CN112257165B - 一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，包括：步骤S10，建立变电工程可研知识网络，构建设计安全审查规则；步骤S20，构建不安全因素自动识别机制；步骤S30，确定变电工程可研人工智能辅助审查的平台设计和算法设计，并构建基于BIM技术的变电工程可研辅助审查系统基础框架；步骤S40，构建变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库；步骤S50，向所述变电工程可研辅助审查软件系统输入BIM模型图纸文档及规则库，自动生成辅助审查报告。实施本发明，可以提升可研审查的专业性和准确性，提高效率并降低成本。

Description

一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法

技术领域

本发明涉及电力工程建设技术领域，尤其是一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法。

背景技术

工程建设标准是为在工程建设领域内制定的一套共同的、重复使用的技术依据和准则，主要是为了获得最佳秩序，对建设工程的勘察、规划、设计、施工、安装、验收、运营维护及管理等活动和结果需要协调统一的事项进行标准化。对促进技术进步，保证工程安全、质量、环境和公众利益，实现最佳社会效益、经济效益、环境效益和最优效率等，具有直接作用和重要意义。

对电力工程建设标准的实施进行监管，是保证电力工程建设标准得到准确实施的重要手段。随着相关法律规范陆续出台，以及勘察设计阶段的施工图设计文件审查制度、建设工程质量安全监督检查制度和竣工验收备案制度建立，电力工程建设规范实施的监督管理逐步走上法制化轨道，为保障电力工程建设质量与安全起到了重要作用。

但是现有技术中，对标准规范的实施监管仍存在以下不足之处：

其一，管理水平不一。因审查机构专业人员和经费匮乏，导致监督管理不到位。

其二，工作量繁重。近几年由于变电工程建设规模不断扩大，建筑趋于体量大、功能复杂，导致监管过程中涉及的人员多、环节多，审查适用的规范标准多、条文多。因此，对所有工程中不同阶段规范实施的监管任务变得繁重而艰巨，量多并且重复性大复性大。

其三，信息智能化程度低。施工图设计文件审查制度是建设工程勘察设计质量监督管理的重要环节，而目前对施工图进行规范审查仅仅依靠人工进行，缺乏相应的信息化智能技术，加上审查人员的经验以及专业技术水平高低不一等情况，容易存在漏审、错审现象，且效率低下，难以保证审查质量，难以保证对勘察设计阶段规范实施的监管。

规范实施的监管审查是一项严谨而又复杂的工作。面对以上问题，如何在目前计算机信息技术高度发达的条件下，利用技术手段降低规范条文实施监管工作量，提高监管效率，缩小专家水平导致的监管差距，进一步提高变电工作质量安全，降低质量事故发生率，就成为一个迫在眉睫的事情。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，可以提升可研审查的专业性和准确性，提高效率并降低成本。

为解决上述技术问题，本发明的一方面，提供一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其包括有以下步骤：

步骤S10，建立变电工程可研知识网络，构建设计安全审查规则；

步骤S20，构建不安全因素自动识别机制；

步骤S30，确定变电工程可研人工智能辅助审查的平台设计和算法设计，并构建基于BIM技术的变电工程可研辅助审查系统基础框架；

步骤S40，构建变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库；

步骤S50，向所述变电工程可研辅助审查软件系统输入BIM模型(建筑信息模型)图纸文档及规则库，利用规则库对BIM模型图纸中的标准性及强制性条款进行审查，利用人工智能对BIM模型图纸中的其他典型错误进行审查，从而确定所述BIM模型图纸文档是否符合规则以及是否存在不安全设计因素，并自动生成辅助审查报告。

优选地，所述步骤S10进一步包括：

采用文献综述法，对变电工程设计中可研不足的致因进行分析，结合设计方法对于减少危险源的使用性分析，归纳出主要与设计相关的不安全因素；

通过分析设计、规范与施工安全的关系，转译规范条文为计算机可处理的格式，构建基于规范条款的安全审查规则。

优选地，所述转译规范条文采用如下的方法来实现：

基于Autodesk Revit进行二次开发；采用计算机语言编码的方式，通过提取规范条文中的关键词以及关键条件，按照一定的规则转译为计算机语言程序，并构建相应的逻辑关系，实现对规范条文的转译。

