CN113449368B - 核电消防喷头布置设计校验方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种核电消防喷头布置设计校验方法，该核电消防喷头布置设计校验方法包括：获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；接收用户选择的管道校验对象，并基于自动喷水灭火系统三维设计模型确定管道校验对象所在的目标管系，且从自动喷水灭火系统三维设计模型中获取目标管系的参数数据；根据校验结果生成设计错误项清单，设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。实施本发明的技术方案，使校验工作简单迅捷，从而高效暴露喷头布置的设计错误，提升设计效率与水平。
Description
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计领域，尤其涉及一种核电消防喷头布置设计校验方法及系统。
背景技术
核电厂自动喷水灭火系统是核电厂安全运行的重要组成部分，也是核电厂防火安全设计的基础。自动喷水灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件以及管道、供水设施等组成，能在发生火灾时喷水以自动灭火。核电厂消防设备比如消火栓、自动喷水灭火系统的喷头等分布在全厂的多个厂房，数量众多，尤其是喷头，数以万计，分布在上几千张管道图上，在三维设计模型(在工厂设计软件平台上建立起来的三维的虚拟的工厂模型)下，检查布置设计是否有问题，难度大且工作量较大。目前各在建电厂反馈的喷头布置问题突出，严重影响了电厂的消防安全。
利用PDMS(Plant Design Management system工厂三维设计管理系统)软件Piping设计模块，在建立三维模型基础数据库后，可以实现管道的三维可视化布置，包括了自动喷水灭火系统的三维布置，用户可以自行布置设计，设计管道尺寸、走向、空间位置，同时方便进行综合碰撞检查，目前此技术已经发展的比较成熟。
在实际设计工作中，除了需要对所建立的三维布置自动喷水灭火系统模型进行可视、直观的检查，还需要对洒水喷头的布置情况进行合理性复核，特别是需要确认是否满足国标要求。目前模型质量复核工作主要由人工完成，主要是在模型中进行操作检查，对照国标规范进行梳理排查，但是，现有人工处理的方式存在以下问题：
人力投入大：核电工程模型数量巨大，仅靠人工校核验证，人力投入非常大；
效率低下：靠人力对照国标文件核对模型，操作不方便，手工操作耗时比较长，效率不高；
质量难以保证：人工操作容易出现遗漏和其他错误，设计质量无法得到保证；
人员经验要求高：人工操作对相关人员的设计经验要求高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种核电消防喷头布置设计校验方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电消防喷头布置设计校验方法，包括：
步骤S10.获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；
步骤S20.接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；
步骤S30.根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验；
步骤S40.根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
优选地，还包括：
步骤S50.根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；
步骤S60.根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型。
优选地，在所述步骤S20之后，还包括：
步骤S70.据所述目标管系的参数数据生成目标管系三维设计模型数据报表，并显示所述目标管系三维设计模型。
优选地，所述步骤S30包括：
步骤S31.按照各个喷头的校验项，在所述目标管系三维设计模型中进行辅助点/线/面的勾勒，以使用户对所述目标管系中的各个喷头进行可视化校验，其中，所述校验项包括：保护面积、与相邻喷头间的距离、与周边物项的距离、下方预设区域。
优选地，所述步骤S30还包括：
步骤S32.根据所述目标管系的参数信息，获取各个喷头的布置信息及识别各个喷头的周边物项，并针对各个喷头的校验项进行计算；
步骤S33.判断所述各个喷头的校验项结果是否满足所述喷头布置设计规则库。
优选地，所述步骤S30还包括：
步骤S34.输出各个喷头的校验列表，并对所述校验列表中不满足所述喷头布置设计规则库的单元格进行标识。
优选地，所述步骤S30还包括：
步骤S35.在所述目标管系三维设计模型中，对不满足所述喷头布置设计规则库的喷头进行标识。
优选地，所述步骤S60还包括：
在所述自动喷水灭火系统三维设计模型，对所修改的喷头进行标识。
优选地，在所述步骤S60之后，还包括：
接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。
本发明还构造一种核电消防喷头布置设计校验系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以上所述的核电消防喷头布置设计校验方法。
本发明还构造一种核电消防喷头布置设计校验系统，包括：
模型获取模块，用于获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；
