CN110362936A - 基于bim技术的电站小管道二次设计施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，用于解决电力建设项目中“小管道二次设计”技术难题以及管道施工完成后多余管道和不足管道之间的云置换问题，包括以下步骤：S1：根据建筑、结构、管道施工图及场地规划图建立电厂建筑结构及有关管道设备的三维立体模型，导入有关管道和设备模型各自的基本数据、位置数据和供货数据；S2：建立管道BIM三维模型；S3：对管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；S4：通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；本发明通过建立三维实体模型，合理规划管道走向，精确定位管道位置，可从不同方向查看管道模型，使管道布置可视化。

Description

基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法

技术领域

本发明涉及小管道设计领域，尤其涉及基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法。

背景技术

小管道遍布火力发电厂主厂房的各个角落，特点是管线规格、型号种类多，工作状态及工作环境各异。因各设计院对小管道一般只出具系统图而不出布置图，只给出起点和终点，在电厂建设过程中，各施工企业根据现场实际情况进行二次设计，自行决定小管道的位置和走向，施工随意性较大。若二次设计不当，不仅会影响美现和功能，且极易造成专业内或专业间的碰撞，一旦返工将会导致工期、人力、材料和成本的浪费。本发明主要用于解决电力建设项目中“小管道二次设计”技术难题，使用“BIM技术”对小管道进行三维建模，在模型中反映各类工程信息，实现小管道合理、美观布置，结合BIM技术可视化施工技术交底，优化设计和施工流程，出具明细表和统计工程量，从而减少返工和成本，产生良好的效益。

发明内容

本发明的目的在于提供基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法；用于解决电力建设项目中“小管道二次设计”技术难题以及管道施工完成后多余管道和不足管道之间的云置换问题，本发明通过建立三维实体模型，合理规划管道走向，精确定位管道位置，实现管道设计工艺合理、布置美观，解决管道实际布置的空间紧凑、布置凌乱以及现场碰撞等问题，且通过碰撞检查避免二次设计错误；通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；可从不同方向查看管道模型，使管道布置可视化，施工人员对管道空间位置一目了然，便于施工；通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换，可以实现剩余管道的合理利用，实现管道利用的最大化；

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，该施工方法包括以下步骤：

S1：根据建筑、结构、管道施工图及场地规划图设计图纸并根据建立电厂建筑结构及有关管道设备的三维立体模型，导入有关管道和设备模型各自的基本数据、位置数据和供货数据；基本数据包括型号和数量以及管道与管道、管道与设备之间连接的管件型号和数量；供货数据包括管道和管件的供货商以及供货单价、供货位置、管道销量和供货商的信誉；

S2：建立管道BIM三维模型；

S3：对管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；

S4：通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；

S5：通过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；具体步骤如下：

SS1：通过数据采集模块统计管道BIM三维模型内管道的型号及对应的管道总长并生成管道材料清单；将管道的型号记为Ej，j＝1、……、n；管道长度记为Fj，j＝1、……、n；

SS2：根据供货数据对供货商进行筛选；将每种管道对应的供货商记为Gj_i，根据供货商对应的供货位置与电厂的位置得到供货距离差并将其记为Wj_i；供货商对应的管道销量、供货商的信誉分别记为Xj_i、Yj_i；j＝1、……、n；i＝1、……、n；

SS3：供货商的信誉包括订单约定时间之前出货的次数和订单约定时间之后出货的次数和好评的次数并将其依次记为Paj_i、Pbj_i、Pcj_i；

SS4：利用公式获取得到供货商的信誉Yj_i；其中h1和h2均为预设比例系数固定值；

SS5：利用公式获取得到供货商的推荐值TZj_i；其中，m1、m2、m3为预设比例系数；

SS6：根据供货商的推荐值选择推荐值最大的供货商Gj_i以及对应的供货单价Dj_i；利用公式获取得到生产工程造价M；

S6：通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换；剩余管道为管道施工中按照尺寸切割产生的剩余不能使用的管道；需要管道为施工中按照尺寸切割管道不足够安装的管道；

S3所述的建立颜色标识的具体过程如下：

a：对不同的管道系统的管道进行颜色设定；将管道系统记为Ai，i＝1、……、7；管道系统包括高压抽汽系统、低压抽汽系统、辅汽系统、汽机本体疏水系统、冷热段系统、主蒸汽系统和备用疏水系统；设定管道系统的颜色记为Ci，i＝i＝1、……、7；Ai与Ci一一对应；

b：对管道系统划分空间区域并标记为Bi，i＝1、……、7；Ai与Bi一一对应；

c：获取管道的位置数据与管道系统的空间区域进行匹配，得到管道所处管道系统Ai，并对该管道的外表面进行标识颜色Ci；

S2中所述建立管道BIM三维模型的具体过程为：根据管道的起点和终点，建立管道的二次设计模型及位置数据，进行三维立体模型的碰撞检测，如果有碰撞，进行模型优化，再次进行碰撞检测，直至没有碰撞为止，得到碰撞检测后且没有碰撞的管道二次设计模型；在管道二次设计模型上布置阀门站位置、小管道的走向以及疏水收集箱和集水漏斗的位置得到管道BIM三维模型；

