基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统

摘要

本发明提供了一种基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统，包括：基于输变电工程数字化交付标准，确定输变电工程六级系统；根据输变电工程六级系统，将输变电工程模型按照输变电工程六级系统进行拆分；根据输变电工程六级系统，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型；基于协同过程，提取模型至提资文件中，完成提资过程，和/或，将提资文件中的模型导入项目中，完成收资过程。本发明针对输变电工程中存在的诸多问题，提出了一种基于六级系统管理的输变电工程协同设计技术，在提高设计质量和效率的同时，节省工程建造成本，减少施工返工次数，降低运营难度，为今后输变电工程模型协同设计与管理提供有效的解决方案。

说明书

技术领域

本发明涉及输变电工程技术领域，具体地，涉及一种基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统。

背景技术

近年来，随着工业化进程的加快，电力行业得到飞速发展。传统国内电力设计行业存在以下问题：

1、电力设计传统二维设计理念有待更新。尽管国内电力设计行业采用计算机辅助设计已经有20多年的历史，但只是用CAD制图代替画图板手工制图，用一些独立的计算软件代替手工计算，设计的理念和方法没有从根本上得到改变。

2、数字化移交管理程度低，数据关联检索困难，存在信息重复和矛盾。传统的工程建设期信息大多以纸介质为载体，以图纸和文档的文件形式向运行单位移交，各类信息分散在不同的图档中，运行阶段故障处理时常因费时寻找正确的文件和准确信息而延迟。而且，由于信息之间没有关联，无法相互校验。同一信息在不同数据源中重复出现，相互矛盾的情况也时有发生。

鉴于此，工程项目“数字化设计”的概念应运而生。为加快建设我国的坚强智能电网，创新电网建设移交模式，支撑电网又好又快发展，国家电网公司建设部结合电网建设新特点，提出了电网工程“三维数字化移交”的工作思路，以数字化方式贯穿设计、施工和运行，以信息化手段辅助工程本体移交管理，以新技术的扩展利用为坚强智能电网打下坚实基础。在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中，电网自动化技术为提高电网运行管理控制水平的六个重点技术领域之一，数字化设计技术则是电网自动化技术的五个主要研究课题之一。输电线路工程是电网的重要组成，三维模型的建立与设计应用势在必行。

设计与管理是整个输变电工程项目的起始阶段，也是最为重要的一环，设计的合理与否，直接关系着项目的整体成本、后期施工的及进度、工程质量以及后期运营的难度。输变电工程设计是一个多专业协同设计的过程，如果没有合理直观的设计管理方案，施工运营期间将面临工序冲突、返工、资料不完整、维护困难等诸多问题。

随着智能电网技术的发展及电网信息管理精细化要求的日益提高，电网设计市场的竞争日趋激烈，迫切的要求采用更先进的技术来解决好电网规划、设计、施工及运行中涉及到诸多相关的因素，提高电网设计的水平和服务质量，因此开展输电线路BIM辅助设计系统开发具有重要的意义。

基于三维BIM信息模型输电线路工程设计能够提供一个良好的技术协作平台，改变各专业设计人员、施工技术人员及建设管理人员传统的工作协调模式。业主、制造商、施工企业可以基于同一个带有三维参数的变电站模型协同工作。然而，在目前的设计过程中，仍存在版本管理困难，文件获取受限，缺乏权限管理等一系列的问题，只有解决这些问题，才能够真正体现BIM设计的价值和意义。

经过检索发现：

公开号为：CN111210189A，发明名称为《一种电力电缆线路工程三维数字化协同设计方法》的中国发明专利申请，包括1、设计基于三维数字化协同设计的工作流程，规范设计工作中不同专业不同设计阶段工作流程；2、基于统一的地理信息系统和统一的三维信息模型建模技术，构建多专业一体化的数字化协同设计平台；3、利用云计算和大数据技术，建立公共数据库、协同设计数据库、工程业务数据库，进行实时数据储存与共享；4、以三维数字化信息模型为基础，打通不同专业软件之间数据实时流通路径；5、明确不同设计专业权限，明确不同专业设计成果数据的格式统一标准化，实现多专业协同设计；6、三维设计成果同时服务于业主单位、施工单位、运维单位。该方法属于一种协同方法和系统，且针对输变电工程。但是该方法主要针对工作流程，对模型本身的规范化和标准化实现程度较低。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种输变电工程结构化模型数据管理方法及协同设计系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于六级系统的输变电工程协同设计方法，包括：

