CN112685820A - 基于bim和gis的数字化电站交付方法、介质和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于BIM和GIS的数字化电站交付方法、介质和设备，确定数字化交付规则：确定数字化交付物交付的要求；确定数字化交付方案建立电站中数字化交付物的BIM、GIS模型或BIMGIS模型；数字化交付信息关联：确定电站中数字化交付物需要交付关联信息并且关联到交付物上；将完成信息关联的交付物的BIM、GIS模型或BIMGIS模型以及交付物所关联的信息作为交付对象进行交付；在交付完成后，通过本地窗口能够实现交付物详细信息的查看。本发明方法能够实现无纸数字化交互，克服传统交付存在效率低下以及准确度低下的技术问题，并且通过三维设计，为电站数字化提供源头，实现信息“源到端”直连，从根本上确保信息正确。

Description

基于BIM和GIS的数字化电站交付方法、介质和设备

技术领域

本发明涉及电站工程数据交付领域，特别涉及一种基于BIM和GIS的数字化电站交付方法、介质和设备。

背景技术

随着信息化的快速发展，涵盖工程施工建设过程信息的数字交付，是打通各个阶段的重要环节。目前我国越来越多的抽水蓄能电站从建设期逐步进入到运维期，在工程建设过程中产生了大量的工程建设文件，目前并没有一种很好的方式能将设计阶段、施工阶段、竣工阶段产生的各类数据进行统一的交付，使工程数据过渡到运维期得到进一步利用，造成数据资源的浪费。

由于抽水蓄能电站自身的特点：水工枢纽工程和地下厂房硐室群位于地下，特高压设备长期运行不停电，发电机组结构复杂，一旦安装后机组发电长期运行服务不大修，监测监控设备种类、数量也多且隐蔽性强，这造成了管理人员很难对生产现场各类建构筑物进行全方位的了解与跟踪查询，追溯工程记录时只能靠工程报告或二维的设计图纸回忆工程建设信息，缺乏直观了解工程数字化交付内容的手段。

传统的电站资料交付是通过设计图纸、文本标注等载体实现的，其设计成果数据准确性只能依靠人工校核来实现，这种交付方式也存效率低下的问题，在交付完成后，相关人员需要翻看大量的文件才能查询到对应交付内容。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，本发明方法能够实现无纸数字化交互，克服传统交付存在效率低下以及准确度低下的技术问题，并且通过三维设计，为电站数字化提供源头，实现信息“源到端”直连，从根本上确保信息正确。

本发明的第二目的在于提供一种基于BIM和GIS的数字化电站交付系统。

本发明的第二目的在于提供一种存储介质。

本发明的第四目的在于提供一种计算设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，包括：

S1、确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

S2、建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型；

S3、数字化交付信息相关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付的信息并且将上述信息关联到交付物上；

S4、数字化移交阶段：将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型以及交付物所关联的信息为交付对象进行交付；

S5、交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

优选的，数字化交付物包括电站中各竣工后的电厂对象，电厂对象包括电站各类工程中建构筑物、机组、设备和装置。

更进一步的，步骤S3中，电站中数字化交付物需要交付的信息包括动态数据信息和静态数据信息；

静态数据信息包括各电厂对象在竣工前后各个阶段的属性数据、地理信息数据和文档数据；

动态数据信息包括电站中各监测系统监测采集的信息；

当数字化交付物需要交付的关联信息包括动态数据信息时，在接收到信息查询指令时，在本地窗口显示监测系统实时采集的信息，并且对实时采集的信息进行判定，根据判定结果实现联动和/或报警功能。

更进一步的，电站中监测系统包括水情监测系统、自动化系统、视频监控系统和发电生产管理系统；

所述水情监测系统，用于采集水情信息，实现水情自动监测；水情监测系统实时采集的水情信息关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的水情信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示水情信息；同时对水情信息进行实时判定，当水位超过水位线时，通过本地窗口显示报警画面同时发送报警信息；

所述自动化系统，用于采集电站各类电力设备在线监测装置所监测到的状态数据，实现电站各类电力设备的状态的监测；自动化系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电力设备的状态查询指令，在接收到状态查询指令时，在本地窗口展示对应电力设备的状态信息；同时对电力设备的状态信息进行实时判定，根据判定结果判定出电力设备的安全状态，在出现不安全的情况时，通过本地窗口显示对应报警画面同时发送报警信息；

