CN112053429A - 一种基于gim三维设计模型的变电站施工管控平台 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台。所述管控平台包括前期数据准备模块、施工规划模块、专项分析模块和过程管控模块；前期数据准备模块，用于导入GIM文件，查看从GIM文件中解析得到的项目信息、设备清册、三维设计资料以及三维设计成果；施工规划模块，用于为后续场地布置和工序规划提供材料选型、设备选型以及工序规划、场地布置、施工计划；专项分析模块，用于对施工项目中涉及的碰撞检测、车辆通过性检测、超限预警和施工推演等专项进行分析；过程管控模块用于辅助施工过程管控，包括班前培训、风险分析、进度上报、生成报告与信息查询。能够直观、全面、高效地管理变电站施工项目。

Description

一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台

技术领域

本申请涉及施工管理技术领域，尤其涉及一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台。

背景技术

长期以来在电力建设工程中，现场安全管理、技术管理采取的都是文字描述的方式，缺少形象的三维展示和真实的观感体验，造成管理效果不能达到预期。

现有的施工管理中，由于不能直观地验证施工方案的可行性，在施工过程中会出现因方案考虑不严密而造成的事故，而且现有的三维模型的创建和应用偏重于管理单位形象展示及宣传，并没有深入到施工层面，没有偏重于施工现场的管理。

因此，亟需一种能够方便变电站的建设管理单位、施工管理单位以及施工监理单位等日常进行施工组织设计、施工进度管理、施工培训组织等施工一线管理人员使用的变电站施工管控平台。

发明内容

本申请提供了一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，包括前期数据准备模块、施工规划模块、专项分析模块和过程管控模块；

前期数据准备模块，用于导入GIM文件，查看从GIM文件中解析得到的项目信息、设备清册、三维设计资料以及三维设计成果；

施工规划模块，用于为后续场地布置和工序规划提供材料选型、设备选型以及工序规划、场地布置、施工计划；

专项分析模块，用于对施工项目中涉及的碰撞检测、车辆通过性检测、超限预警和施工推演等专项进行分析；

过程管控模块用于辅助施工过程管控，包括班前培训、风险分析、进度上报、生成报告与信息查询。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，前期数据准备模块包括导入GIM格式数据单元、查看项目信息单元、查看设备清册单元、查看三维设计资料单元以及查看三维设计成果单元。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，导入GIM格式数据单元用于导入遵循国家电网GIM标准的gim格式的三维设计成果文件，并以列表形式优先显示自动记录成功打开过的GIM文件；

查看项目信息单元用于从GIM文件中的FAM文件中解析得到项目信息供施工人员查看；

查看设备清册单元用于对GIM文件中的设备设施进行统计形成设备清册，根据需求导出设备清册；

查看三维设计资料单元用于根据浏览调用请求显示项目移交结果；

查看三维设计成果单元用于对GIM文件进行解析和三维重构，形成三维场景进行设计成果展示。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，管控平台在初次加载GIM文件时构建三维模型缓存和属性数据库，后续加载GIM文件直接加载模型缓存和数据库中的数据。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，施工规划模块包括材料选型单元、设备选型单元、工序规划单元、场地布置单元、施工计划单元。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，材料选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的材料，其中材料在系统中以三维模型和属性信息两种形态组成；

设备选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的设备型号；

工序规划单元通过将施工过程抽象并细分为前后相互关联的一系列工序将施工过程数字化；

场地布置单元用于根据选择的不同场地类型，在三维场景中选择场地合适的位置，并实时计算与周边设施的空间关系；

施工计划单元根据工序规划单元规划的成果自动生成网络图信息，以甘特图形式显示。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，工序规划单元界面分别由位于界面中部的网络图控件，界面底部的资源统计控件以及界面右侧的参数设置控件，界面上部的功能按钮以及配置关联对话框组成。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，在专项分析模块中：