基于输变电工程数字化交付标准，确定输变电工程六级系统；

根据所述输变电工程六级系统，将输变电工程模型按照所述输变电工程六级系统进行拆分；

根据所述输变电工程六级系统，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型；

基于协同过程，提取模型至提资文件中，完成提资过程，和/或，将提资文件中的模型导入项目中，完成收资过程。

优选地，所述输变电工程数字化交付标准，对输变电工程模型的建模规则、命名规则、项目原点基点测量点设置、工程属性信息设置、系统属性、空间设置进行规范化约束。

优选地，所述输变电工程六级系统，包括六个层级，其中：

第一层级为工程类型；

第二层级为工程中的专业分类；

第三层级为专业细分；

第四层级为专业中的构件；

第五层级为第四层级中部分构件的延伸；

第六层级为构件中的结构细分。

优选地，对于所述输变电工程六级系统的每一个层级中的每一个类别，均设有对应的类型代码。

优选地，所述将输变电工程模型按照确定的输变电工程六级系统进行拆分中，还包括：

将构件与指定系统进行绑定。

优选地，所述将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，包括：

根据需求，将拆分后的输变电工程模型的指定部分进行单独打包，并根据需求，对打包后的不同部分之间进行整合和/或汇总，进而得到所需模型。

优选地，所述输变电工程模型为BIM模型。

根据本发明的第二个方面，提供了一种基于六级系统的输变电工程协同设计系统，包括：

输变电工程六级系统设计模块，该模块基于输变电工程数字化交付标准，确定输变电工程六级系统；

模型拆分模块，该模块根据输变电工程六级系统的管理模式，将输变电工程模型按照确定的输变电工程六级系统进行拆分；

模型分包协同模块，该模块根据基于六级系统的结构数据协同模式，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型；

提资收资模块，该模块基于协同过程，提取模型至提资文件中，完成提资过程，和/或，将提资文件中的模型导入项目中，完成收资过程。

根据本发明的第三个方面，提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时可用于执行上述任一项所述的方法。

根据本发明的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可用于执行上述任一项所述的方法。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下至少一项的有益效果：

本发明提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统，针对输变电工程中存在的诸多问题，实现一种基于输变电工程数字化模型交付标准的结构化模型数据管理技术以及基于结构化数据的模型协同设计技术，在提高设计质量和效率的同时，节省工程建造成本，减少施工返工次数，降低运营难度，为今后输变电工程(BIM)模型协同设计与管理提供有效的解决方案。

本发明提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统，通过基于输变电工程(BIM)模型协同设计和管理理论解决输变电工程在设计中的诸多问题，通过提出适应输变电工程项目特征的输变电工程(BIM)模型协同设计与管理机制，给今后输变电工程以及其他市政工程BIM设计提供借鉴。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中基于六级系统的输变电工程协同设计方法流程图。

图2为本发明一优选实施例中基于六级系统的输变电工程协同设计方法流程图。

图3为本发明一具体应用实例中变电站工程系统划分示例图。

图4为本发明一具体应用实例中架空线路工程及电缆线路工程系统划分示例图。

图5为本发明一具体应用实例中变电站工程的四级系统架示意图。

图6为本发明一具体应用实例中某变电站模型的所有一次设备示意图。

图7为发明一具体应用实例中某项目线路工程线路选择界面图。

图8为本发明一具体应用实例中提资界面图。

图9为本发明一具体应用实例中提资-选择主卷册界面图。

图10为本发明一具体应用实例中收资界面图。

图11为本发明一具体应用实例中收资-差异比较结果示意图。

图12为本发明一实施例中基于六级系统的输变电工程协同设计系统组成模块示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

图1为本发明一实施例中基于六级系统的输变电工程协同设计方法流程图。

如图1所示，该实施例提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法，可以包括如下步骤：

S100，基于输变电工程数字化交付标准，确定输变电工程六级系统；

S200，根据输变电工程六级系统，将输变电工程模型按照输变电工程六级系统进行拆分；

S300，根据输变电工程六级系统，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型；

S400，基于协同过程，提取模型至提资文件中，完成提资过程，和/或，将提资文件中的模型导入项目中，完成收资过程。

在该实施例的S100中，作为一优选实施例，输变电工程数字化交付标准，可以对输变电工程模型的建模规则、命名规则、项目原点基点测量点设置、工程属性信息设置、系统属性、空间设置进行规范化约束。

在该实施例的S100中，作为一优选实施例，输变电工程六级系统，包括六个层级，其中可以包括：

第一层级为工程类型；

第二层级为工程中的专业分类；

第三层级为专业细分；

第四层级为专业中的构件；

第五层级为第四层级中部分构建的延伸；

第六层级为构件中的结构细分。

进一步地，作为一优选实施例，对于输变电工程六级系统的每一个层级中的每一个类别，均设有对应的类型代码。

在该实施例的S200中，作为一优选实施例，将输变电工程模型按照确定的输变电工程六级系统进行拆分中，还可以包括：

将构件与指定系统进行绑定。

在该实施例的S300中，作为一优选实施例，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，可以包括：

根据需求，将拆分后的输变电工程模型的指定部分进行单独打包，并根据需求，对打包后的不同部分之间进行整合和/或汇总，进而得到所需模型。

在该实施例中，作为一优选实施例，输变电工程模型为BIM模型。

如图2所示，为本发明一优选实施例中基于六级系统的输变电工程协同设计方法流程图。

如图2所示，该优选实施例提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法，可以包括如下步骤：

步骤1)，制定基于输变电工程数字化交付标准的输变电工程六级系统分类；

步骤2)，提出基于六级系统的变电数据管理模式，将输变电工程模型按照输变电工程六级系统进行拆分；

步骤3)，确定基于六级系统结构化数据的模型协同方式，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型；