所述发电生产管理系统，用于采集电厂的设备信息，包括设备检修记录信息、缺陷记录信息、事故记录信息、设备标号信息和设备材质信息，实现电厂设备的监测；发电生产管理系统采集的信息管理到关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应设备交付物名称或交付物三维模型触发相应设备信息查询指令，在接收到设备信息查询指令时，在本地窗口展示设备信息；根据发电生产管理系统采集的设备信息，确定正在检修的对应设备，在本地窗口中将正在检修的对应设备的交付物名称或交付物三维模型进行标注和/或进行高亮显示，本地窗口中被标注和/或高亮显示的交付物名称或交付物三维模型，在接收信息查询指令后，展示对应设备的详细信息；

所述视频监控系统，用于采集电站对对应电厂对象的视频信息，实现电厂对象的视频监测，视频监控系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的视频信息查询指令，在接收到视频信息状态查询指令时，在本地窗口展示对应电厂对象的视频信息。

优选的，步骤S1中，交付物对应GIS三维模型交付的要求为：GIS三维模型精度为坐标系统和高程系统与勘察设计使用的系统保持一致，航测比例尺1:1000，利用DEM和DOM发布的地形，航测内业数据处理精度为：DOM是0.1米，DEM是1米格网；点云数据处理精度要求为不同扫描站点所测同名点的坐标互差小于1cm，高程互差小于1cm；

交付物对应BIM三维模型交付的要求为：采用参数化实体精确建模技术，以物理分界点建立模型，1:1表达各零件物理参数；机械设备建模到最小可拆分单元，建模精度mm，各个零件之间无干涉、无重叠现象；

确定数字化交付物交付的要求还包括确定交付范围、交付物及格式规定、电站电厂对象分解结构、电站电厂对象编号规定、交付物命名编号规定以及电站电厂对象类及属性规定。

优选的，还包括以下步骤，针对于步骤S3建立的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型，进行轻量化处理，得到轻量化模型，具体过程如下

S31、提取模型结构和属性信息；

S32、进行模型数据的三角化；

S33、隐藏模型识别与记录；

S34、模型顶点缓存优化，得到经过缓存优化的三角网格模型；

S35、将步骤S34中得到的三角网格模型编码压缩处理，得到轻量化模型；

步骤S5中，当交付物完成交付后，通过本地窗口显示对应交付物的轻量化模型，对于轻量化一体模型所隐藏的模型，通过本地窗口触发隐藏模型的查询指令，在接收到隐藏模型查询指令后，通过本地窗口显示隐藏模型及隐藏模型对应交付物关联的信息。

更进一步的，步骤S34中模型顶点缓存优化时采用线性时间的顶点缓存优化算法，具体步骤如下：

S341、建立模型网格顶点和三角形的邻接关系，初始化顶点优先值；

S342、选择模型任意顶点作为Fanning顶点；

S343、输出Fanning顶点相邻未输出的三角形，将这些三角形的顶点作为下一次选择的candidate，更新顶点缓存中的内容，更新这些顶点的优先值；

S344、对candidate中的顶点进行启发式搜索，首先判断三角形环输出后该顶点是否还在顶点缓存中，若多个顶点满足上述条件，则对这些顶点的三角形环优先值进行计算，选择优先值高的顶点作为下一次的Fanning顶点；若candidate中的顶点都不满足条件，那么就对顶点缓存中的其余顶点进行同样的搜索操作；若依然没有找到Fanning顶点，则说明顶点缓存中的包含这些顶点的三角形都已输出完毕，因此，重新任意选择一个顶点作为下一次的Fanning顶点；

S345、当已输出三角形的数量小于模型总的三角形数量时，返回步骤S343；否则，算法结束。

本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种基于BIM和GIS的数字化电站交付系统，包括：

交付规则确定模块，用于确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

三维模型构建模块，用于建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS模型；

交付信息关联模块，用于数字化交付信息整合与校验；包括确定电站中数字化交付物需要交付关联信息并且将上述信息关联到交付物上；

数字化交付模块，用于实现数字化移交阶段，包括将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型和/或BIM三维模型以及交付物所关联的信息作为交付对象进行交付；交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现本发明第一目的所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法。

