CN109753717A - 一种配电网构件数字模型的构建方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网构件数字模型的构建方法及应用。本发明利用Revit软件建模功能，通过分析配电网系统中各种构筑物的工程施工图纸，收集与相应构筑物相关的详细设计图纸，详细设计图纸包含各种构件，构件即电力设备和装置性材料，根据组成配电网不同工程、不同构件的几何属性和物理属性建立参数化的配电网构件数字模型，同时给所有模型都添加相应的不同参数，形成配电网构件数字模型库，即电力设备模型库和各种装置性材料模型库。本发明基于设计规范建立参数化的配电网构件数字模型，再利用配电网构件数字模型，结合Revit软件二次开发和工程CAD图纸建立配电网工程模型，最终可实现配电网构件数字模型与动态价值信息的联动。

Description

一种配电网构件数字模型的构建方法及应用

技术领域

本发明涉及电力系统数字模型构建技术领域，具体地说是一种配电网构件数字模型的构建方法及应用。

背景技术

工程项目领域的技术日趋成熟，选择合理高效的技术支撑项目全寿命周期管理，尤其是成本管理对于一个以固定资产投资为核心的企业来说至关重要。建筑信息模型(Building&Information Modeling)是近些年来在国外的一些项目上不断应用，其所带来的直接经济效益、社会效益日益明显。该技术是通过对工程项目几何属性、物理特性、材质性质等数据的集成和提取，创建并利用数字化模型，对在建项目的设计、施工等的全过程进行管理和优化操作的方法和技术。其最大的特点是通过一个虚拟的信息平台，在实际工程决策阶段用模型对建筑的性能、成本、可施工性、运营情况进行事前模拟研究，对发现的问题提前解决或制定出解决方案，从而得到最优的项目实施方案，在项目全过程中都可以运用。

电力配电网项目工程建设管理形成了一套比较完整、可行的工程造价体系，包含配电网工程项目的估算、概算、预算、结算、决算和控制价、合同价和结算价。三维数字模型对项目工程工程量和项目计列更为精确，深度更有利于招投标、施工管理，更适合工程造价的精益化管理。同时三维数字模型加快“五算三价”的编制，提高造价编制的质量和效率。通过Revit数字模型，减弱编制造价时的主观误差，快速、精准地生成可有效贯通“五算三价”的造价数据，提高不同阶段的数据的可对比性，是当前亟需解决的关键问题，具有很高的理论价值和较强的实际意义。

综上所述，如何充分实现实物与价值间相对准确的变动及互相影响的估算分析，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。由此可见，构建一种配电网构件数字模型十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种参数化的配电网构件数字模型的构建方法，利用配电网构件数字模型构建相应的工程模型，将工程模型输出的工程量导入电力系统造价软件，在造价软件完成工程预结算等造价工作，再将造价数据转换返回数字模型，最终实现配电网构件数字模型与动态价值信息的联动。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种配电网构件数字模型的构建方法，包括：

利用Revit软件建模功能，通过分析配电网系统中各种构筑物的工程施工图纸，收集与相应构筑物相关的详细设计图纸，详细设计图纸包含各种构件，构件即电力设备和装置性材料，根据组成配电网不同工程、不同构件的几何属性和物理属性建立参数化的配电网构件数字模型，同时给所有模型都添加相应的不同参数，形成配电网构件数字模型库，即电力设备模型库和各种装置性材料模型库。

本发明在建模过程中收集相关详细的设计图纸，有标准图籍的参考标准图籍，无标准图籍的收集生产厂家资料。根据收集到的数据建立相应的模型，并保证模型与设计的规格、尺寸等几何属性都相符，并给所有模型都添加上相应的参数(如材质、重量、生产厂商、图库编码等)。

首先，数字信息模型技术下的建模设计过程是以三维状态为基础，不同于CAD的基于二维状态下的设计。在常规CAD状态下的设计，绘制的构件没有构件属性，只有由点、线、面构成的封闭图形。而在数字信息模型技术下绘制的构件本身具有各自的属性，每一个构件在空间中都通过X、Y、Z坐标各自的独立属性。设计过程中设计师构想能够通过电脑屏幕上虚拟出来三维立体图形，达到三维可视化下的设计。同时构建的模型具有各自的属性，如变压器，点击变压器属性可知变压器的位置、规格尺寸、厂商品牌、出厂日期、大修和更换情况等，这些属性通过软件将数据保存为信息模型(为后续的运维阶段化做准备)。

其次，在数字信息模型技术下的设计，多人可以协同工作，能够最大程度的提高设计速度；并且建立设计人员间互享的数据平台，实现设计人员的有机合作，提高图纸质量。

数字模型中提取符合配电网建设、运维、技改等相关定额计算规则的工程量，实现数字模型与动态价值信息的联动，建立增量配电网全信息数字模型。

作为上述技术方案的补充，步骤1)的具体内容如下：

1)整理配电网构件属性：整理配电网设计规范以及收集到的施工图、设备照片，分析整理各种工程的不同构件的几何属性和物理属性，然后整理出同一构件可参数化控制的几何、物理属性；

