CN107562962A - 一种基于bim的变电站信息监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，包括依次从底层到高层通讯连接的数据采集层、数据库层、核心服务层和应用层，所述核心服务层包括3DGIS+BIM融合系统和云服务平台。与现有技术相比，本发明通过建立包括3D模型、时间、数据信息在内的5D数据库，并采用3DGIS+BIM融合技术和云技术，将电站日常管理过程中不同阶段创建的BIM模型、资源构件按时间进行版本管理，使得所有版本可查询、可追溯，实现变电站整体直观地可视化表现和电气设备的综合监管。

Description

一种基于BIM的变电站信息监测管理系统

技术领域

本发明涉及变电站管理技术领域，尤其是涉及一种基于BIM的变电站信息监测管理系统。

背景技术

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。BIM技术能够集成工程项目各类信息(规划设计、施工、后期运维管理、各设备信息等)进行建模，它具有三维仿真、模拟测试、信息集成、共享协作等功能，可有效应用于建设项目全寿命周期的项目规划、协同设计、碰撞检查、性能分析、施工模拟、成本和进度控制等方面，能够有效控制设计变更，减少返工浪费和工期损失，以及完整留存建筑物设备材料管线信息，对提高项目精细化管理水平以及增强后期物业管理维护的针对性等，都具有重要意义。

目前，应用在变电站三维设计代表性软件有AVEVA公司PDMS软件、Autodesk公司的Revit系列软件、Bentley公司的Microstation和国产博超公司的STD软件等，它们都具有如下特点：面向对象的设计方式、直接用三维模型设计，支持数据格式开放，便于不同软件间数据交换；同时软件集成了专业应用软件。

国外建筑设计领域已广泛应用建筑信息技术(BIM)，核心是一个由计算机三维模型所形成的数据库，以还原真实空间的三维复杂形态，引入虚拟现实技术，实现在虚拟建筑中的漫游，展示建筑成长的过程。这些数据库信息在建筑全过程中动态变化调整，并可以及时准确的调用系统数据库中包含的相关数据，加快决策进度、提高决策质量，使设计、施工、运维等进行信息的共享和管理，从而提高项目质量，降低项目成本。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于BIM的变电站信息监测管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，包括依次从底层到高层通讯连接的数据采集层、数据库层、核心服务层和应用层，所述核心服务层包括3DGIS+BIM融合系统和云服务平台。

优选的，所述数据采集层包括人工录入系统和信息采集系统。

优选的，所述信息采集系统包括监控系统、移动终端、监测设备、扫描设备、建筑信息模型平台和地理空间信息平台。

优选的，所述扫描设备包括激光扫描设备、射频扫描设备和光学扫描设备。

优选的，所述数据库层包括应用业务数据库、地理空间数据库和动态监测数据库，所述应用业务数据库包括系统管理和业务应用产生的各类数据，所述地理空间数据库包括构建整个电站三维场景的各类基础数据。

优选的，所述应用层包括在线监测终端、运行管理终端和浏览查询终端。

优选的，所述数据库层的所有相关密码字段都采用MD5加密。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过建立包括3D模型、时间、数据信息在内的5D数据库，并采用3DGIS+BIM融合技术和云技术，将电站日常管理过程中不同阶段创建的BIM模型、资源构件按时间进行版本管理，使得所有版本可查询、可追溯，实现变电站整体直观地可视化表现和电气设备的综合监管。

2、通过数据采集层的多信息采集渠道，提供了关于变电站能耗、环境、冷却水系统、报警等信息的统计情况，用户可以对变电站的运行情况一目了然，方便管理。

3、数据库层的所有相关密码字段都采用MD5加密，即使数据库泄露也不能非法登录，保障了系统的安全性。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图中标注：1、数据采集层，2、数据库层，3、核心服务层，4、应用层，5、人工录入系统，6、信息采集系统，7、应用业务数据库，8、地理空间数据库，9、动态监测数据库，10、3DGIS+BIM融合系统，11、云服务平台，12、在线监测终端，13、运行管理终端，14、浏览查询终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，包括依次从底层到高层通讯连接的数据采集层1、数据库层2、核心服务层3和应用层4，核心服务层3包括3DGIS+BIM融合系统10和云服务平台11。