本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储程序时，实现本发明第一目的所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，首先确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求；然后确定数字化交付方案；再者根据数字化交付规则和数字化交付方案，建立电站中数字化交付物的BIM、GIS模型或BIMGIS模型；接着，数字化交付信息关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付关联信息并且将上述信息关联到交付物上；最后将上述完成信息关联的交付物的BIM、GIS模型或BIMGIS模型以及交付物所关联的信息作为交付对象进行交付；交付物在交付完成后，通过本地窗口能够实现交付物详细信息的查看。本发明数字化交付方法中，将交付物构建为BIM、GIS模型或BIMGIS模型，将交付物需要交付的内容关联即附着于交付物上，交付物在完成交付后，相关人员通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，基于信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息，基于此本发明方法能够实现无纸数字化交互，克服传统交付存在效率低下以及准确度低下的技术问题，并且通过三维设计，为电站数字化提供源头，实现信息“源到端”直连，从根本上确保信息正确；通过融合BIM和GIS建模技术，将几何形状表达与技术信息表达合为一体，有利于摆脱二维图纸，提高信息获取效率。

(2)本发明基于BIM和GIS的数字化电站交付方法中，数字化交付物包括电站中各竣工后的电厂对象，电厂对象包括电站各类工程中建构筑物、机组、设备和装置。电站中数字化交付物需要交付的关联信息包括动态数据信息和静态数据信息；静态数据信息包括各电厂对象在竣工前后各个阶段的属性数据、地理信息数据和文档数据；动态数据信息包括电站中各监测系统监测采集的信息；基于本发明方法可以建立电站虚拟数字模型和电站实体对象的映像，所有相关产品属性信息、工艺描述信息、管理信息、运行维护信息等都附着于三维模型中，一般情况下不再有二维图纸，改变了传统由三维实体模型描述几何信息,用二维图纸定义尺寸、公差和工艺信息的产品定义方法，使三维数据模型作为生产制造/运行维护管理过程的唯一依据，用于工艺规划、生产计划、制造执行等生产全流程，实现产品的全周期管理。数字化电站交付后的数据，包括静态数据和动态数据可以用于仿真和生产优化等领域，实现基于实体三维模型的仿真培训，实现可视化的生产绩效管理和集中管控系统的集成应用。

(3)本发明基于BIM和GIS的数字化电站交付方法中，交付物所关联的监测系统包括电站中监测系统包括水情监测系统、自动化系统、视频监控系统、发电生产管理系统和物资管理系统等，通过关联的这些监测系统能够实现电站水情、设备状态、现场视频信息、设备信息的运行监测及仿真功能，并且在上述监测的数据出现异常时，可以进行相应联动处理以及预警报警处理，即本发明交付方法，不仅仅能够实现交付物已获取数据的交付，还能够实现交付物实时数据的交付，实现电站故障预测、健康关联以及预测性维护，进一步保障电站运行的安全性；

(4)本发明基于BIM和GIS的数字化电站交付方法中，针对于建立的交付物的GIS和/或BIM三维模型，进行轻量化处理，得到轻量化模型，基于此操作，本发明能够实现从多个视点进行遮挡查询以识别地物模型中的隐藏模型,从而自动判断出三维模型内部的不可见模型以及对外观影响较小的细微模型,在本发明方法交付完成后，使用者进入使用阶段时，可以有效的减少本地窗口图元展示数量,从而达到提高展示三维模型效率的目标。当然由于被隐藏的模型对应交付物关联的信息也是一起被交付的，所以当要查询被隐藏模型时，只要通过本地窗口触发对应查询，即可查询到隐藏模型的三维模型以及其他关联的信息。

(5)本发明基于BIM和GIS的数字化电站交付方法中，在生成轻量化模型时，采用线性时间的顶点缓存优化算法，该算法以一个采用先进出(First-In-FirstOut，FIFO)的顶点缓存模拟器来模拟顶点进出缓存的情况，为了加快算法速度并保持较高的顶点缓存命中率，通过不断搜索局部最优顶点作为Fanning顶点，然后将包含这个顶点的相邻未输出三角形输出，最终得顶点缓存命中率高的三角形序列，搜索过程不断持续，直到网格所有三角形均已输出为止；该算法能有效加快轻量化模型的显示速度。