在三维场景或场地布置场景中进行量测，在场景中显示两点间的三维空间距离，通过移动端点来调整锚点；

在三维车辆设备布置场景时，选择合适位置，计算车辆或设备与周边设施间的空间距离，对于超限情况，高亮预警，通过键盘切换位置和方向；

在碰撞检测页面里，选择路线，设置路径的节点，在设置过程中，自动检测路径上与周边设备的空间距离；

在工序规划、场地布置、碰撞检测页面，根据情况自动计算，对于超限情况，及时通过高亮来超限预警。

在施工计划页面中，按照施工计划自动编排场景中模型的显示与隐藏。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，班前培训具体为根据施工项目的特点，预先设置培训的内容，在班前会上通过播放内容，对于待训人员进行演示；

风险分析具体为在场景中显示风险点的位置，显示风险上报的信息；

进度上报，具体为在施工计划页面中，弹出进度上报对话框，在对话框中，选择日期，列出当前日期下的工序，拖动滑块，设置工序进度的百分比，设置完成后，在施工计划甘特图中显示工序进度情况；

生成报告，具体为在设备清册页面中，将设备清册导出为Excel格式的文件；

信息查询，具体为在三维场景中，弹出设备的属性页面供用户掌握设备的属性。

如上所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其中，所述管控平台的工作方法为：

响应于接收施工人员输入的三维设计成果GIM文件，解析GIM文件生成三维模型、图层结构和属性信息，根据属性信息统计生成设备清册，然后根据设备清册输出设备清册文件；

响应于接收施工人员输入的工序流程，根据工序流程自动生成施工计划，根据施工计划生成推演动画；

响应于接收施工人员输入的场地布置模型、设备设施模型和车辆行驶路线，计算空间距离数值、场地布置及碰撞检测情况、设备设施位置及碰撞检测情况和车辆路线行驶检测情况。

本申请实现的有益效果如下：采用本申请提供的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，以GIM三维设计成果基础信息规范为基础，通过借助先进的信息技术手段、三维可视化与虚拟仿真技术，将三维设计成果三维可视化直观展示，利用高效的工序规划控件对变电站施工方案进行规划。为施工进度管理、过程推演、施工人机资源利用率、安全防护等提供技术手段，进一步提升变电站施工精细化管控水平，同时减少施工安全隐患，节约工程成本，实现一种更加直观、全面、高效的辅助管理手段。

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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台示意图；

图2是本申请实施例二提供的一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台的工作方法流程图。

具体实施方式

下面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。

实施例一

本申请实施例一提供一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，采用C/S架构进行系统设计，采用三维引擎平台作为基础平台，采用结构化的空间数据库作为支撑，如图1所示，所示管控平台包括前期数据准备模块、施工规划模块、专项分析模块和过程管控模块，以下对各模块进行详细描述：

(1)前期数据准备模块

前期数据准备模块，用于导入GIM文件、工序流程、施工进度、风险标注、场景布置模型、设备设施模型和车辆行驶路线，具体包括导入GIM格式数据单元、查看项目信息单元、查看设备清册单元、查看三维设计资料单元以及查看三维设计成果单元；

导入GIM格式数据单元用于导入遵循国家电网GIM标准的gim格式的三维设计成果文件，并以列表形式优先显示自动记录成功打开过的GIM文件，通过浏览对话框，可以选择性加载gim格式的设计成果。

对于初次加载的GIM文件，管控平台会构建三维模型缓存和属性数据库，因此初次加载的时间会比较长；对于后续加载的文件，会直接加载模型缓存和数据库中的数据，加载时间将大大缩短。另外数据库中附带一份GIM样例数据。

查看项目信息单元用于从GIM文件中的FAM文件中解析得到项目信息供施工人员查看，项目信息包括但不限于动态投资、开工日期、投产时间、地震动峰值加速度、设防裂度、累年极端最高气温、累年极端最低气温等。