优选地，所述步骤S20进一步包括：

利用规则库的标准性及强制性条款，通过对BIM技术的应用特征进行分析，证实BIM技术在实施安全审查规则自动检查具有可行性；

通过设计安全审查规则的应用机理，结合BIM的分析构建以BIM为平台的自动识别集成机制框架，从而为安全审查规则自动识别不安全因素的应用提供理论基础。

优选地，所述步骤S20中进一步包括：

根据安全审查规则应用机制的要求，通过BIM软件工具将设计方案构建成BIM模型，对BIM模型赋予构件ID和必要的参数信息；

启动BIM虚拟施工功能，安全审查规则对储存的预设特殊节点的构件进行检查，识别不安全设计因素；识别出的不安全因素在终端以3D模型等形式呈现，实现不安全因素的可视化；

根据BIM模型显示的不安全因素信息以及设计方案，考虑对这些因素的整改措施；

通过工具平台输出储存整个识别过程信息的报告。

优选地，所述步骤S30进一步包括：

整合自动规则审查与案例推理，建立基于BIM的消防安全自动规则审查系统；所述消防安全自动规则审查系统包括：规则层、模型层、平台层和优化层；其中，模型层与规则层的关联内容包括：法规解读、模型准备、模型审查与审查报告。

优选地，所述步骤S40进一步包括：

以设计架构、审查规则和识别机制为基础，研发形成变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库，以满足变电工程可研辅助审查的网络流量和性能需要，并能最终自动生成辅助审查报告。

实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，着眼于变电工程设计过程中规范监管审查过程中存在问题，从电气设计规范出发，以BIM软件Revit为平台，二次开发为方法，实现基于BIM的变电工程设计规范自动化审查方法。将BIM工具很好的与电力工程结合，利用深度学习、模式识别等人工智能技术，模拟专业人员，审查BIM化的可研材料的合规性，对变电工程可研成果与设计规程的相符性进行逐条校验。完成可研的合规性审查，输出合规性审查报告。通过充分利用人工智能的优势，提升可研审查的专业性和准确性，节约可研审查阶段的人力投入，减少人为失误。

本发明实施例中所产生的规范性BIM模型可还可应用于变电设备的施工安装及运维环节，实现规划、建设、运维的全过程数据无缝衔接。

本发明的实施例，可以在变电工程领域内创新性的开发出针对三维变电站设计图纸的审查系统，并针对变电工程中的重点难点信息，为使其在系统中被程序化，创新性的提出与这些信息相对应的变电设计规范的量化、优化方法；同进通过研究变电工程三维模型内元素的分类原则和元素间的关系，创新性的提出数据库对象类及其继承关系的优化方法。

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明提供的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法的一个实施例的流程示意图；

图2为图1中对应的更详细的原理图；

图3为图1中涉及的本发明的研究手段、研究内容和工程应用的关联关系示意图。

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。

为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对发明做进一步的阐述。

如图1所示，示出了本发明提供的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法的一个实施例的主流程示意图，一并结合图2和图3所示，在本实施例中，所述方法包括有以下步骤：

步骤S10：建立变电工程可研知识网络，构建设计安全审查规则；

在一个具体的例子中，所述步骤S10进一步包括：

采用文献综述法，对变电工程设计中可研不足的致因进行分析，结合设计方法对于减少危险源的使用性分析，归纳出主要与设计相关的不安全因素；

通过分析设计、规范与施工安全的关系，转译规范条文为计算机可处理的格式，构建基于规范条款的安全审查规则。

具体的，危险源的辨识和分类有利于正确认识设计事故发生机理、预防措施选择，采用文献综述法，对变电工程设计中主要的可研不足的致因进行了分析，结合设计方法对于减少危险源的使用性分析，归纳了三类主要的与设计相关的不安全因素。在此基础上提出安全审查规则的定义，通过分析设计、规范与施工安全的关系，构建基于规范条款的安全审查规则，并解析了该规则的构建方法。

可以理解的是，标准规范通常是书面文本，需进行规则解释，将规范转换为计算机可处理的格式，即转译规范条文的方法主要有两种方式：

一是计算机语言编码，用计算机语言编码需要专业知识定义、编写和维护，能够用于专业应用中。

二是参数表，将参数、分支等逻辑构造定义为一个规则集，不需要计算机编程。

而在本发明中，所述转译规范条文采用第一种方法来实现，具体地，基于AutodeskRevit进行二次开发；采用计算机语言编码的方式，通过提取规范条文中的关键词以及关键条件，按照一定的规则转译为计算机语言程序，并构建相应的逻辑关系，实现对规范条文的转译。