附图说明

图1是本发明方法流程图。

图2是本发明方法中轻量化处理流程图。

图3是本发明方法中顶点缓存优化算法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例公开了一种基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，实现了电站数字化交付任务，如图1所示，具体包括如下步骤：

S1、确定数字化交付规则和数字化交付方案；其中：

确定数字化交付规则包括确定数字化交付物交付的要求。本实施例中，交付物包括电站中各竣工后的电厂对象，电厂对象包括电站各类工程中建构筑物、机组、设备和装置。抽水蓄能电站的工程类型包括大坝工程、引水尾水系统工程、地下厂房系统工程、升压变电工程、通风空调消防工程、施工辅助工程、公路工程、环保水保工程、附属工程、临时工程(安全监测工程)等。其中建构筑物比如水工枢纽建筑物，主要包括输水系统建筑物、主副厂房、主变洞、母线洞、高压电缆洞及开关站等主要建筑物以及地下厂房的交通洞、通风洞、排水廊道、自流排水洞及尾调通气洞次要建筑物等；各类工程类型下电厂构件类型多样；其中设备比如卷扬机、桥机、天车等，装置比如空压机、过滤器、滤油机、油泵等，机组比如水轮发电机组织等。

本实施例中数字交付物的交付要求具体包括电站中电厂对象对应GIS三维模型、BIM三维模型和BIMGIS三维模型交付的要求、确定电站的交付范围、交付物及格式规定、电站电厂对象分解结构、电站电厂对象编号规定、交付物命名编号规定以及电站电厂对象类及属性规定。另外，在交付规则中规定数据、文档、三维模型的完整性、准确性、一致性的审核规则。且根据审核规则编制质量审核报告模板。

本实施例中，电厂对象对应GIS三维模型交付的要求为：GIS三维模型精度为坐标系统和高程系统与勘察设计使用的系统保持一致，航测比例尺1:1000，利用DEM和DOM发布的地形，航测内业数据处理精度为：DOM是0.1米，DEM是1米格网；点云数据处理精度要求为不同扫描站点所测同名点的坐标互差小于1cm，高程互差小于1cm。电厂对象对应BIM三维模型交付的要求为：采用参数化实体精确建模技术，以物理分界点建立模型，1:1表达各零件物理参数；机械设备建模到最小可拆分单元，建模精度mm，各个零件之间无干涉、无重叠现象。

上述确定数字化交付内容包括：数字化交付的目标、组织机构、工作范围、责任和义务、遵循的原则、信息系统、进度计划、工作流程、成果组织方式、存储方式和交付形式等。

本实施例中，遵循的标准为：坐标系统采用1954北京坐标系，高程系统采用1985国家高程基准；无人机航拍按照《航空摄影技术设计规范》设计；机械模型按照《机械产品三维建模通用规则》完成；激光扫描数据三维模型按照《城市三维建模技术规范》要求制作。

S2、根据数字化交付规则和数字化交付方案，建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS模型，得到能够在计算机等智能终端上展示的虚拟电站以及虚拟电站中的各种电厂对象。

在本实施例中，例如针对于电站地表，建立地表GIS三维模型，具体为：利用已有地形图或采用航测方式建立电站区域地表高程模型，采用航拍影像建立电站区域数字正射影像图，两者叠加建立电站区域三维地形数字模型。针对于电站的水工枢纽建筑物，建立BIMGIS模型，具体为：采用三维激光扫描仪等测量手段结合土建图纸建立水工枢纽建构筑物三维模型，主要包括输水系统建筑物、主副厂房、主变洞、母线洞、高压电缆洞及开关站等主要建筑物以及地下厂房的交通洞、通风洞、排水廊道、自流排水洞及尾调通气洞次要建筑物；BIMGIS三维模型由BIMGIS多源数据融合得到，具体是将BIM三维模型与GIS三维模型、物联网数据的多源数据动态融合。针对于水轮发电机组参数化设备模型，建立BIM三维模型，具体为：利用设计资料、竣工资料、厂家图纸等资料建立主机设备、关键辅助设备及主要电气一次设备等的参数化精确三维模型。

