise: bool                   ← true=提升, false=下降     │
│  Description: string            ← 层级描述                  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

兼容性设计

组件	兼容性策略
PathRoute.Points	List<PathPoint> 天然支持可变数量，无需修改
PathType.Hoisting	继续使用现有枚举值，无需新增
XML序列化	按属性序列化，点数不影响格式
数据库存储	路径点表结构不变，仅插入行数变化
AerialHeightDialog	保留现有对话框，单层模式继续使用

实现计划

阶段1：核心数据结构

目标：创建数据模型，扩展参数类，实现多层路径生成器

涉及文件：

1. src/Core/PathPlanningModels.cs - 添加 HoistingLevel 类
2. src/Commands/CreateAerialPathCommand.cs - 扩展参数和模式枚举
3. src/PathPlanning/AerialPathGenerator.cs - 添加多层生成方法

实现步骤：

1. 在 PathPlanningModels.cs 中添加 HoistingLevel 类和 HoistingMode 枚举
2. 在 CreateAerialPathCommand.cs 中扩展 AerialPathParameters
3. 在 AerialPathGenerator.cs 中实现 GenerateMultiLevelHoistingPath 方法
4. 修改 CreateAerialPathCommand.ExecuteInternalAsync 支持两种模式

向后兼容保证：

• 现有 GenerateThreeStepHoistingPath 方法保持不变
• AerialPathParameters.LiftHeightMeters 继续存在
• 新增 Mode 属性默认值为 SingleLevel

阶段2：UI对话框

目标：创建多层吊装路径输入对话框

涉及文件：

1. src/UI/WPF/Views/MultiLevelHoistingDialog.xaml - 新建
2. src/UI/WPF/Views/MultiLevelHoistingDialog.xaml.cs - 新建

功能需求：

• 显示层级列表（可添加/删除）
• 每个层级设置：高度、方向（提升/下降）、描述
• 水平目标位置通过3D点击获取
• 实时预览路径点数

阶段3：ViewModel集成

目标：在 PathEditingViewModel 中集成多层模式

涉及文件：

1. src/UI/WPF/ViewModels/PathEditingViewModel.cs

功能需求：

• 添加模式选择命令
• 集成多层对话框
• 支持在创建流程中动态添加层级

API规范

HoistingLevel 类

public class HoistingLevel
{
    public int Index { get; set; }
    public double HeightInMeters { get; set; }
    public Point3D HorizontalTarget { get; set; }
    public bool IsRise { get; set; }
    public string Description { get; set; }
}

HoistingMode 枚举

public enum HoistingMode
{
    SingleLevel,   // 单层（默认，向后兼容）
    MultiLevel     // 多层阶梯式
}

AerialPathParameters 扩展

public class AerialPathParameters
{
    // 现有字段保留...
    public HoistingMode Mode { get; set; } = HoistingMode.SingleLevel;
    public List<HoistingLevel> Levels { get; set; }
}

AerialPathGenerator 新方法

public List<PathPoint> GenerateMultiLevelHoistingPath(
    Point3D startPoint, 
    Point3D endPoint, 
    List<HoistingLevel> levels)

测试要点

1. 向后兼容测试：单层模式路径生成与之前完全一致
2. 多层路径测试：2层、3层、混合升降路径生成正确
3. 数据序列化测试：多层路径保存/加载正确
4. 渲染测试：多层路径在3D视图中正确显示
5. 动画测试：动画沿多层路径正确插值

风险分析

风险	可能性	影响	缓解措施
现有单层功能被破坏	低	高	保留原方法，添加新实现，充分测试
路径点过多影响性能	中	中	限制最大层级数（如10层）
数据库兼容性问题	低	高	验证现有表结构支持可变点数

版本记录

版本	日期	描述
1.0	2026-02-24	初始方案