数据获取模块，用于接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；
校验模块，用于根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验；
清单生成模块，用于根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
优选地，还包括：
方案获取模块，用于根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；
设计修改模块，用于根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型。
优选地，还包括：
修改撤回模块，用于接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。
在本发明所提供的技术方案中，利用信息化手段解决了核电项目自动喷水灭火系统三维设计模型中喷头布置校验效率低的难题，使校验工作简单迅捷，从而高效暴露喷头布置的设计错误，提升设计效率与水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本发明核电消防喷头布置设计校验方法实施例一的流程图；
图2是本发明自动喷水灭火系统三维设计模型实施例一的示意图；
图3是本发明所生成的设计错误项清单实施例一的示意图；
图4A是本发明在目标管系三维设计模型中进行辅助线的勾勒实施例一的示意图；
图4B是本发明在目标管系三维设计模型中进行辅助面的勾勒实施例二的示意图；
图4C是本发明在目标管系三维设计模型中进行辅助线的勾勒实施例三的示意图；
图5是本发明所输出的喷头的校验列表实施例一的示意图；
图6是本发明喷头修改方案的推荐预览界面实施例一的示意图；
图7是本发明核电消防喷头布置设计校验实施例一的逻辑结构图。
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。
消防安全是核电设计工作中最重要的环节之一，各专业设计产生的三维设计物项多、物项模型复杂、每类物项还对应其设计状态、校审设计活动，最终形成的设计参数属性等数据达到百万数量级，靠人工对三维消防布置设计模型进行校验效率低、错漏情况多，不利于节省工程成本。
随着计算机技术的快速发展，三维辅助设计技术在各行业中得到的应用越来越广泛，本申请基于PDMS的自动喷水灭火系统三维设计模型，结合PML.NET(ProgrammableMacro Language，可编程宏语言，与PDMS无缝连接的解释性语言)二次开发技术，实现了自动喷水灭火系统布置模型的自动校验，将三维设计功能进一步完善，可减少设计人力投入，提高核电消防设计工作效率和质量。
图1是本发明核电消防喷头布置设计校验方法实施例一的流程图，该实施例的核电消防喷头布置设计校验方法包括以下步骤：
步骤S10.获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；
在该步骤中，首先说明的是，自动喷水灭火系统为能在发生火灾时进行喷水以实现自动灭火的系统，其由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置等组件，以及管道、供水设施等组成。而自动喷水灭火系统三维设计模型为在工厂设计软件平台上建立起来的三维的虚拟的工厂模型，如图2所示。为保证三维建模的规范与标准化，编制了一系列指导约束三维布置设计工作的规范文件，以便快速生成施工图纸。而且，自动喷水灭火系统三维设计模型是喷头布置设计校验的基础。
步骤S20.接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；
在该步骤中，需说明的是，在建立好自动喷水灭火系统三维模型后，需要根据用户选择的某个管道来确定待校验的目标管系，一个管系包括消防配水主管、支管、立管、喷头等，其中，配水主管为向配水支管供水的管道；配水支管为直接或通过短立管向洒水喷头供水的管道；短立管为连接洒水喷头与配水支管的立管。另外，为目标管系的确立方式更简便，可利用管道的连接关系属性，利用递归算法，将用户选择一个管道迭代统计到该管道所在管系，包括消防配水主管、支管、立管、喷头等，并将该管系作为待校验的目标关系，而且，将该目标管系的参数数据用一个列表存储，同时为该目标管系中的喷头进行编码，以及，统计相关重要信息组成多维数组、字典等，为后续计算校验提供基础。
步骤S30.根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验；
在该步骤中，关于喷头布置设计规则库的建立，需说明的是，可预先针对国标《自动喷水灭火系统设计规范GB50084》的相关规定，对相关人工校验困难的条目进行数字化转换，形成计算机能识别的规则库。例如，可包括：根据危险等级与喷头保护半径的要求进行数字转换后的内容；根据第7.1.2条关于喷头之间距离的检查规则进行数字化转换后的内容；根据第7.2.1条直立型、下垂型喷头与梁、通风管道等障碍物的距离规定进行数字化转换后的内容；根据喷头下方禁止布电缆区域的规定进行数字化转换后的内容；根据喷头距离天花板高度的规定进行数字化转换后的内容；根据靠墙喷头距离墙的规定进行数字化转换后的内容，等等。
建立好喷头布置设计规则库后，软件便可调用该喷头布置设计规则库，并根据喷头的布置情况进行校验，并反馈校验结果。
步骤S40.根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
在该步骤中，软件能自动统计设计错误项，指明错误类型，与规范冲突的点，并生成设计错误项清单，例如，如图3所示，而且，可将该设计错误项清单导出存档。