S6所述的云置换具体置换步骤如下：

步骤一：将电厂联系人信息、剩余管道和需要管道型号以及对应长度发送至云平台；电厂联系人信息包括联系人姓名和联系方式以及电厂地址并将该电厂其标记为需求用户；

步骤二：其他用户通过访问云平台查看并进行置换预定并将其置换预定的客户标记为置换用户；并记为ZHi，i＝1、……、n；置换预定为需要剩余管道，提供需要管道；

步骤三：通过数据采集单元采集置换用户的电厂地址、运送次数和置换次数并计算用户的匹配值；通过电厂地址和置换用户电厂的地址计算运送距离Hi，i＝1、……、n；运送次数记为YSi，i＝1、……、n；置换次数记为ZPi，i＝1、……、n；

步骤四：利用公式记为PPi＝YSi*b1+ZPi*b2+1/Hi*b3获取得到置换用户的匹配值PPi；其中b1、b2和b3为预设比例系数；

步骤五：将匹配值PPi最大的置换用户标记为确认用户；同时采集该需求用户的运送次数和置换次数；根据步骤四中的公式获得需求用户的匹配值；

步骤六：根据匹配值的大小判断运送方；当需求用户的匹配值大于确认用户，则确认用户为运送方；确认用户将置换的管道运送至需求用户的电厂；并通过移动终端发送置换指令和置换时的图片至云平台进行存储；发送成功后，确认用户的运送次数和置换次数均增加一次，需求用户增加置换一次。

本发明的有益效果：

(1)通过建立三维实体模型，合理规划管道走向，精确定位管道位置，实现管道设计工艺合理、布置美观，解决管道实际布置的空间紧凑、布置凌乱以及现场碰撞等问题，且通过碰撞检查避免二次设计错误；通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；可从不同方向查看管道模型，使管道布置可视化，施工人员对管道空间位置一目了然，便于施工；

(2)本发明通过管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；使得不同系统用不同颜色加以区分，方便管道类型的识别；

(3)通过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；可有效控制工程量和工程造价，不再需要人力物力去统计材料；

(4)通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换，可以实现剩余管道的合理利用，实现管道利用的最大化。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法的流程图。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，该施工方法包括以下步骤：

S1：根据建筑、结构、管道施工图及场地规划图设计图纸并根据建立电厂建筑结构及有关管道设备的三维立体模型，导入有关管道和设备模型各自的基本数据、位置数据和供货数据；基本数据包括型号和数量以及管道与管道、管道与设备之间连接的管件型号和数量；供货数据包括管道和管件的供货商以及供货单价、供货位置、管道销量和供货商的信誉；有关管道为构建电站所需的所有电厂管道；有关管道设备为构建电站所需的所有电厂管道和电厂设备；

S2：建立管道BIM三维模型；建立管道BIM三维模型的具体过程为：根据管道的起点和终点，建立管道的二次设计模型及位置数据，进行三维立体模型的碰撞检测，如果有碰撞，进行模型优化，再次进行碰撞检测，直至没有碰撞为止，得到碰撞检测后且没有碰撞的管道二次设计模型；在管道二次设计模型上布置阀门站位置、小管道的走向以及疏水收集箱和集水漏斗的位置得到管道BIM三维模型；

S3：对管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；建立颜色标识的具体过程如下：

a：对不同的管道系统的管道进行颜色设定；将管道系统记为Ai，i＝1、……、7；管道系统包括高压抽汽系统、低压抽汽系统、辅汽系统、汽机本体疏水系统、冷热段系统、主蒸汽系统和备用疏水系统；设定管道系统的颜色记为Ci，i＝i＝1、……、7；Ai与Ci一一对应；

b：对管道系统划分空间区域并标记为Bi，i＝1、……、7；Ai与Bi一一对应；

c：获取管道的位置数据与管道系统的空间区域进行匹配，得到管道所处管道系统Ai，并对该管道的外表面进行标识颜色Ci；对不同系统用不同颜色加以区分，方便管道类型的识别；

S4：通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；

S5：通过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；具体步骤如下：

SS1：通过数据采集模块统计管道BIM三维模型内管道的型号及对应的管道总长并生成管道材料清单；将管道的型号记为Ej，j＝1、……、n；管道长度记为Fj，j＝1、……、n；