步骤S20：构建不安全因素自动识别机制；

可以理解的是，为节省设计师和工程师参与安全方面工作的时间和成本，安全审查规则识别不安全因素过程的自动化是关键。利用规则库的标准性及强制性条款，同时，通过对BIM技术的应用特征进行分析，证实BIM技术在实施安全审查规则自动检查具有可行性。通过设计安全审查规则的应用机理，结合BIM的分析构建以BIM为平台的自动识别集成机制框架，从而为安全审查规则自动识别不安全因素的应用提供理论基础。

具体地，在一个例子中，所述所述步骤S20中进一步包括：

根据安全审查规则应用机制的要求，通过BIM软件工具将设计方案构建成BIM模型，对BIM模型赋予构件ID和必要的参数信息；

启动BIM虚拟施工功能，安全审查规则对储存的预设特殊节点的构件进行检查，识别不安全设计因素；识别出的不安全因素在终端以3D模型等形式呈现，实现不安全因素的可视化；

根据BIM模型显示的不安全因素信息以及设计方案，考虑对这些因素的整改措施；

通过工具平台输出储存整个识别过程信息的报告。

需要说明的是：BIM技术的可视化、参数化、协同设计、虚拟施工等功能优势可以为安全审查规则提供一个动态数据化的设计方案，而且BIM能够进行功能扩展，为机制实现提供足够的技术衔接支持。设计师能够根据安全审查规则应用机制的要求，首先通过BIM软件工具将设计方案构建成BIM模型，对BIM模型赋予构件ID和必要的参数信息。然后启动BIM虚拟施工功能，安全审查规则对储存的预设特殊节点的构件进行检查，从而识别不安全设计因素。识别出的不安全因素在终端以3D模型等形式呈现，从而实现了不安全因素的可视化。设计师和施工方根据BIM模型显示的不安全因素信息以及设计方案，考虑对这些因素的整改措施，设计师既可以在该识别结果的基础上，参考施工方建议，对设计方案提出修改和优化方案。也可以将不安全因素的处理措施记录下来，在设计方案交底阶段提供给施工方，以帮助其充分准备施工安全方案。最后BIM通过工具平台输出储存整个识别过程信息的报告，对于需要某些专业相关方操作的，其可以根据该报以及最后的BIM模型处理不安全因素。

步骤S30：确定变电工程可研人工智能辅助审查的平台设计和算法设计，并构建基于BIM技术的变电工程可研辅助审查系统基础框架；

在一个具体的例子中，所述步骤S30进一步包括：

整合自动规则审查与案例推理，建立基于BIM的消防安全自动规则审查系统；所述消防安全自动规则审查系统包括：规则层、模型层、平台层和优化层；其中，模型层与规则层的关联内容包括：法规解读、模型准备、模型审查与审查报告。

步骤S40：构建变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库；

在一个具体的例子中，所述步骤S40进一步包括：

以设计架构、审查规则和识别机制为基础，研发形成变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库，以满足变电工程可研辅助审查的网络流量和性能需要，并能最终自动生成辅助审查报告。

步骤S50：示范工程论证性应用：向所述变电工程可研辅助审查软件系统输入BIM模型图纸文档及规则库，利用规则库对BIM模型图纸中的标准性及强制性条款进行审查，利用人工智能对BIM模型图纸中的其他典型错误进行审查，从而确定所述BIM模型图纸文档是否符合规则以及是否存在不安全设计因素，并自动生成辅助审查报告。

可以理解的是，在本发明的实施例中，实现标准性及强制性条款利用规则库进行审查，其他的典型错误问题用AI进行审查。通过BIM模型导入、规程图纸参数结构化、AI自动审查核心算法等关键技术，按照输变电工程可研环节涉及的重要规程的要求，设计检查算法，模拟人工，完成可研的合规性审查，输出合规性审查报告。本发明充分利用AI的优势，提升可研审查的专业性和准确性，节约可研审查阶段的人力投入，减少人为失误。

在本发明的实施例中，按照输变电工程可研环节涉及的重要规程的要求，设计检查算法，模拟人工，完成可研的合规性审查，项目充分利用AI的优势，提升可研审查的专业性和准确性，节约可研审查阶段的人力投入，减少人为失误，预计可节省可研审查阶段人力成本40％，节约审查时间35％，同时按照本项目的技术路线，还可进一步为初步设计提供支撑，预计依托BIM完成的可研阶段方案设计可达到初步设计深度70％。