步骤4)，基于协同过程，完成基于六级系统结构化数据的输变电协同设计。

该优选实施例提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法，首先基于输变电工程数字化模型交付标准提出结构化模型数据管理方法，再基于此方法建设一套模型协同设计方法。

下面对该优选实施例进一步说明如下，其中输变电工程模型为BIM模型。

步骤1)，制定基于输变电工程数字化交付标准的输变电工程六级系统分类

输变电工程数字化交付标准是输变电工程协同设计交付的统一标准，对于输变电工程模型的建模规则、命名规则、项目原点基点测量点设置、工程属性信息设置、系统属性、空间设置有着规范化的约束。

针对数字化交付标准的要求，结合输变电工程的特点，提出基于六级系统的数字化模型管理模式。将六级系统作为针对输变电工程设计的管理系统，分为六个层级，通过层级实现对模型的管理。每一层每个类别都有对应的类型代码，整个模型通过类型代码实现BIM模型的查找和管理。第一个层级为工程类型，如变电工程、架空线路工程、电缆线路工程，第二个层级为工程中的大的专业分类，如电气工程土建工程，第三层级为专业细分，如电气一次、电气二次、暖通、给排水等，第四五级为具体专业(即构件)，根据专业的不同，有些专业(构件)只深入到四级，而有些会具体到五级，六级系统为描述和分类系统(即构件中的结构细分)，如变压器的类型等，根据不同工程不同专业的特点对结构进行细分，从而描述整个工程项目。

步骤2)，提出基于六级系统的变电数据管理模式，将输变电工程模型按照输变电工程六级系统进行拆分

基于六级系统的管理模式中，每一个构件都属于一个四级系统或五级系统，这个属性可以在建模中进行体现。在应用中，可以选择某一个系统，快速定位到属于这个系统的所有构件，由于层级关系和结构化关系的存在，选择上一个层级也可以选中属于这个级别的所有子系统的构件，进行高效的管理。将BIM模型中的所有构件全部按移交标准的规定，合并到对应的系统中。结合系统管理工具，能够迅速定位某一个系统，也可以分类查看某一项或者几项系统，非常方便快捷，而且让模型的管理更加规范化。六级系统的分类标准和管理模式，也是提资工作的基础。设计人员可以按照六级系统的分类对模型进行查看和拆分，能够快速定位和筛选需要提资的模型部分，进一步地，结合提资工具能够快速的实现模型提资。

步骤3)，确定基于六级系统结构化数据的模型协同方式，将拆分后的输变电工程模型各部分按需分包协同，得到所需模型

常见的设计协同模式有工作集模式和链接模式。二者主要异同如下表所示：

工作集模式的优点包括：1)方便编辑；2)协同性强。缺点包括：1)用户操作复杂；2)工作集权限难以把控；3)同步时间长。链接模式的优点包括：1)工作性能稳定；2)运行速度快；3)异地数据转移方便；4)团队成员使用方便。缺点包括：1)协同性弱；2)模型整合和出图性差。

输变电工程因其设计特殊性，难以按照常规协同设计模式进行模型分类，模型的拆分并非按照建筑、结构、机电进行拆分和链接，而是根据一次设备、二次设备、辅控设备等进行划分。根据上面提出的六级系统标准对输变电工程BIM模型进行划分，可以弥补传统协同模式的缺陷。电网工程设计人员进一步利用结构化数据筛查拆分要提资的模型部分，然后将部分模型已经提资和收资，从而实现根据不同专业的提资过程，实现协同过程。

步骤4)，基于协同过程，完成基于六级系统结构化数据的输变电协同设计

根据六级系统结构化数据，完成提资和收资两个过程。提资过程可以根据选择卷册信息，提取模型至提资文件中。收资过程是选择提资文件，将提资文件中模型导入项目中。

下面结合附图以及一具体应用实例，对本发明上述实施例提供的技术方案进一步详细描述如下。

本具体应用实例提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法，属于一种基于输变电工程数字化模型交付标准的结构化模型数据管理技术，并基于该技术实现了一种基于结构化数据的模型协同设计方法。