查看设备清册单元用于对GIM文件中的设备设施进行统计形成设备清册，根据需求可导出设备清册，设备清册包括设备名称、型号及规格、单位和数量。

查看三维设计资料单元用于根据浏览调用请求显示项目移交结果，包括pdf，dwg等格式的图纸文件。

查看三维设计成果单元用于对GIM文件进行解析和三维重构，形成三维场景进行设计成果展示。

在实施人员实际操作管控平台中，通过鼠标的操作，进行场景浏览：按下鼠标右键，可以围绕鼠标位置进行环绕浏览；按下鼠标中间进行拖动，可以进行观察视角的平行移动。鼠标左键用于点击操作，如量测和属性查询中，通过单击或双击来完成选择和绘制的功能。

此外，管控平台还构建了与业务紧密相关的图层控制，通过树状结构，可以直观地了解变电站文件的组成层次，通过勾选结构树子项的选中状态，来控制三维场景中GIM模型的显示和隐藏。

(2)施工规划模块

施工规划模块用于为后续场地布置和工序规划提供材料选型、设备选型以及工序规划、场地布置、施工计划，包括材料选型单元、设备选型单元、工序规划单元、场地布置单元、施工计划单元。

材料选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的材料，其中材料在系统中以三维模型和属性信息两种形态组成。

设备选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的设备型号。实际操作中，通过键盘的左右箭头键或者鼠标点击，来浏览不同的设备情况。

工序规划单元是进行施工组织设计的核心功能；通过将施工过程抽象并细分为前后相互关联的一系列工序，来达到将施工过程数字化，从而进行系统科学分析的基础性工作；

工序包括工序和单位两个层级，其中单位是对工序的一种分类和组合，起到便于管理的作用，工序是施工流程管理的核心，是承载施工资源分配的节点，是沟通施工流程与GIM模型的桥梁，是实现施工管控信息化的切入点。

管控平台的工序规划单元界面分别由位于界面中部的网络图控件，界面底部的资源统计控件以及界面右侧的参数设置控件，界面上部的功能按钮以及配置关联对话框组成；实际操作中，通过点击新建工序按钮新建工序，在网络图控件中，生成“单元工序0”的工序节点，点击该节点，选中工序节点，在右侧的参数设计控件中，显示该节点的相关典型工序参数；

典型工序参数包括单位工程、工序名称、编号、工期、工程量、开始时间、施工效率、机械台数、用工人数、结束时间等。

实际操作中，通过点击功能栏上“新建单位”按钮新建单位工程，在网络图控件中，生成单位工程节点，选中节点，在参数设置控件中，进行参数设置，典型的参数包括：单元工程；在新建工程完成后，在后续的工序参数设置中，通过修改单位工程的名称，系统自动将该工序，包括在工程节点中，并自动计算工程节点的开始和结束时间。

进一步地，在工序及工程的参数设置过程中，后台进程会及时根据输入的内容，自动计算，对于超限情况，进行预警提醒。

通过点击“配置”功能按钮选中工序节点，弹出配置对话框，用于将该工序与GIM模型进行关联，实现将工序的工作内容与多个GIM模型进行关联，并设计响应的动作，默认的动作为在三维场景中将该模型从隐藏切换为显示；

通过点击新建，创建一条关联，点击连接选项，出现下拉列表，该列表与GIM数据的层次结构同源。双击列表中的项目，即该项目与工序相关连。同时可以设置触发该项目的时机，默认为立即触发，如果选择延后触发，则会在设置的持续时间后，触发动作。

另外，通过，上移，下移按钮来调整关联项目间的关系，点击删除来删除选中项目。

工序参数输入完成后，需要将工序与前置工序进行关联，点击前置工序节点右上角的“+”标记，并拖动连接到当前工序的“+”标记，如果连接正确，将生成从前置工序到当前工序的连接线。同时在系统中，将构建前置工序和当前工序的前置后续关系，后台将自动计算当前工序的开始和结束时间。