2)规范配电网构件数字模型名称：根据构件的属性以及Revit软件要求，规范配电网构件数字模型名称，根据构件属性用@符号作为标识符，作为Revit软件提取的标识，即@构件名称；

3)建立参数化的配电网构件数字模型：按构件名称、属性以及信息价的计价最小单元，建立相应的可参数化控制的配电网构件数字模型；

作为上述技术方案的补充，步骤1)中，对于电力设备，只整理其可参数化的物理属性；对于装置性材料，整理出其可参数化的几何属性和物理属性。

作为上述技术方案的补充，步骤2)中，由于Revit软件的限制，不同形状的同一构件用第二个@及以后@接需要区别同类构件的不同规格的构件属性，最后@接构件运输类型/设备。

作为上述技术方案的补充，步骤3)中，根据构件几何属性在Revit软件界面中确定参照标高平面，绘制参照平面确定构件的长度、宽度、厚度所在面，然后给线的间距或长度赋予可控制参数；最后用Revit绘图命令绘制三维数字模型，并把所建三维数字模型保存至配电网构件数字模型库。

作为上述技术方案的补充，所述的电力设备和装置性材料包括变压器、环网柜、电缆、混凝土杆和绝缘导线。

作为上述技术方案的补充，所述的参数为构件的几何属性和物理属性，所述的几何属性包括构件的长、宽、高、直径和半径，所述的物理属性包括构件的电压等级、电流强度、容量、材质、重量和生产厂商。

本发明的另一目的是提供一种上述配电网构件数字模型的应用，其基于工程图纸，利用配电网构件数字模型建立配电网工程模型：

根据工程CAD图纸，在Revit软件中用已建的配电网构件数字模型库的多个构件组合成配电网构件组合件，导入工程CAD图纸，按照CAD图纸上工程的路径图，以构件和构件组合件建立配电网工程模型；

根据CAD图纸，绘制和工程相关的周边概况。

本发明基于设计规范建立参数化的配电网构件数字模型，再利用配电网构件数字模型，结合Revit软件二次开发和工程CAD图纸建立配电网工程模型，从而方便Revit软件二次开发建立与造价信息相关模块，将造价数据转换返回配电网构件数字模型，最终可实现配电网构件数字模型与动态价值信息的联动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明配电网构件数字模型建立的流程图；

图2为本发明配电网工程模型建立的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是在基于设计规范等建立参数化配电网构件数字模型，方便配电网构件数字模型与价值体系关联。

本发明提供一种配电网构件数字模型的构建方法。

如图1所示，利用Revit软件建模功能，通过分析配电网系统中各种构筑物的工程施工图纸，收集与相应构筑物相关的详细设计图纸，详细设计图纸包含各种构件，构件即电力设备和装置性材料，根据组成配电网不同工程(如电气设备工程、架空线路工程、电缆工程、通信及自动化工程等)、不同构件的几何属性和物理属性建立参数化的配电网构件数字模型，同时给所有模型都添加相应的不同参数，形成电力设备模型库和各种装置性材料模型库。

(1)整理配电网构件属性

Revit族属性可分为几何属性及物理属性，Revit模型族的几何参数使得同一形状的构件，只需调整设定的参数使其形成不同大小的构件，并且通过其可计算造价所需长度、面积、体积等；Revit的模型族的物理参数，通过设置不同的物理属性，可以匹配不同的造价信息，以及控制构件的使用年限等。

整理《国家电网公司配电网工程典型设计》(2016版)、金具图册等配电网设计规范以及收集到的施工图、设备照片，分析整理各种工程(如电气设备工程、架空线路工程、电缆工程、通信及自动化工程等)的不同构件的几何属性和物理属性，然后整理出同一构件可参数化控制的几何、物理属性，如长、宽、直径等；对于电力设备，只整理其可参数化的物理属性，如电流、电压，容量、生产日期、制造商等；对于装置性材料，整理出其可参数化的几何属性和物理属性。

(2)规范配电网构件数字模型名称

规范的模型名称可以使配电网模型库整洁，且有用于Revit二次开发。根据构件的属性以及Revit软件要求，规范数字模型名称。

根据构件的属性以及Revit软件要求，规范配电网构件数字模型名称，根据构件属性用@符号作为标识符，作为Revit软件提取的标识，即@构件名称；由于Revit软件的限制，不同形状的同一构件用第二个@及以后@接需要区别同类构件的不同规格的构件属性，最后@接构件运输类型/设备。即@配电网构件名称【@规格/材质等】@运输类型/设备(注：【】里的为可选，运输类型：混凝土杆、混凝土预制品、塔材、线材、金具、绝缘子、零星钢材、砂、石、石灰、水泥、砖、土、水、塑料制品、其他材料制品)，例如@柱式瓷瓶@绝缘子、@铁横担@HD-1900@金具、@避雷器@设备。