S3、数字化交付信息关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付的信息并且将上述信息关联到交付物上。

在本实施例中，电站中数字化交付物需要交付的信息包括动态数据信息和静态数据信息。本实施例中，按照数字化交付规则和数字化交付方案的要求，对交付的信息进行收集、整理、转换并与三维模型建立关联关系，并且按照要求形成质量审核报告。

在本实施例中，静态数据信息包括各电厂对象在竣工前后各个阶段的属性数据、地理信息数据和文档数据，其中地理信息数据中主要包括目标的地理坐标、地物属性和三维模型参数。动态数据信息包括电站中各监测系统监测采集的信息。

针对于步骤S3建立的交付物的GIS和/或BIM三维模型，进行轻量化处理，得到轻量化模型，如图2所示，具体过程如下：

S31、提取模型结构和属性信息；属性信息主要包括模型基本属性、空间属性、行为属性、效能属性等。

S32、进行模型数据的三角化，具体可以是不规则的三角化。

S33、隐藏模型识别与记录，本实施例实现从多个视点进行遮挡查询以识别地物模型中的隐藏模型,从而自动判断出三维模型内部的不可见模型以及对外观影响较小的细微模型，具体处理为：将那些内部不可见的和被遮挡的模型标识出来，后期将其隐藏不予显示。

S34、模型顶点缓存优化，得到经过缓存优化的三角网格模型。

步骤S34中模型顶点缓存优化时采用线性时间的顶点缓存优化算法，如图3所示，具体步骤如下：

S341、建立模型网格顶点和三角形的邻接关系，初始化顶点优先值。

S342、选择模型任意顶点作为Fanning顶点(初始顶点)；

S343、输出Fanning顶点相邻未输出的三角形，将这些三角形的顶点作为下一次选择的candidate，更新顶点缓存中的内容，更新这些顶点的优先值；Candidate指的是备选顶点。

S344、对candidate中的顶点进行启发式搜索，首先判断三角形环输出后该顶点是否还在顶点缓存中，若多个顶点满足上述条件，则对这些顶点的三角形环优先值进行计算，选择优先值高的顶点作为下一次的Fanning顶点；若candidate中的顶点都不满足条件，那么就对顶点缓存中的其余顶点进行同样的搜索操作；若依然没有找到Fanning顶点，则说明顶点缓存中的包含这些顶点的三角形都已输出完毕，因此，重新任意选择一个顶点作为下一次的Fanning顶点。

S345、当已输出三角形的数量小于模型总的三角形数量时，返回步骤S343；否则，算法结束。

S35、将步骤S34中得到的三角网格模型编码压缩处理，得到轻量化模型。

S4、数字化移交阶段：将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型和/或BIM三维模型以及交付物所关联的交付信息为交付对象进行交付。

在本实施例中，数字化移交阶段，同时提供交付信息的电子文件移交清单，移交清单应包含文件名称、格式、描述、修改日期、版本等。

S5、交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。本步骤中，当交付物完成交付后，通过本地窗口显示对应交付物的轻量化模型，对于轻量化一体模型所隐藏的模型，通过本地窗口触发隐藏模型的查询指令，在接收到隐藏模型查询指令后，通过本地窗口显示隐藏模型及隐藏模型对应交付物关联的信息。

在交付物交付完成后，根据上述数字化交付规则和交付方案进行数字化验收，通过步骤S5实现验收并且形成在验收通过的情况下形成验收报告。

在本实施例中，交付物在交付完成后还进行数字化验收，包括数字化验收应按数据、文档和三维模型(含BIM、GIS模型和BIMGIS模型)的交付物清单进行，保证交付信息的完整性、一致性。验收标准包含：电站对象分类正确、编号满足规定、计量单位正确、必要信息无缺失；属性完整、属性值的数据类型正确、文档命名和编号满足规定、竣工图纸无缺失、电站电厂对象与电厂对象分解结构之间、电站电厂对象与文档之间的关联关系正确；数据、文档和三维模型符合交付物规定。

在本实施例中，当数字化交付物需要交付的关联信息包括动态数据信息时，在接收到信息查询指令时，在本地窗口显示监测系统实时采集的信息，并且对实时采集的信息进行判定，根据判定结果实现联动和/或报警功能，其中联动是指驱动其他设备做相应的应急处理。另外，可以设定指标预警报警规则，实现指标预警报警功能、并可以进行短信提醒、邮件发送和向移动端app推送消息。

