基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置

摘要

本发明提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置，所述方法包括：根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息；根据配电箱配置界面和配置的回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图；根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图；根据电源系统配置页面、回路信息、配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图；配置管线连接路径；根据回路信息、配电箱配置图、检修箱配置图、电源系统配置图以及管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。本发明使设计人员快速实现快速三维设计。

说明书

技术领域

本发明属于建筑设计技术领域，特别是涉及建筑设计的模型仿真技术领域，具体为一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置。

背景技术

建筑信息模型(Building Information Model，简称BIM)技术在国外建筑施工领域受到广泛关注，已成为设计、施工承包方必须具备的基础能力之一，已成为项目信息化移交的必备要求。随着建筑信息模型(Building Information Model，简称BIM)、正向三维设计理念的提出，变电站设计方式正迎来新的改变。目前，BIM技术已经广泛应用于建筑行业设计、施工、运维等领域，已成为消除设计专业孤岛的重要方法。BIM技术的出现使正向三维设计、参数化设计、自动化设计成为可能，是开启变电站一体化正向三维设计新阶段的金钥匙。目前，输变电工程的三维设计仍停滞在“翻模”方式，即先进行二维CAD图纸设计，再通过BIM软件进行建模。正向三维设计能够在三维操作环境下，开展输变电工程的参数化设计、自动化设计、方案计算、快速出图等设计操作。

动力系统设计作为变电站设计中的一部分，起着综合分配各类动力负荷的作用。在变电站动力系统设计中，尚没有进行完整的正向三维设计研究，采用常规三维设计软件将导致设计人与工作量成倍增长。因此，亟需研究一种变电站动力系统设备三维自动布置方法，使设计人员在熟悉的设计流程中快速实现快速三维设计。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置，用于解决现有技术中变电站动力系统设计费时费力的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的实施例提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法，应用于BIM软件中，包括：根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息；根据配电箱配置界面和配置的所述回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图；根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图；根据电源系统配置页面、所述回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图；分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径；根据所述回路信息、所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及所述管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。

于本申请的一实施例中，配置的所述回路信息包括回路名称、编号、相数、高度、设备名称、设备型号、线型式、用途、安装方式的多种组合。

于本申请的一实施例中，所述配置配电箱参数信息包括：采集配置的所述回路信息，并显示于所述配电箱配置界面中；接收用户输入的预设参数；根据所述回路信息、所述预设参数生成自动参数；所述回路信息、所述预设参数以及所述自动参数形成所述配电箱参数信息。

于本申请的一实施例中，所述检修箱配置界面分别为各检修箱参数预设多个可选参数，选取所需的所述可选参数形成检修箱参数信息。

于本申请的一实施例中，所述配置电源系统参数信息包括：根据输入的变电站动力系统各设备的名称获取各设备的回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息；根据获取的各设备的回路信息、所述配电箱参数信息、检修箱参数信息以及预设引接线逻辑生成所述电源系统参数信息。

于本申请的一实施例中，所述预设引接线逻辑包括：动力配电箱上级进线均为站用电屏；每一层检修电源上级进线为站用电屏，该层其他检修电源箱呈串联关系；自切柜上级进线为两路站用电屏，下级进线均为对应负荷。

于本申请的一实施例中，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置方法还包括：生成与所述变电站动力系统三维模型对应的变电站动力系统各设备的清单及对应的设备信息；通过对各设备的清单的删减控制所述变电站动力系统三维模型中对应建模元素的删减。

本发明的实施例还提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置系统，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置系统包括：回路信息配置模块，用于根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息；配电箱参数信息配置模块，用于根据配电箱配置界面和配置的所述回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图；检修箱参数信息配置模块，用于根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图；电源系统参数信息配置模块，用于根据电源系统配置页面、所述回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图；管线连接路径配置模块，用于分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径；三维模型生成模块，用于根据所述回路信息、所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及所述管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。