SS2：根据供货数据对供货商进行筛选；将每种管道对应的供货商记为Gj_i，根据供货商对应的供货位置与电厂的位置得到供货距离差并将其记为Wj_i；供货商对应的管道销量、供货商的信誉分别记为Xj_i、Yj_i；j＝1、……、n；i＝1、……、n；

SS3：供货商的信誉包括订单约定时间之前出货的次数和订单约定时间之后出货的次数和好评的次数并将其依次记为Paj_i、Pbj_i、Pcj_i；

SS4：利用公式获取得到供货商的信誉Yj_i；其中h1和h2均为预设比例系数固定值；

SS5：利用公式获取得到供货商的推荐值TZj_i；其中，m1、m2、m3为预设比例系数；

SS6：根据供货商的推荐值选择推荐值最大的供货商Gj_i以及对应的供货单价Dj_i；利用公式获取得到生产工程造价M；

S6：通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换；剩余管道为管道施工中按照尺寸切割产生的剩余不能使用的管道；需要管道为施工中按照尺寸切割管道不足够安装的管道；云置换具体置换步骤如下：

步骤一：将电厂联系人信息、剩余管道和需要管道型号以及对应长度发送至云平台；电厂联系人信息包括联系人姓名和联系方式以及电厂地址并将该电厂其标记为需求用户；

步骤二：其他用户通过访问云平台查看并进行置换预定并将其置换预定的客户标记为置换用户；并记为ZHi，i＝1、……、n；置换预定为需要剩余管道，提供需要管道；

步骤三：通过数据采集单元采集置换用户的电厂地址、运送次数和置换次数并计算用户的匹配值；通过电厂地址和置换用户电厂的地址计算运送距离Hi，i＝1、……、n；运送次数记为YSi，i＝1、……、n；置换次数记为ZPi，i＝1、……、n；

步骤四：利用公式记为PPi＝YSi*b1+ZPi*b2+1/Hi*b3获取得到置换用户的匹配值PPi；其中b1、b2和b3为预设比例系数；

步骤五：将匹配值PPi最大的置换用户标记为确认用户；同时采集该需求用户的运送次数和置换次数；根据步骤四中的公式获得需求用户的匹配值；

步骤六：根据匹配值的大小判断运送方；当需求用户的匹配值大于确认用户，则确认用户为运送方；确认用户将置换的管道运送至需求用户的电厂；并通过移动终端发送置换指令和置换时的图片至云平台进行存储；发送成功后，确认用户的运送次数和置换次数均增加一次，需求用户增加置换一次；

本发明的工作原理：根据建筑、结构、管道施工图及场地规划图设计图纸并根据建立电厂建筑结构及有关管道设备的三维立体模型，导入有关管道和设备模型各自的基本数据、位置数据和供货数据；建立管道BIM三维模型；对管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；通过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换；通过建立三维实体模型，合理规划管道走向，精确定位管道位置，实现管道设计工艺合理、布置美观，解决管道实际布置的空间紧凑、布置凌乱以及现场碰撞等问题，且通过碰撞检查避免二次设计错误；通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；可从不同方向查看管道模型，使管道布置可视化，施工人员对管道空间位置一目了然，便于施工；通过管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；使得不同系统用不同颜色加以区分，方便管道类型的识别；过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；可有效控制工程量和工程造价，不再需要人力物力去统计材料；通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换，可以实现剩余管道的合理利用，实现管道利用的最大化；通过数据采集模块统计管道BIM三维模型内管道的型号及对应的管道总长并生成管道材料清单；根据供货数据对供货商进行筛选；利用公式获取得到供货商的推荐值TZj_i；根据供货商的推荐值选择推荐值最大的供货商Gj_i以及对应的供货单价Dj_i；利用公式获取得到生产工程造价M；将电厂联系人信息、剩余管道和需要管道型号以及对应长度发送至云平台；电厂联系人信息包括联系人姓名和联系方式以及电厂地址并将该电厂其标记为需求用户；其他用户通过访问云平台查看并进行置换预定并将其置换预定的客户标记为置换用户；利用公式记为PPi＝YSi*b1+ZPi*b2+1/Hi*b3获取得到置换用户的匹配值PPi；将匹配值PPi最大的置换用户标记为确认用户；同时采集该需求用户的运送次数和置换次数；根据步骤四中的公式获得需求用户的匹配值；根据匹配值的大小判断运送方；当需求用户的匹配值大于确认用户，则确认用户为运送方；确认用户将置换的管道运送至需求用户的电厂；并通过移动终端发送置换指令和置换时的图片至云平台进行存储。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：

S1：根据建筑、结构、管道施工图及场地规划图设计图纸并根据建立电厂建筑结构及有关管道设备的三维立体模型，导入有关管道和设备模型各自的基本数据、位置数据和供货数据；基本数据包括型号和数量以及管道与管道、管道与设备之间连接的管件型号和数量；供货数据包括管道和管件的供货商以及供货单价、供货位置、管道销量和供货商的信誉；有关管道设备为构建电站所需的所有电厂管道和电厂设备；