在本实施例中，电站中监测系统包括水情监测系统、自动化系统、视频监控系统、发电生产管理系统；其中：

水情监测系统，用于采集水情信息，实现水情自动监测；水情监测系统实时采集的水情信息关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的水情信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口虚拟电站的三维模型中展示水情信息；同时对水情信息进行实时判定，当水位超过水位线时，通过本地窗口显示报警画面同时发送报警信息，并且及时上传报警信息。

自动化系统，用于采集电站各类电力设备在线监测装置所监测到的状态数据，实现电站各类电力设备的状态的监测；自动化系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电力设备的状态查询指令，在接收到状态查询指令时，在本地窗口虚拟电站的三维模型中展示对应电力设备的状态信息，实现实时表达监测情况，在平面图形图表的基础上更加直观地描述工程的运行状态；同时对电力设备的状态信息进行实时判定，根据判定结果判定出电力设备的安全状态，在出现不安全的情况时，通过本地窗口显示对应报警画面同时发送报警信息。本实施例中，在本地窗口虚拟电站的三维模型中，通过不同的方式表示主要设备的不同状态，比如开关的闭合状态、设备的当前运行状态，以及显示相关设备的定级等操作。用户也可通过系统关闭或者打开闸门，将对整个电站生产、安全的影响，在系统中进行实时反应。

发电生产管理系统，用于采集电厂的设备信息，包括设备检修记录信息、缺陷记录信息、事故记录信息、设备标号信息和设备材质信息，实现电厂设备的监测；发电生产管理系统采集的信息管理到关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应设备交付物名称或交付物三维模型触发相应设备信息查询指令，在接收到设备信息查询指令时，在本地窗口虚拟电站的三维模型中展示对应的设备信息；根据发电生产管理系统采集的设备信息，确定正在检修的对应设备，在本地窗口中将正在检修的对应设备的交付物名称或交付物三维模型进行标注和/或进行高亮显示，本地窗口中被标注和/或高亮显示的交付物名称或交付物三维模型，在接收信息查询指令后，展示对应设备的详细信息，具体可以为，通过鼠标点击被标注和/或高亮显示的交付物名称或交付物三维模型，可弹出相关的详细信息，包括但不限于故障内容、检修作业单编号、施工单位、作业负责人、联系方式、计划开始时间、计划完成时间、危险作业内容、重点关注等。本实施例中，发电生产管理系统采集的设备信息包括设备检修记录、缺陷记录、更换记录、事故记录、设备标号、材质等信，同时基于本实施例发电生产管理系统能够实现对应设备的快速定位，支持模糊查询和精度查询，查询条件有名称，查询结果以列表形式显示。

视频监控系统，用于采集电站对对应电厂对象的视频信息，实现电厂对象的视频监测，视频监控系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的视频信息查询指令，在接收到视频信息状态查询指令时，在本地窗口展示对应电厂对象的视频信息。

本实施例上述数字化交付方法中，将交付物构建为BIM、GIS或BIMGIS三维模型，将交付物需要交付的内容关联即附着于交付物上，交付物在完成交付后，相关人员通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，基于信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息，基于此本实施例方法能够实现无纸数字化交互，克服传统交付存在效率低下以及准确度低下的技术问题，并且通过三维设计，为电站数字化提供源头，实现信息“源到端”直连，从根本上确保信息正确；通过融合BIM和GIS建模技术，将几何形状表达与技术信息表达合为一体，有利于摆脱二维图纸，提高信息获取效率。另外本实施例方法中，针对于交付物的BIM、GIS或BIMGIS三维模型，构建轻量化模型，实现了从多个视点进行遮挡查询以识别地物模型中的隐藏模型,从而自动判断出三维模型内部的不可见模型以及对外观影响较小的细微模型，结合轻量化表达方法,可以在不破坏三维模型结构关系的情况下，减少本地窗口图元展示数量，提高本地窗口展示效率，同时通过一种线性时间的顶点缓存优化算法，采用有效的启发式搜索规则，在未知缓存参数的情况下依然能够获得良好的缓存优化效果，能有效加快轻量化模型的显示速度。