于本申请的一实施例中，还包括：清册整理模块，用于生成与所述变电站动力系统三维模型对应的变电站动力系统各设备的清单及对应的设备信息，并通过对各设备的清单的删减控制所述变电站动力系统三维模型中对应建模元素的删减。

本发明的实施例还提供一种电子装置，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令；所述处理器运行程序指令实现如上所述的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法。

如上所述，本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置，具有以下有益效果：

本发明将BIM软件和变电站动力系统的设计结合起来，使BIM三维模型能够跟随设计内容和规范的要求自动进行设备点位布置，管线的链接，图纸的输出，通过参数化的手段提升了设计的科学性、效率性、准确性，使设计人员在熟悉的设计流程中快速实现快速三维设计。

附图说明

图1显示为本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法的整体流程示意图。

图2显示为本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法中配置配电箱参数信息的流程示意图。

图3显示为本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法的具体实施示意图。

图4显示为本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置系统的原理结构框图。

图5显示为本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置系统的优选原理结构框图。

图6显示为本申请一实施例中的电子装置的结构示意图。

元件标号说明

100 电子装置

1101 处理器

1102 存储器

1103 显示器

10 基于BIM的变电站动力系统自动布置系统

110 回路信息配置模块

120 配电箱参数信息配置模块

130 检修箱参数信息配置模块

140 电源系统参数信息配置模块

150 管线连接路径配置模块

160 三维模型生成模块

170 清册整理模块

S100～S600 步骤

S210～S230 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例的目的在于提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置，用于解决现有技术中变电站动力系统设计费时费力的问题。

以下将详细阐述本实施例的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法、系统及装置。

如图1所示，本实施例提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置方法，包括：

步骤S100：根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息；

步骤S200：根据配电箱配置界面和配置的所述回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图；

步骤S300：根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图；

步骤S400：根据电源系统配置页面、所述回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图；

步骤S500：分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径；

步骤S600：根据所述回路信息、所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及所述管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。

以下结合图3对本实施例基于BIM的变电站动力系统自动布置方法的步骤S100至步骤S600进行详细说明。

步骤S100：根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息。

具体地，于本实施例中，配置的所述回路信息包括但不限于回路名称、编号、相数、高度、设备名称、设备型号、线型式、用途、安装方式的多种组合。

于本实施例中，如图3所示，与传统二维设计相似，首先本实施例中配置变电站动力系统各设备的回路信息是在三维软件平面图中进行二维符号布置，区别在于符号中可以赋予回路、编号等回路信息参数，为回路整理奠定数据基础。

于本实施例中，所述二维符号配置界面还提供对配置的回路信息进行修改，为设计人员提供方便的修改功能，通过展示已布置的动力符号的回路列表，快速修改符号相关参数。

步骤S200：根据配电箱配置界面和配置的所述回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图。

具体地，于本实施例中，如图2所示，所述配置配电箱参数信息包括：

步骤S210：采集配置的所述回路信息，并显示于所述配电箱配置界面中；即回路、编号及回路内容等回路信息数据自动赋值于配电箱配置界面中。

步骤S220：接收用户输入的预设参数；根据所述回路信息、所述预设参数生成自动参数；

步骤S230：所述回路信息、所述预设参数以及所述自动参数形成所述配电箱参数信息。

其中，于本实施例中，预设参数包括但不限于装机容量、开关级数、漏电保护、相别、电缆规格。即设计人员仅需人工编辑配电箱配置界面中的装机容量、开关级数、漏电保护、相别、电缆规格五项内容，其他参数均可通过公式计算或格式固化自动生成，形成所述自动参数。

于本实施例中，配电箱总装机容量为内部负荷总和(若回路中有单相负荷，计算公式非纯粹相加)；负荷电流根据公式“装机容量/(电压×1.732×功率因数×利用系数)”自动确定；开关额定电流根据计算负荷电流乘以1.25倍过流系数自动确定；开关型号根据开关极数、漏电保护及开关额定电流自动确定。当某一配电箱参数赋值完成形成所述配电箱参数信息后，即可生成与之对应的二维的配电箱配置图。