按照本发明的实施例还可进一步开展初步设计、施工图等材料的审查和校验工作，其产生的规范性BIM模型可还可应用于变电设备的运维环节，实现规划、建设、运维的全过程数据无缝衔接。

实施本发明的实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例提供一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，着眼于变电工程设计过程中规范监管审查过程中存在问题，从电气设计规范出发，以BIM软件Revit为平台，二次开发为方法，实现基于BIM的变电工程设计规范自动化审查方法。将BIM工具很好的与电力工程结合，利用深度学习、模式识别等人工智能技术，模拟专业人员，审查BIM化的可研材料的合规性，对变电工程可研成果与设计规程的相符性进行逐条校验。完成可研的合规性审查，输出合规性审查报告。通过充分利用人工智能的优势，提升可研审查的专业性和准确性，节约可研审查阶段的人力投入，减少人为失误。

本发明实施例中所产生的规范性BIM模型可还可应用于变电设备的施工安装及运维环节，实现规划、建设、运维的全过程数据无缝衔接。

本发明的实施例，可以在变电工程领域内创新性的开发出针对三维变电站设计图纸的审查系统，并针对变电工程中的重点难点信息，为使其在系统中被程序化，创新性的提出与这些信息相对应的变电设计规范的量化、优化方法；同进通过研究变电工程三维模型内元素的分类原则和元素间的关系，创新性的提出数据库对象类及其继承关系的优化方法。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，包括有以下步骤：

步骤S10，建立变电工程可研知识网络，构建设计安全审查规则；

步骤S20，构建不安全因素自动识别机制；

步骤S30，确定变电工程可研人工智能辅助审查的平台设计和算法设计，并构建基于BIM技术的变电工程可研辅助审查系统基础框架；

步骤S40，构建变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库；

步骤S50，向所述变电工程可研辅助审查软件系统输入BIM模型图纸文档及规则库，利用规则库对BIM模型图纸中的标准性及强制性条款进行审查，利用人工智能对BIM模型图纸中的典型错误进行审查，从而确定所述BIM模型图纸文档是否符合规则以及是否存在不安全设计因素，并自动生成辅助审查报告；

其中，所述步骤S20中进一步包括：

根据安全审查规则应用机制的要求，通过BIM软件工具将设计方案构建成BIM模型，对BIM模型赋予构件ID和必要的参数信息；

启动BIM虚拟施工功能，安全审查规则对储存的预设特殊节点的构件进行检查，识别不安全设计因素；识别出的不安全因素在终端以3D模型形式呈现，实现不安全因素的可视化；

根据BIM模型显示的不安全因素信息以及设计方案，确定对这些因素的整改措施；

通过工具平台输出储存整个识别过程信息的报告。

2.根据权利要求1所述的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：

采用文献综述法，对变电工程设计中可研不足的致因进行分析，结合设计方法对于减少危险源的使用性分析，归纳出主要与设计相关的不安全因素；

通过分析设计、规范与施工安全的关系，转译规范条文为计算机可处理的格式，构建基于规范条款的安全审查规则。

3.根据权利要求2所述的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，所述转译规范条文采用如下的方法来实现：

基于Autodesk Revit进行二次开发；采用计算机语言编码的方式，通过提取规范条文中的关键词以及关键条件，按照预定的规则转译为计算机语言程序，并构建相应的逻辑关系，实现对规范条文的转译。

4.根据权利要求3所述的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，所述步骤S20进一步包括：

利用规则库的标准性及强制性条款，通过对BIM技术的应用特征进行分析，证实BIM技术在实施安全审查规则自动检查具有可行性；

通过设计安全审查规则的应用机理，结合BIM的分析构建以BIM为平台的自动识别集成机制框架，从而为安全审查规则自动识别不安全因素的应用提供理论基础。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，所述步骤S30进一步包括：

整合自动规则审查与案例推理，建立基于BIM的消防安全自动规则审查系统；所述消防安全自动规则审查系统包括：规则层、模型层、平台层和优化层；其中，模型层与规则层的关联内容包括：法规解读、模型准备、模型审查与审查报告。

6.根据权利要求5所述的一种变电工程可研与人工智能辅助审查方法，其特征在于，所述步骤S40进一步包括：

以设计架构、审查规则和识别机制为基础，研发形成变电工程可研辅助审查软件系统及其数据库，以满足变电工程可研辅助审查的网络流量和性能需要，并能最终自动生成辅助审查报告。