CN117196545A - 一种基于三维校核的设计合规性审查方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三维校核的设计合规性审查方法及系统，涉及三维数字化设计与校核技术领域，用于解决校审人员难以及时地全部掌握数量多且容易存在矛盾的强规，进而影响校审效率和质量的问题。该方法包括：获取设计模型数据包中的模型数据；解析所述模型数据为各个类别的三维模型，并保留这些三维模型的结构关系；将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则；利用所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则对模型进行校核以生成校核结果，并分类查看。该系统包括：合规性审查服务端，其中，所述合规性审查服务端能够对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

Description

一种基于三维校核的设计合规性审查方法及系统

技术领域

本发明涉及三维数字化设计与校核技术领域，尤其涉及一种基于三维校核的设计合规性审查方法及系统。

背景技术

在设计石油化工厂时，设计人员需要遵守众多设计依据，例如各行业的安全技术规范以及各种技术标准等。

随着三维设计软件的普及，人工智能、大数据等新兴技术的出现，目前化工石化行业的设计制图已经基本实现了设计三维化。相应地，对于设计图的校核流程也逐渐由原先的二维审图转变为三维审图。相比起二维审图，三维审图虽然更直观，但三维审图也需要同时注意更多的空间细节和设计要素，审查人员需要关注的关键审查点更多了。不仅如此，错综复杂的三维图纸极其考验审查人员的校核水平，若想做到面面俱到，审查人员的审图时间会明显增加。

CN109783507A公开了一种变电站工程净空距离合规性的自动审核方法和系统，将变电站工程的三维设计审核规范转换为受限语言的表述模式；利用自然语言处理技术对受限语言的表述模式进行解析，得到解析结果，结合电网领域本体，将解析结果转化为电网领域的领域特征语言；将受限语言的词汇与电网领域本体的概念进行对应，得到对应关系，基于对应关系自动生成DSL规则；根据DSL规则，在变电站工程的GIM模型数据库中进行查询，得到净空距离的合规性审查结果。

CN115631325A公开了一种三维模型在线校核管理系统的建设方法，属于三维数字化设计技术领域，包括步骤1，采用建模软件构建三维模型；步骤2，在B/S架构下对构建的三维模型通过三维可视化平台与三维引擎进行三维可视化展示；步骤3，使用可视化规则配置对所构建的三维模型进行在线可视化校核。然而该现有技术的校核规则库仅支持公司级规则和项目级规则，即使其规则是持续维护的，但规则的数量仍属于很小的量级。而与通常的三维设计不同的是，在进行石油化工厂设计时，必须要考虑数量可能多达数百乃至数千种的强制性规范，例如《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008 2018年版）等。因此，在石油化工厂设计的校审过程中，需要用到海量人工，而且也无法完全避免出现差错。在进行设计时，相关设计人员是没有能力全部掌握所有规范的。

而且，某些强制性规范还存在彼此矛盾之处，需要在校审环节之外，额外增加复核环节以确认彼此矛盾的规范所共同遵守的上级法律法规、地方法规等；此外，若遇到矛盾环节，需要由经验丰富的工程师进行多次反复核对，并向相关部门咨询或请示，由此可能严重影响工程进度。

这些规范时间跨度大，载体形式多样，例如有图片、纸本扫描件、原生PDF文件等；而且其中大量文件有不同版本，难以实现数字化检索，或者检索成本很高。且由于相关文本的指定方分别为不同主体，措辞也多有不同，术语跨越各种行业，难以在文本之间建立可靠的逻辑关系。

因此如何提供一种对三维模型进行可靠且高效的合规性审查方法及系统，已经成为本领域亟待解决的技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明旨在提供一种基于三维校核的设计合规性审查方法及系统，以减少规范学习时间，规避违反强制性规范的设计失误，提升工厂设计效率和质量。

本发明公开了一种基于三维校核的设计合规性审查方法，其包括：

获取工厂或工程设计模型数据包中的模型数据；

解析所述模型数据为各个类别的三维模型，并保留这些三维模型的结构关系；

将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则；

利用所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则对模型进行校核以生成校核结果，并分类查看。

本发明能够很好地应对现有技术中存在的如下技术问题中的一种或多种，即与工厂三维设计相关的规范数量多且更新频率不固定、多个规范间存在矛盾之处且难以校核、对于各类规范的数字资产管理难度大等。这是因为本发明将审查依据（即各类强制性规范）进行结构化解析，并针对不同数据属性对审查依据的各项条目进行分类以生成不同类别的结构化规则，并对不同类别的规范进行排序并赋予相应的层级属性，以基于审查规则完成对三维模型的校核。另外，本发明可将结构化规则以及不同规范间的矛盾判断规则内置于合规性审查服务端中，以利用系统代替人工校审，使得校审人员可不需要完全掌握所有的强制性规范并在任一规范更新后第一时间完成学习，从而大大减轻校审人员的工作量并降低工作难度，同时也规避了人工校核时容易因疏忽等因素导致的误判、漏判等情况。另外，本发明可以将各类强制性规范以及处理后的结构化规则进行统一管理，以使得在对任一三维模型进行校核时，可以直接根据法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别调用与其匹配的强制性规范及结构化规则，摒弃了传统的逐个查找、逐个匹配的对比方式，有层次地查找目标校核规则。这样更加便于对待校核的三维模型进行快速定位，减小了单位时间内的运算负荷，也进一步提高校审效率。