步骤S300：根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图。

具体地，于本实施例中，所述检修箱配置界面分别为各检修箱参数预设多个可选参数，选取所需的所述可选参数形成检修箱参数信息。

由于变电站内检修箱配置规格较为单一，本实施例中于检修箱配置界面固化若干可选参数，因此设计人员可以通过下拉菜单进行快速对各检修箱参数进行编辑，形成检修箱参数信息，最终生成检修箱配置图。

步骤S400：根据电源系统配置页面、所述回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图。

于本实施例中，所述配置电源系统参数信息包括：根据输入的变电站动力系统各设备的名称获取各设备的回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息；根据获取的各设备的回路信息、所述配电箱参数信息、检修箱参数信息以及预设引接线逻辑生成所述电源系统参数信息。

其中，于本实施例中，所述预设引接线逻辑包括：动力配电箱上级进线均为站用电屏；每一层检修电源上级进线为站用电屏，该层其他检修电源箱呈串联关系；自切柜上级进线为两路站用电屏，下级进线均为对应负荷。

于本实施例中，变电站内动力配电箱、检修电源箱及自切箱的上级进线及引出线都遵守一定规律，即：动力配电箱上级进线均为站用电屏；每一层检修电源上级进线为站用电屏，该层其他检修电源箱呈串联关系；自切柜上级进线为两路站用电屏，下级进线均为对应负荷。

根据引接线逻辑，本实施例可以通过识别设备类型，快速生成系统电源系统连接逻辑，形成电源系统参数信息，最终形成全站动力的电源系统配置图。

步骤S500：分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径。

本实施例中，已为电源系统配置图自动匹配各回路的逻辑连接关系及导线规格。因此设计人员仅需通过设置线型、线宽、线型比例、敷设方式等参数，即可在平面图中绘制管线二维路径，分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径。

步骤S600：根据所述回路信息、所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及所述管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。

基于目前的BIM三维布线技术，可通过绘制的二维路径，并根据标高及埋设参数自动生成三维管线模型，大大降低设计人与建模工作量。

设计人员已在平面图中布置动力设备符号。本步骤中能够根据设计人员的要求，仅需从BIM软件的三维模型族库中选择对应设备族及安装方式，即可自动将设备符号转换为相应三维模型，省去设计人员重新建模和布置模型的步骤。

于本实施例中，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置方法还包括：生成与所述变电站动力系统三维模型对应的变电站动力系统各设备的清单及对应的设备信息；通过对各设备的清单的删减控制所述变电站动力系统三维模型中对应建模元素的删减。

在生成所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及变电站动力系统三维模型后，设计人员可以通过简单点选，快速生成变电站内所需范围的设备清单及规格明细。

所以本实施例的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法将BIM软件和变电站动力系统的设计结合起来，使BIM三维模型能够跟随设计内容和规范的要求自动进行设备点位布置，管线的链接，图纸的输出，通过参数化的手段提升了设计的科学性、效率性、准确性，使设计人员在熟悉的设计流程中快速实现快速三维设计。

如图4所示，本实施例提供一种基于BIM的变电站动力系统自动布置系统10，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置系统10至少包括：回路信息配置模块110，配电箱参数信息配置模块120，检修箱参数信息配置模块130，电源系统参数信息配置模块140，管线连接路径配置模块150以及三维模型生成模块160。

于本实施例中，所述回路信息配置模块110用于根据二维符号配置界面配置变电站动力系统各设备的回路信息。

具体地，于本实施例中，配置的所述回路信息包括但不限于回路名称、编号、相数、高度、设备名称、设备型号、线型式、用途、安装方式的多种组合。

于本实施例中，如图3所示，与传统二维设计相似，首先本实施例中配置变电站动力系统各设备的回路信息是在三维软件平面图中进行二维符号布置，区别在于符号中可以赋予回路、编号等回路信息参数，为回路整理奠定数据基础。