本领域技术人员可以理解，实现本实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于计算机可读存储介质中。应当注意，尽管在上述描述中以及附图中以特定顺序描述了本实施例1的方法操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，描绘的步骤可以改变执行顺序，有些步骤也可以同时执行。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

实施例2

本实施例公开了一种基于BIM和GIS的数字化电站交付系统，包括：

交付规则确定模块，用于确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求。

三维模型构建模块，用于建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS模型。

交付信息关联模块，用于数字化交付信息整合与校验；包括确定电站中数字化交付物需要交付关联信息并且将上述信息关联到交付物上。

数字化交付模块，用于实现数字化移交阶段，包括将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型和/或BIM三维模型以及交付物所关联的信息作为交付对象进行交付。交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

本实施例上述各个模块的具体实现可以参见上述实施例1，在此不再一一赘述。需要说明的是，本实施例提供的装置仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

实施例3

本实施例公开了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现实施例1所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，如下：

确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型；

数字化交付信息相关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付的信息并且将上述信息关联到交付物上；

数字化移交阶段：将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型以及交付物所关联的信息为交付对象进行交付；

交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

在本实施例中，存储介质可以是磁盘、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、U盘、移动硬盘等介质。

实施例4

本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例1任一项所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，如下：

确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型；

数字化交付信息相关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付的信息并且将上述信息关联到交付物上；

数字化移交阶段：将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型以及交付物所关联的信息为交付对象进行交付；

交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

本实施例中，计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑等终端设备。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，包括：

S1、确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

S2、建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型；

S3、数字化交付信息相关联：包括确定电站中数字化交付物需要交付的信息并且将上述信息关联到交付物上；

S4、数字化移交阶段：将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型以及交付物所关联的信息为交付对象进行交付；

S5、交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

2.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，数字化交付物包括电站中各竣工后的电厂对象，电厂对象包括电站各类工程中建构筑物、机组、设备和装置。

3.根据权利要求2所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，步骤S3中，电站中数字化交付物需要交付的信息包括动态数据信息和静态数据信息；

静态数据信息包括各电厂对象在竣工前后各个阶段的属性数据、地理信息数据和文档数据；

动态数据信息包括电站中各监测系统监测采集的信息；

当数字化交付物需要交付的关联信息包括动态数据信息时，在接收到信息查询指令时，在本地窗口显示监测系统实时采集的信息，并且对实时采集的信息进行判定，根据判定结果实现联动和/或报警功能。

4.根据权利要求3所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，电站中监测系统包括水情监测系统、自动化系统、视频监控系统和发电生产管理系统；

所述水情监测系统，用于采集水情信息，实现水情自动监测；水情监测系统实时采集的水情信息关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的水情信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示水情信息；同时对水情信息进行实时判定，当水位超过水位线时，通过本地窗口显示报警画面同时发送报警信息；

所述自动化系统，用于采集电站各类电力设备在线监测装置所监测到的状态数据，实现电站各类电力设备的状态的监测；自动化系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电力设备的状态查询指令，在接收到状态查询指令时，在本地窗口展示对应电力设备的状态信息；同时对电力设备的状态信息进行实时判定，根据判定结果判定出电力设备的安全状态，在出现不安全的情况时，通过本地窗口显示对应报警画面同时发送报警信息；

所述发电生产管理系统，用于采集电厂的设备信息，包括设备检修记录信息、缺陷记录信息、事故记录信息、设备标号信息和设备材质信息，实现电厂设备的监测；发电生产管理系统采集的信息管理到关联到对应交付物上；通过本地窗口显示的对应设备交付物名称或交付物三维模型触发相应设备信息查询指令，在接收到设备信息查询指令时，在本地窗口展示设备信息；根据发电生产管理系统采集的设备信息，确定正在检修的对应设备，在本地窗口中将正在检修的对应设备的交付物名称或交付物三维模型进行标注和/或进行高亮显示，本地窗口中被标注和/或高亮显示的交付物名称或交付物三维模型，在接收信息查询指令后，展示对应设备的详细信息；