S2：建立管道BIM三维模型；

S3：对管道BIM三维模型内的管道表面建立颜色标识；

S4：通过720云全景技术展示标识后小管道模型并通过VR设备进行查看；

S5：通过管道BIM三维模型统计管道材料清单并计算生产工程造价；具体步骤如下：

SS1：通过数据采集模块统计管道BIM三维模型内管道的型号及对应的管道总长并生成管道材料清单；将管道的型号记为Ej，j＝1、……、n；管道长度记为Fj，j＝1、……、n；

SS2：根据供货数据对供货商进行筛选；将每种管道对应的供货商记为Gj_i，根据供货商对应的供货位置与电厂的位置得到供货距离差并将其记为Wj_i；供货商对应的管道销量、供货商的信誉分别记为Xj_i、Yj_i；j＝1、……、n；i＝1、……、n；

SS3：供货商的信誉包括订单约定时间之前出货的次数和订单约定时间之后出货的次数和好评的次数并将其依次记为Paj_i、Pbj_i、Pcj_i；

SS4：利用公式获取得到供货商的信誉Yj_i；其中h1和h2均为预设比例系数固定值；

SS5：利用公式获取得到供货商的推荐值TZj_i；其中，m1、m2、m3为预设比例系数；

SS6：根据供货商的推荐值选择推荐值最大的供货商Gj_i以及对应的供货单价Dj_i；利用公式获取得到生产工程造价M；

S6：通过管道BIM三维模型与管道材料清单进行预组装获取得到剩余管道和不足管道；并对剩余管道和需要管道进行云置换；剩余管道为管道施工中按照尺寸切割产生的剩余不能使用的管道；需要管道为施工中按照尺寸切割管道不足够安装的管道。

2.根据权利要求1所述的基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，其特征在于，S3所述的建立颜色标识的具体过程如下：

a：对不同的管道系统的管道进行颜色设定；将管道系统记为Ai，i＝1、……、7；管道系统包括高压抽汽系统、低压抽汽系统、辅汽系统、汽机本体疏水系统、冷热段系统、主蒸汽系统和备用疏水系统；设定管道系统的颜色记为Ci，i＝i＝1、……、7；Ai与Ci一一对应；

b：对管道系统划分空间区域并标记为Bi，i＝1、……、7；Ai与Bi一一对应；

c：获取管道的位置数据与管道系统的空间区域进行匹配，得到管道所处管道系统Ai，并对该管道的外表面进行标识颜色Ci。

3.根据权利要求1所述的基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，其特征在于，S2中所述建立管道BIM三维模型的具体过程为：根据管道的起点和终点，建立管道的二次设计模型及位置数据，进行三维立体模型的碰撞检测，如果有碰撞，进行模型优化，再次进行碰撞检测，直至没有碰撞为止，得到碰撞检测后且没有碰撞的管道二次设计模型；在管道二次设计模型上布置阀门站位置、小管道的走向以及疏水收集箱和集水漏斗的位置得到管道BIM三维模型。

4.根据权利要求1所述的基于BIM技术的电站小管道二次设计施工方法，其特征在于，S6所述的云置换具体置换步骤如下：

步骤一：将电厂联系人信息、剩余管道和需要管道型号以及对应长度发送至云平台；电厂联系人信息包括联系人姓名和联系方式以及电厂地址并将该电厂其标记为需求用户；

步骤二：其他用户通过访问云平台查看并进行置换预定并将其置换预定的客户标记为置换用户；并记为ZHi，i＝1、……、n；置换预定为需要剩余管道，提供需要管道；

步骤三：通过数据采集单元采集置换用户的电厂地址、运送次数和置换次数并计算用户的匹配值；通过电厂地址和置换用户电厂的地址计算运送距离Hi，i＝1、……、n；运送次数记为YSi，i＝1、……、n；置换次数记为ZPi，i＝1、……、n；

步骤四：利用公式记为PPi＝YSi*b1+ZPi*b2+1/Hi*b3获取得到置换用户的匹配值PPi；其中b1、b2和b3为预设比例系数；

步骤五：将匹配值PPi最大的置换用户标记为确认用户；同时采集该需求用户的运送次数和置换次数；根据步骤四中的公式获得需求用户的匹配值；

步骤六：根据匹配值的大小判断运送方；当需求用户的匹配值大于确认用户，则确认用户为运送方；确认用户将置换的管道运送至需求用户的电厂；并通过移动终端发送置换指令和置换时的图片至云平台进行存储；发送成功后，确认用户的运送次数和置换次数均增加一次，需求用户增加置换一次。