该实施例的技术方案，将国标规范进行数字化转换以建立喷头布置设计规则库，并集成到软件系统中，而且，利用信息化手段解决了核电项目自动喷水灭火系统三维设计模型中喷头布置校验效率低的难题，使校验工作简单迅捷，从而高效暴露喷头布置的设计错误，提升设计效率与水平。
进一步地，在步骤S20之后，本发明的核电消防喷头布置设计校验方法还包括：
步骤S70.据所述目标管系的参数数据生成目标管系三维设计模型数据报表，并显示所述目标管系三维设计模型。
在该实施例中，通过设置特定的模型管理层次，模型命名规则，结合管线连接关系，可有效提升操作反馈效率。
在一个可选实施例中，步骤S30包括：
步骤S31.按照各个喷头的校验项，在所述目标管系三维设计模型中进行辅助点/线/面的勾勒，以使用户对所述目标管系中的各个喷头进行可视化校验，其中，所述校验项包括：保护面积、与相邻喷头间的距离、与周边物项的距离、下方预设区域，其中，喷头的保护面积为同一根配水支管上相邻洒水喷头的距离与相邻配水支管之间距离的乘积。
在该实施例中，在所述目标管系三维设计模型中采用勾勒辅助点/线/面的的方式进行可视化校验，例如，如图4A所示，对喷头进行编码，并对喷头的保护半径勾勒辅助线，这样可直观地观察到是否所有区域均被喷头喷淋区域覆盖；如图4B所示，对喷头下方的禁止布置电缆区域(喷头下方450mm处且半径为1200mm的区域)添加辅助面，这样可直观地看到喷头下方的禁止布置电缆区域是否有电缆暴露，如喷头Ab4下方的禁止布置电缆区域有电缆暴露，这种通过三维规划，建立物项房间数据信息，以特定空间范围作为包络过滤条件，与桥架空间进行交集验证的方式，可高效快速识别违规布置的喷头模型；如图4C所示，在相邻喷头间添加辅助线，这样可直观地观察到相邻喷头间的距离。
进一步地，步骤S30还包括：
步骤S32.根据所述目标管系的参数信息，获取各个喷头的布置信息及识别各个喷头的周边物项，并针对各个喷头的校验项进行计算；周边物项包括梁、通风管道等障碍物，也包括天花板、墙。
步骤S33.判断所述各个喷头的校验项结果是否满足所述喷头布置设计规则库。
在该实施例中，先获取喷头的布置信息(包括自身属性)以及识别周边物项，然后根据各个校验项进行计算，再通过遍历喷头布置设计规则库中的各条规则进行比照，便可自动暴露存在喷头设计错误的项。
进一步地，步骤S30还包括：
步骤S34.输出各个喷头的校验列表，并对所述校验列表中不满足所述喷头布置设计规则库的单元格进行标识。
在该实施例中，所输出的各个喷头的校验列表如图5所示，对于不满足所述喷头布置设计规则库的单元格，可进行高亮显示。例如，提取各个喷头的坐标，计算其与所在房间天花板的空间竖直距离，根据喷头类型，若不满足指定距离范围，则进行高亮显示；对于靠墙布置的喷头，计算其与墙的距离，若计算结果不满足要求，则进行高亮显示；同样地，对喷头之间的距离也进行计算并校验，不满足要求的情况也进行高亮显示。
进一步地，步骤S30还包括：
步骤S35.在所述目标管系三维设计模型中，对不满足所述喷头布置设计规则库的喷头进行标识。
在该实施例中，对于不满足所述喷头布置设计规则库的喷头，除了在校验列表中对其进行标识，还可在目标管系三维设计模型中对其进行标识。
进一步地，在一个可选实施例中，本发明的核电消防喷头布置设计校验方法还包括：
步骤S50.根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；
在该步骤中，关于修改方案推荐库的建立，需说明的是，可针对常见的喷头设计错误的类型，建立各错误类型分别所对应的修正方案库，供后续软件匹配调用。在获取到设计错误项清单后，自动识别清单中的错误类型，并进行归类，然后从修改方案推荐库中提取相应的修正方案。
步骤S60.根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型。
在该步骤中，结合图6，在对喷头设计错误项进行修改后，可显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型，同时，还可显示检查对象(喷头编号)、关联物项、错误值、推荐值、检查内容、错误描述等信息。
该实施例的技术方案，对于设计错误的喷头，实现了其所对应的修改方案的智能化推荐及模型修正，降低了对设计工程师设计经验积累的要求，也能提升设计的经济性。
进一步地，步骤S60还包括：在所述自动喷水灭火系统三维设计模型，对所修改的喷头进行标识。这样，由于可对修改后的喷头模型进行标识，修改方案显示清晰，所以用户可直观地确认修改是否符合要求。另外，结合图6，还可显示相关国标规范内容，以及模型解释信息。
而且，进一步地，在步骤S60之后，还包括：接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。这样，在执行推荐修改后，用户还可通过点击回撤功能按钮退回到修改前的状态。
本发明还构造一种核电消防喷头布置设计校验系统，该核电消防喷头布置设计校验系统包括处理器及存储有计算机程序的存储器，而且，处理器在执行所述计算机程序时实现以上所述的核电消防喷头布置设计校验方法。
图7是本发明核电消防喷头布置设计校验实施例一的逻辑结构图，该实施例的核电消防喷头布置设计校验系统包括：模型获取模块10、数据获取模块20、校验模块30、清单生成模块40，其中，模型获取模块10用于获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；数据获取模块20用于接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；校验模块30用于根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验；清单生成模块40用于根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