如果想删除某个工序或工序组，在选中拟删除节点后，点击删除按钮，系统将重新计算网络图结构，断开与前置后续工序节点的关联关系，删除在后台实时统计中的预警节点。

在网络图编辑完成后，点击保存，将信息保存到数据库中。在后续的过程中，通过导入按钮，来加载上次保存的信息。

场地布置单元用于根据选择的不同场地类型，在三维场景中选择场地合适的位置，并实时计算与周边设施的空间关系，避免超出阈值；实际操作中，通过点击左键放置设施，通过键盘上的q，w，r键来切换场地对象的位置，方向和大小。

施工计划单元根据工序规划单元规划的成果自动生成网络图信息，以甘特图形式显示；其中，在甘特图的左侧有树控件，由工序组和工序按照工序顺利来组织，右侧由横道图来组成，通过折叠甘特图左侧的树状结构，来控制甘特图中项目的显示状态。

(3)专项分析模块

专项分析模块用于对施工项目中涉及的碰撞检测、车辆通过性检测、超限预警和施工推演等专项进行分析。

在三维场景或场地布置等场景中，点击量测按钮，在场景中进行两次点击，显示两点间的三维空间距离，通过移动端点来调整锚点。

在三维车辆设备布置场景时，移动鼠标，选择合适位置，在过程中，系统会计算车辆或设备与周边设施间的空间距离，对于超限情况，高亮预警，通过键盘上的q，w来切换位置和方向。

在碰撞检测页面里，选择路线，在场景中连续点击左键，设置路径的节点，双击结束路径设置。在设置过程中，自动检测路径上与周边设备的空间距离，对于超限情况，显示为红色，符合阈值要求的，显示为黄色。另外，在绘制结束后，还可以重新选择节点，通过手柄来移动调整节点，来调整路径。

在工序规划、场地布置、碰撞检测等页面，管控平台根据情况自动计算，对于超限情况，及时通过高亮来超限预警。

在施工计划页面中，点击推演按钮，管控平台按照施工计划自动编排场景中模型的显示与隐藏。

(4)过程管控模块

过程管控模块用于辅助施工过程管控，包括班前培训、风险分析、进度上报、生成报告与信息查询。

班前培训，具体为根据施工项目的特点，预先设置培训的内容，在班前会上通过播放内容，对于待训人员进行演示。

风险分析，具体为在场景中显示风险点的位置，通过点击风险点，显示风险上报的信息。

进度上报，具体为在施工计划页面中，点击上报，弹出进度上报对话框，在对话框中，选择右上角的日期，系统列出当前日期下的工序；拖动滑块，设置工序进度的百分比，设置完成后，在施工计划甘特图中显示工序进度情况。

生成报告，具体为在设备清册页面中，点击导出按钮，将设备清册导出为Excel格式的文件，如果操作系统中安装有支持xlsx格式的软件，将调用该软件打开清册文件。

信息查询，具体为在三维场景中，双击图层或GIM模型，如果GIM文件中有对应的属性，弹出设备的属性页面供用户掌握设备的属性。

本申请还提供基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台的工作方法，如图2所示，包括：

步骤210、响应于接收施工人员输入的三维设计成果GIM文件，解析GIM文件生成三维模型、图层结构和属性信息，根据属性信息统计生成设备清册，然后根据设备清册输出excel格式的设备清册文件；

步骤220、响应于接收施工人员输入的工序流程，根据工序流程自动生成施工计划，根据施工计划生成推演动画；

步骤230、响应于接收施工人员输入的场地布置模型、设备设施模型和车辆行驶路线，计算空间距离数值、场地布置及碰撞检测情况、设备设施位置及碰撞检测情况和车辆路线行驶检测情况。

以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，包括前期数据准备模块、施工规划模块、专项分析模块和过程管控模块；

前期数据准备模块，用于导入GIM文件，查看从GIM文件中解析得到的项目信息、设备清册、三维设计资料以及三维设计成果；

施工规划模块，用于为后续场地布置和工序规划提供材料选型、设备选型以及工序规划、场地布置、施工计划；

专项分析模块，用于对施工项目中涉及的碰撞检测、车辆通过性检测、超限预警和施工推演等专项进行分析；

过程管控模块用于辅助施工过程管控，包括班前培训、风险分析、进度上报、生成报告与信息查询。

2.如权利要求1所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，前期数据准备模块包括导入GIM格式数据单元、查看项目信息单元、查看设备清册单元、查看三维设计资料单元以及查看三维设计成果单元。