所述视频监控系统，用于采集电站对对应电厂对象的视频信息，实现电厂对象的视频监测，视频监控系统实时采集的信息关联到对应交付物上，通过本地窗口显示的对应交付物名称或交付物三维模型触发相应电厂对象的视频信息查询指令，在接收到视频信息状态查询指令时，在本地窗口展示对应电厂对象的视频信息。

5.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，步骤S1中，交付物对应GIS三维模型交付的要求为：GIS三维模型精度为坐标系统和高程系统与勘察设计使用的系统保持一致，航测比例尺1:1000，利用DEM和DOM发布的地形，航测内业数据处理精度为：DOM是0.1米，DEM是1米格网；点云数据处理精度要求为不同扫描站点所测同名点的坐标互差小于1cm，高程互差小于1cm；

交付物对应BIM三维模型交付的要求为：采用参数化实体精确建模技术，以物理分界点建立模型，1:1表达各零件物理参数；机械设备建模到最小可拆分单元，建模精度mm，各个零件之间无干涉、无重叠现象；

确定数字化交付物交付的要求还包括确定交付范围、交付物及格式规定、电站电厂对象分解结构、电站电厂对象编号规定、交付物命名编号规定以及电站电厂对象类及属性规定。

6.根据权利要求1所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，还包括以下步骤，针对于步骤S3建立的交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS三维模型，进行轻量化处理，得到轻量化模型，具体过程如下

S31、提取模型结构和属性信息；

S32、进行模型数据的三角化；

S33、隐藏模型识别与记录；

S34、模型顶点缓存优化，得到经过缓存优化的三角网格模型；

S35、将步骤S34中得到的三角网格模型编码压缩处理，得到轻量化模型；

步骤S5中，当交付物完成交付后，通过本地窗口显示对应交付物的轻量化模型，对于轻量化一体模型所隐藏的模型，通过本地窗口触发隐藏模型的查询指令，在接收到隐藏模型查询指令后，通过本地窗口显示隐藏模型及隐藏模型对应交付物关联的信息。

7.根据权利要求6所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法，其特征在于，步骤S34中模型顶点缓存优化时采用线性时间的顶点缓存优化算法，具体步骤如下：

S341、建立模型网格顶点和三角形的邻接关系，初始化顶点优先值；

S342、选择模型任意顶点作为Fanning顶点；

S343、输出Fanning顶点相邻未输出的三角形，将这些三角形的顶点作为下一次选择的candidate，更新顶点缓存中的内容，更新这些顶点的优先值；

S344、对candidate中的顶点进行启发式搜索，首先判断三角形环输出后该顶点是否还在顶点缓存中，若多个顶点满足上述条件，则对这些顶点的三角形环优先值进行计算，选择优先值高的顶点作为下一次的Fanning顶点；若candidate中的顶点都不满足条件，那么就对顶点缓存中的其余顶点进行同样的搜索操作；若依然没有找到Fanning顶点，则说明顶点缓存中的包含这些顶点的三角形都已输出完毕，因此，重新任意选择一个顶点作为下一次的Fanning顶点；

S345、当已输出三角形的数量小于模型总的三角形数量时，返回步骤S343；否则，算法结束。

8.一种基于BIM和GIS的数字化电站交付系统，其特征在于，包括：

交付规则确定模块，用于确定数字化交付规则：包括确定数字化交付物交付的要求，具体包括电站中GIS三维模型和BIM三维模型交付物交付的要求；

三维模型构建模块，用于建立电站中数字化交付物的GIS三维模型、BIM三维模型或BIMGIS模型；

交付信息关联模块，用于数字化交付信息整合与校验；包括确定电站中数字化交付物需要交付关联信息并且将上述信息关联到交付物上；

数字化交付模块，用于实现数字化移交阶段，包括将上述完成信息关联的交付物的GIS三维模型和/或BIM三维模型以及交付物所关联的信息作为交付对象进行交付；交付物在交付完成后，通过本地窗口显示的交付物名称或交付物对应三维模型触发信息查询指令，在接收到信息查询指令时，在本地窗口展示交付物关联的信息。

9.一种存储介质，存储有程序，其特征在于：所述程序被处理器执行时，实现权利要求1～7中任一项所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法。

10.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于：所述处理器执行存储器存储程序时，实现权利要求1～7中任一项所述的基于BIM和GIS的数字化电站交付方法。

Images