进一步地，该核电消防喷头布置设计校验系统还包括：方案获取模块50、设计修改模块60和修改撤回模块70，其中，方案获取模块50用于根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；设计修改模块60用于根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型；修改撤回模块70用于接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，包括：
步骤S10.获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；
步骤S20.接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；
步骤S30.根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验，其中所述规则库是根据国家标准形成的规则库；
步骤S40.根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
2.根据权利要求1所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，还包括：
步骤S50.根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；
步骤S60.根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型。
3.根据权利要求1所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，在所述步骤S20之后，还包括：
步骤S70.据所述目标管系的参数数据生成目标管系三维设计模型数据报表，并显示所述目标管系三维设计模型。
4.根据权利要求3所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，所述步骤S30包括：
步骤S31.按照各个喷头的校验项，在所述目标管系三维设计模型中进行辅助点/线/面的勾勒，以使用户对所述目标管系中的各个喷头进行可视化校验，其中，所述校验项包括：保护面积、与相邻喷头间的距离、与周边物项的距离、下方预设区域。
5.根据权利要求4所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：
步骤S32.根据所述目标管系的参数信息，获取各个喷头的布置信息及识别各个喷头的周边物项，并针对各个喷头的校验项进行计算；
步骤S33.判断所述各个喷头的校验项结果是否满足所述喷头布置设计规则库。
6.根据权利要求5所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：
步骤S34.输出各个喷头的校验列表，并对所述校验列表中不满足所述喷头布置设计规则库的单元格进行标识。
7.根据权利要求5所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：
步骤S35.在所述目标管系三维设计模型中，对不满足所述喷头布置设计规则库的喷头进行标识。
8.根据权利要求2所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，所述步骤S60还包括：
在所述自动喷水灭火系统三维设计模型，对所修改的喷头进行标识。
9.根据权利要求2所述的核电消防喷头布置设计校验方法，其特征在于，在所述步骤S60之后，还包括：
接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。
10.一种核电消防喷头布置设计校验系统，包括处理器及存储有计算机程序的存储器，其特征在于，所述处理器在执行所述计算机程序时实现权利要求1-9任一项所述的核电消防喷头布置设计校验方法。
11.一种核电消防喷头布置设计校验系统，其特征在于，包括：
模型获取模块，用于获取预先基于PDMS建立的自动喷水灭火系统三维设计模型；
数据获取模块，用于接收用户选择的管道校验对象，并基于所述自动喷水灭火系统三维设计模型确定所述管道校验对象所在的目标管系，且从所述自动喷水灭火系统三维设计模型中获取所述目标管系的参数数据，其中，所述目标管系包括消防配水主管、支管、立管及喷头；
校验模块，用于根据预先建立的喷头布置设计规则库，对所述目标管系的参数数据进行校验，其中所述规则库是根据国家标准形成的规则库；
清单生成模块，用于根据校验结果生成设计错误项清单，所述设计错误项清单包括：喷头设计错误项及其错误类型。
12.根据权利要求11所述的核电消防喷头布置设计校验系统，其特征在于，还包括：
方案获取模块，用于根据所述设计错误项清单中各个喷头设计错误项的错误类型，从预先建立的修改方案推荐库中提取各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案；
设计修改模块，用于根据各个喷头设计错误项分别所相应的喷头修改方案，修改所述自动喷水灭火系统三维设计模型中相应喷头的设计，并显示修改后的自动喷水灭火系统三维设计模型。
13.根据权利要求12所述的核电消防喷头布置设计校验系统，其特征在于，还包括：
修改撤回模块，用于接收用户的修改撤回指令，并根据所述修改撤回指令返回到所述自动喷水灭火系统三维设计模型修改前的状态。
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