下面通过举例具体说明该具体应用实例提出的方法下的输变电工程模型协同设计，包括如下步骤：

步骤1：确定输变电工程六级系统分类具体元素。图3、图4分别展示了变电站工程、架空线路工程及电缆线路工程的系统划分。

步骤2：将输变电工程BIM模型按六级系统进行拆分，将构件与指定系统进行绑定，便于高效管理。

图5展示了变电站工程的系统管理。图6为某变电站模型的所有一次设备。根据分类标准结合系统管理工具，让设计人员和审查人员能够快速选择某一个分项，快速定位查看。

线路工程不同于变电站工程，在六级系统之外，项目管理人员还关注构件的路线代号和编号，因此线路工程中在六级管理系统的基础上，又增加了“线路编号”维度，增加多级查找筛选条件，对模型进行更加精准的定位和管理。如图7所示，选择相应的项目并选择系统类型后可以进一步指定对应的线路编号进行检测。

步骤3：模型按六级系统分包协同。例如电气一次的设计人员可以将模型中电气一次部分进行打包，只提供电气一次部分的模型，而不是像传统的协同模式，必须把所有模块进行提资，再使用链接或者工作集的方式进行整合。

步骤4：在基于六级系统结构化数据的基础上上进行专业提资收资。

提资界面如图8所示。点击【确定】按钮，确认所选择卷册信息并弹出“选择主卷册”弹出框；点击【提示】按钮：卷册信息已关联模型；【选择主卷册】弹出框：可选择主卷册、输入“版本号”，将所选择卷册信息及模型，保存至指定文件目录，如图9所示。文件名称：TZ_{工程编号}_{卷册名称}_{版本号}.Rvt。

收资界面如图10所示。选择提资文件，文件中必须包含工程信息模型(DPR.rfa)，另外文件中工程编号应当与当前项目工程编号一致。点击【导入】按钮：选择需要卷册信息及模型，导入至当前项目；点击【差异比较】按钮：选择卷册模型可以进行提资模型与当前项目模型差异比较，比较结果如图11所示。

本发明第二个实施例提供了一种基于六级系统的输变电工程协同设计系统，如图12所示，可以包括如下模块：输变电工程六级系统设计模块、模型拆分模块、模型分包协同模块以及提资收资模块。

其中：

输变电工程六级系统设计模块，该模块基于输变电工程数字化交付标准，确定输变电工程六级系统；

模型拆分模块，该模块根据输变电工程六级系统的管理模式，将输变电工程BIM模型按照确定的输变电工程六级系统进行拆分；

模型分包协同模块，该模块根据基于六级系统的结构数据协同模式，将拆分后的输变电工程BIM模型各部分按需分包协同，得到所需模型；

提资收资模块，该模块基于协同过程，提取模型至提资文件中，完成提资过程，和/或，将提资文件中的模型导入项目中，完成收资过程。

本发明第三个实施例提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行程序时可用于执行上述实施例中任一项方法。

可选地，存储器，用于存储程序；存储器，可以包括易失性存储器(英文：volatilememory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)，如静态随机存取存储器(英文：static random-access memory，缩写：SRAM)，双倍数据率同步动态随机存取存储器(英文：Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，缩写：DDR SDRAM)等；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)。存储器用于存储计算机程序(如实现上述方法的应用程序、功能模块等)、计算机指令等，上述的计算机程序、计算机指令等可以分区存储在一个或多个存储器中。并且上述的计算机程序、计算机指令、数据等可以被处理器调用。

上述的计算机程序、计算机指令等可以分区存储在一个或多个存储器中。并且上述的计算机程序、计算机指令、数据等可以被处理器调用。

处理器，用于执行存储器存储的计算机程序，以实现上述实施例涉及的方法中的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。

处理器和存储器可以是独立结构，也可以是集成在一起的集成结构。当处理器和存储器是独立结构时，存储器、处理器可以通过总线耦合连接。

本发明第四个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时可用于执行上述实施例中任一项方法。

本发明上述实施例提供的基于六级系统的输变电工程协同设计方法及系统，通过对模型分类和拆分实现输变电工程协同设计。其中，对模型分类和拆分，均基于六级系统的系统模式，而不是单个的模型文件，不同的文件之间，又可以通过六级系统进行整合和/或汇总；针对数字化交付标准的要求，结合变电站工程的特点，提出基于六级系统的数字化模型管理模式；其中，六级系统是针对输变电工程设计的管理系统，分为六个层级，通过层级实现对模型的管理。每一层每个类别都有对应的专业代码，整个模型通过类型代码实现BIM模型的查找和管理。不同于链接模型，设计人员不需要人工对模型进行拆分打包，只要按照交付标准建立的模型，协同工具能够自动识别专业的所有构件，进行选取。

需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照方法的技术方案实现系统的组成，即，方法中的实施例可理解为构建系统的优选例，在此不予赘述。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。