3.如权利要求2所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，

导入GIM格式数据单元用于导入遵循国家电网GIM标准的gim格式的三维设计成果文件，并以列表形式优先显示自动记录成功打开过的GIM文件；

查看项目信息单元用于从GIM文件中的FAM文件中解析得到项目信息供施工人员查看；

查看设备清册单元用于对GIM文件中的设备设施进行统计形成设备清册，根据需求导出设备清册；

查看三维设计资料单元用于根据浏览调用请求显示项目移交结果；

查看三维设计成果单元用于对GIM文件进行解析和三维重构，形成三维场景进行设计成果展示。

4.如权利要求3所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，管控平台在初次加载GIM文件时构建三维模型缓存和属性数据库，后续加载GIM文件直接加载模型缓存和数据库中的数据。

5.如权利要求1所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，施工规划模块包括材料选型单元、设备选型单元、工序规划单元、场地布置单元、施工计划单元。

6.如权利要求5所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，

材料选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的材料，其中材料在系统中以三维模型和属性信息两种形态组成；

设备选型单元用于为后续场地布置和工序规划中，选择项目拟采用的设备型号；

工序规划单元通过将施工过程抽象并细分为前后相互关联的一系列工序将施工过程数字化；

场地布置单元用于根据选择的不同场地类型，在三维场景中选择场地合适的位置，并实时计算与周边设施的空间关系；

施工计划单元根据工序规划单元规划的成果自动生成网络图信息，以甘特图形式显示。

7.如权利要求6所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，工序规划单元界面分别由位于界面中部的网络图控件，界面底部的资源统计控件以及界面右侧的参数设置控件，界面上部的功能按钮以及配置关联对话框组成。

8.如权利要求1所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，在专项分析模块中：

在三维场景或场地布置场景中进行量测，在场景中显示两点间的三维空间距离，通过移动端点来调整锚点；

在三维车辆设备布置场景时，选择合适位置，计算车辆或设备与周边设施间的空间距离，对于超限情况，高亮预警，通过键盘切换位置和方向；

在碰撞检测页面里，选择路线，设置路径的节点，在设置过程中，自动检测路径上与周边设备的空间距离；

在工序规划、场地布置、碰撞检测页面，根据情况自动计算，对于超限情况，及时通过高亮来超限预警；

在施工计划页面中，按照施工计划自动编排场景中模型的显示与隐藏。

9.如权利要求1所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，

班前培训具体为根据施工项目的特点，预先设置培训的内容，在班前会上通过播放内容，对于待训人员进行演示；

风险分析具体为在场景中显示风险点的位置，显示风险上报的信息；

进度上报，具体为在施工计划页面中，弹出进度上报对话框，在对话框中，选择日期，列出当前日期下的工序，拖动滑块，设置工序进度的百分比，设置完成后，在施工计划甘特图中显示工序进度情况；

生成报告，具体为在设备清册页面中，将设备清册导出为Excel格式的文件；

信息查询，具体为在三维场景中，弹出设备的属性页面供用户掌握设备的属性。

10.如权利要求1所述的基于GIM三维设计模型的变电站施工管控平台，其特征在于，所述管控平台的工作方法为：

响应于接收施工人员输入的三维设计成果GIM文件，解析GIM文件生成三维模型、图层结构和属性信息，根据属性信息统计生成设备清册，然后根据设备清册输出设备清册文件；

响应于接收施工人员输入的工序流程，根据工序流程自动生成施工计划，根据施工计划生成推演动画；

响应于接收施工人员输入的场地布置模型、设备设施模型和车辆行驶路线，计算空间距离数值、场地布置及碰撞检测情况、设备设施位置及碰撞检测情况和车辆路线行驶检测情况。

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