(3)建立参数化的配电网构件数字模型

按构件名称、属性以及信息价的计价最小单元，建立相应的可参数化控制的配电网构件数字模型。

首先根据构件几何属性在Revit软件界面中确定参照标高平面，绘制参照平面确定构件的长度、宽度、厚度所在面，然后给线的间距或长度赋予可控制参数；最后用Revit绘图命令绘制三维数字模型，并把所建三维数字模型保存至配电网构件数字模型库。

(4)基于工程图纸建立配电网工程模型

根据工程CAD图纸，在Revit软件中用已建的配电网构件数字模型组合混凝土杆杆头、钢管杆、电缆井，排管等，如φ190×15(M)双回路直线杆由混凝土杆(@混凝土杆@混凝土杆)、横担(@铁横担@XXXXX@金具)、绝缘子(@柱式瓷瓶@绝缘子)、螺栓(@螺栓@金具)等组合而成，3m直线电缆井由垫层(@电缆井垫层@建材)、混凝土底板(@电缆井混凝土底板@建材)、墙体(@墙@建材)等组合而成。

导入已有CAD图纸，按照CAD图纸上工程的路径图，以杆，导线、电缆井、排管、设备等数字模型原件组合项目工程模型。

根据CAD图纸，绘制和项目工程相关的周边概况。1)线路跨越的河流，名称@河流@跨越，属性“河宽”；2)线路跨越的电力线路，名称@电力线路@跨越，属性“电压”、“带电情况”：是、否；3)线路跨越的公路，名称@公路@跨越，属性“类型”：等级、高速；4)线路跨越的经济作物，名称@经济作物@跨越，5)线路跨越的房屋，名称@房屋@跨越。

以上对本发明进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，包括：

利用Revit软件建模功能，通过分析配电网系统中各种构筑物的工程施工图纸，收集与相应构筑物相关的详细设计图纸，详细设计图纸包含各种构件，构件即电力设备和装置性材料，根据组成配电网不同工程、不同构件的几何属性和物理属性建立参数化的配电网构件数字模型，同时给所有模型都添加相应的不同参数，形成配电网构件数字模型库，即电力设备模型库和各种装置性材料模型库。

2.根据权利要求1所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，步骤1)的具体内容如下：

1)整理配电网构件属性：整理配电网设计规范以及收集到的施工图、设备照片，分析整理各种工程的不同构件的几何属性和物理属性，然后整理出同一构件可参数化控制的几何、物理属性；

2)规范配电网构件数字模型名称：根据构件的属性以及Revit软件要求，规范配电网构件数字模型名称，根据构件属性用@符号作为标识符，作为Revit软件提取的标识，即@构件名称；

3)建立参数化的配电网构件数字模型：按构件名称、属性以及信息价的计价最小单元，建立相应的可参数化控制的配电网构件数字模型。

3.根据权利要求2所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，步骤1)中，对于电力设备，只整理其可参数化的物理属性；对于装置性材料，整理出其可参数化的几何属性和物理属性。

4.根据权利要求2所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，步骤2)中，由于Revit软件的限制，不同形状的同一构件用第二个@及以后@接需要区别同类构件的不同规格的构件属性，最后@接构件运输类型/设备。

5.根据权利要求2所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，步骤3)中，根据构件几何属性在Revit软件界面中确定参照标高平面，绘制参照平面确定构件的长度、宽度、厚度所在面，然后给线的间距或长度赋予可控制参数；最后用Revit绘图命令绘制三维数字模型，并把所建三维数字模型保存至配电网构件数字模型库。

6.根据权利要求1所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，所述的电力设备和装置性材料包括变压器、环网柜、电缆、混凝土杆和绝缘导线。

7.根据权利要求1所述的配电网构件数字模型的构建方法，其特征在于，所述的参数为构件的几何属性和物理属性，所述的几何属性包括构件的长、宽、高、直径和半径，所述的物理属性包括构件的电压等级、电流强度、容量、材质、重量和生产厂商。

8.权利要求1-7任一项所述配电网构件数字模型的应用，其特征在于，基于工程图纸，利用配电网构件数字模型建立配电网工程模型：

根据工程CAD图纸，在Revit软件中用已建的配电网构件数字模型库的多个构件组合成配电网构件组合件，导入工程CAD图纸，按照CAD图纸上工程的路径图，以构件和构件组合件建立配电网工程模型；

根据CAD图纸，绘制和工程相关的周边概况。