核心服务层3包含对整个系统的三维地理空间及综合业务信息支撑部分，包含空间数据构建引擎、空间数据服务引擎和空间数据承载应用等，通过云服务平台11实现核心服务层与各系统的信息交互。核心服务层3通过各类地理空间数据的融合处理以及业务员数据的组织调用，为各类三维空间的应用提供支持。核心服务层依托强大的二次开发接口，可以支持对已有信息化建设投资的保护和继承；支持异构系统的接入、功能子模块的增加，以及其他特殊应用的扩展。核心服务层3通过各项协议或规约和各子系统进行对接。

数据采集层1包括人工录入系统5和信息采集系统6。人工录入系统5包括各种可通过人工输入信息的电子设备。信息采集系统6包括监控系统、移动终端、监测设备、扫描设备、建筑信息模型平台、地理空间信息平台。监控系统包括视频监控、全景摄影等信息采集设备；监测设备包括各种传感器等监测设备；扫描设备包括激光扫描设备、射频扫描设备和光学扫描设备等；移动终端包括智能手机、各种智能便携式设备等；建筑信息模型平台包括BIM模型与属性信息等。

数据采集层1的外部系统数据接口支持动态监测系统通过网络接入本系统。数据采集层1采用IEC104规约实现与变电站中主控设备的连接，获取变电站的生产运行信息。数据采集层1采用ModBus/TCP协议与辅控系统通信，获取智能化辅控设备与水冷系统等的运行参数，并将数据存放在数据库层2中的数据库。本系统通过视频监控系统接口实现与变电站视频监控系统连接，获取变电站内的实时监控视频。视频安防系统提供所有设备点位图，提供视频监控系统的.NET软件开发工具包，软件开发工具包支持根据IP采集所有视频摄像机和拾音器的实时信号和历史录像，并具备摄像机控制(对云台的随意控制、方位操作和变焦操作、实时录像、计划录像、报警联动录像、音频同步录像等)和视频分析与识别等高级功能；通过数据库或SDK向核心服务层3开放所有的摄像机、编解码器、管理服务器、流媒体服务器、客户端服务器和磁盘阵列等设备数据和设备故障报警信息；开放嵌入式网络数字硬盘录像机的通道报警和异常报警信号。

变电站设施设备及线路在运行过程中通过扫描仪、传感器等获取设备信息和各种设施设备产生的电压、电流等状态信息，系统将通过设计开发的数据结构和外部协议接口实时获取并即时存储这些信息，在应用层4通过三维设备空间实时展示监控信息，也作为变电站及线路运行维护管理的历史数据以方便分析、统计、回溯、查看等。

数据库层2采用5D(3D模型+1D时间+1D内容)数据库设计，包括时间和空间组合的方式实现项目全程所有数据信息按时间(包括了版本信息)管理。数据库层2包括应用业务数据库7、地理空间数据库8和动态监测数据库9。其中，应用业务数据库7包括系统管理和业务应用产生的各类数据；地理空间数据库8包括构建整个电站三维场景的各类基础数据：遥感影像数据、矢量地图数据、数字高程模型数据、BIM模型数据库、建筑三维数据库等。数据库层2的安全性采用以下方式保障：

1.所有相关密码字段都采用MD5加密，即使数据库泄露也无法非法登录；

2.程序采用防止SQL注入的架构，让数据库应对web应用无懈可击；

3.数据库采用每天自动备份，让数据安全性更有保障。

应用层4包括在线监测终端12、运行管理终端13、浏览查询终端14，具体为计算机显示终端、智能手机等智能终端设备，可获取关于变电站能耗、环境、冷却水系统、报警等信息，并对整个变电站的运行进行监控和管理。

Claims (7)

1.一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，包括依次从底层到高层通讯连接的数据采集层、数据库层、核心服务层和应用层，所述核心服务层包括3DGIS+BIM融合系统和云服务平台。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述数据采集层包括人工录入系统和信息采集系统。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述信息采集系统包括监控系统、移动终端、监测设备、扫描设备、建筑信息模型平台和地理空间信息平台。

4.根据权利要求3所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述扫描设备包括激光扫描设备、射频扫描设备和光学扫描设备。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述数据库层包括应用业务数据库、地理空间数据库和动态监测数据库，所述应用业务数据库包括系统管理和业务应用产生的各类数据，所述地理空间数据库包括构建整个电站三维场景的各类基础数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述应用层包括在线监测终端、运行管理终端和浏览查询终端。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的变电站信息监测管理系统，其特征在于，所述数据库层的所有相关密码字段都采用MD5加密。