于本实施例中，所述回路信息配置模块110通过所述二维符号配置界面还提供对配置的回路信息进行修改，为设计人员提供方便的修改功能，通过展示已布置的动力符号的回路列表，快速修改符号相关参数。

于本实施例中，所述配电箱参数信息配置模块120用于根据配电箱配置界面和配置的所述回路信息配置配电箱参数信息，并形成配电箱配置图。

于本实施例中，所述检修箱参数信息配置模块130用于根据检修箱配置界面配置检修箱参数信息，并形成检修箱配置图。

于本实施例中，所述电源系统参数信息配置模块140用于根据电源系统配置页面、所述回路信息、所述配电箱参数信息以及检修箱参数信息配置电源系统参数信息，并形成电源系统配置图；

于本实施例中，所述管线连接路径配置模块150用于分别为所述配电箱配置图、所述检修箱配置图以及所述电源系统配置图配置管线连接路径。

于本实施例中，所述三维模型生成模块160用于根据所述回路信息、所述配电箱配置图、所述检修箱配置图、所述电源系统配置图以及所述管线连接路径从BIM软件的三维模型族库中选取对应的建模元素进行建模，生成变电站动力系统三维模型。

于本实施例中，如图5所示，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置系统10还包括：清册整理模块170；所述清册整理模块170用于生成与所述变电站动力系统三维模型对应的变电站动力系统各设备的清单及对应的设备信息，并通过对各设备的清单的删减控制所述变电站动力系统三维模型中对应建模元素的删减。

本实施例中，所述基于BIM的变电站动力系统自动布置系统10的具体实现的技术特征与前述实施例1中的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法基本相同，实施例间可以通用的技术内容不作重复赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外，上述模块可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以部分模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

如图6所示，本实施例还提供一种电子装置100，所述电子装置100包括处理器1101、存储器1102和显示器1103。于一实施例中，所述显示器可以是OLED、LED或LCD显示器等，所述显示器1103也可以包括触摸屏等交互式显示设备，本实施例不做具体限定。

存储器1102通过系统总线与处理器1101连接并完成相互间的通信，存储器1102用于存储计算机程序，处理器1101耦接于所述显示器1003及存储器1002，处理器1101用于运行计算机程序，以使所述电子装置100执行实施例1所述的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法。实施例1已经对所述基于BIM的变电站动力系统自动布置方法进行了详细说明，在此不再赘述。

所述的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法可应用于多种类型的电子装置100。所述电子装置100例如是包括存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机；所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等个人电脑。在另一些实施方式中，所述电子装置100还可以是服务器，所述服务器可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上，也可以由分布的或集中的服务器集群构成，本实施例不作限定。

于实际的实现方式中，所述电子装置100例如为安装Android操作系统或者iOS操作系统，或者Palm OS、Symbian(塞班)、或者Black Berry(黑莓)OS、Windows Phone等操作系统的电子装置100。

在示例性实施例中，所述电子装置100可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器、摄像头或其他电子元件实现，用于执行上述基于BIM的变电站动力系统自动布置方法。

另需说明的是，上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器1101可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质例如为存储器，存储器被配置为存储各种类型的数据以支持在设备的操作。这些数据的示例包括用于在电子装置100上操作的任何应用程序或方法的指令，消息，图片等。存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，高速随机存取存储器，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘等。所述存储器存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如上所述的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法。上述已经对所述的基于BIM的变电站动力系统自动布置方法进行了详细说明，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明将BIM软件和变电站动力系统的设计结合起来，使BIM三维模型能够跟随设计内容和规范的要求自动进行设备点位布置，管线的链接，图纸的输出，通过参数化的手段提升了设计的科学性、效率性、准确性，使设计人员在熟悉的设计流程中快速实现快速三维设计。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。