对于现有技术CN109783507A而言，虽然其考虑到了电网工程的设计审核所依据的大量设计和施工规范中包含一系列国家强制性规范、国网公司规范以及各省市的电力公司编制的地方性规范，并通过对变电站工程净空距离进行合规性自动审核，有效提升审核的速度和质量，但由于该现有技术是仅针对电网领域的合规性自动审核，其所需依据的设计和施工规范相比于全领域的工厂设计而言仍属于可计数的范畴内。此外，该现有技术仅着眼于“全新”工程的设计以及建造过程，因此其通常仅会使用最新的规范来进行设计和校核，以满足当前规范的要求。由于涉及“净空距离”的电力规范强制性要求，通常应当将不符合新规范的旧项目予以修正，而不会遵循旧规范，因此此项现有技术实质上就是将当前设计与当前多项规范进行校验的自动化技术。

然而，本发明针对的是各类施工设计场景，很多旧有管道、楼宇、地下工程等本身是符合原有设计规范的，在新设计图纸中，这些已有建筑物或附加物将予以保留，它们很可能遵守了过去的规范，但不符合新规范；由于这些已有建筑物本身是合格且经过长期使用的，无需按照新规范进行审核，但仍然要按其设计时的规范进行审核，所以实际审图所要面对的问题远比全新设计电力线路而考虑净空问题要复杂得多。也正是因此，本发明所提供、生成或内置的与强制性规范相关的结构化规则并不会以直接替换的方式进行更新。如此设置是因为本发明不仅考虑到了常规的工程设计以及建造过程，还考虑到了针对已建成的工程的改造过程，其中，上述改造过程通常不指代建筑实体上的改造，而是信息化/数字化的改造，例如改造为数字孪生工厂。

优选地，数字孪生工厂通常需要对已建成的建筑实体进行三维建模，以使得建筑实体可以被完全映射到三维模型上并进行展示。由于建筑实体可能是已有建筑物、拟新建建筑物或已有建筑物与拟新建建筑物的组合体，那么对于此时建立的三维模型就需要引入当时的设计和建造过程所实施的规范进行校核，而非依据此时所实施的规范，这并没有现有技术考虑到。尤其是在进行全领域的工厂设计时所需依据的设计和施工规范多达成百上千条，甚至更多，因此，现有技术会由于存储空间的占用而选择以直接替换的方式进行更新，这无疑使得现有的校核系统及方法抛弃了时效性这一关键的校核因素。因为不考虑时效性的校核过程通常会引起大量的报警信号，如此多的报警信号会使得校核过程毫无意义，又需要再投入人力对报警信号的真伪进行甄别。

针对需要考虑时效性的校核过程，本发明可以将过往规范存储于云端服务器中，以使得相应校核过程被启动时可以从云端服务器中下载相应时段所实施的规范，尤其是在相应地区的相应时段实施的规范。如此设置可使得本发明的审查方法和系统在时间因素和（广义的）空间因素的共同影响下，更具准确性、可实施性和扩展性，其中，扩展性主要体现在为未来工厂的信息化/数字化的改造提供技术支持。

根据一种优选实施方式，从工厂设计模型数据包中获取的模型数据可包括模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系。

模型三维数据和模型属性数据是在建模软件下设计的，且通常在设计完成后，模型文件与模型数据已经建立了固定的关系。利用任一类别的模型数据可以构建相应类别的三维模型，在三维模型中可展示与实际设计对象对应的三维对象。进一步地，模型三维数据表现为数字化的三维设计图，能够以三维图形化的方式展示与实际设计对象彼此对应的虚拟三维外形。进一步地，模型属性数据可以包括三维模型的各类具体属性以及相应的属性值，例如三维对象的属性名称、三维对象的名称、三维对象的位号、各类别容积、可燃气体级别、可燃液体级别等。

根据一种优选实施方式，通过对所述模型数据进行解析，以得到各个类别的保留结构关系的三维模型，其中，被保留的结构关系包括但不限于并列关系、隶属关系以及层级结构关系，并且结构关系通过可视化的结构树展示。

所解析的模型三维数据中包括大量三维模型，各个三维模型又具有各自的模型部件，而这些模型部件本身的关系在解析过程中应当得到保留。优选地，结构关系可通过可视化的结构树来体现，除此之外，还可以选择其他能够呈现层级结构关系的数据或者模型属性的表现形式。具体地，凭借达美盛公司eZWalker能够将所收到的模型数据包解析为各类别的模型三维数据、模型属性数据，同时保留模型三维数据与模型属性数据的关系，还能够保留所设计的三维模型及其部件的结构关系。

根据一种优选实施方式，在解析所述模型数据为三维模型之时，还分别解析确定各个三维模型的至少一个时间属性，其中，所述至少一个时间属性是与相应的三维模型的至少局部彼此相关联的，其中，按照与当前有待校核的设计模型数据包的各个三维模型的所述时间属性相对应的方式来加载与所述设计模型数据包相对应的至少一条结构化规则，使得所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则是按照时间属性相对应的方式对相应三维模型的至少局部进行校核以生成校核结果的。

优选地，至少一个时间属性是与相应的三维模型的至少局部彼此相关联的，其中，第一时间属性是与三维模型的作为既有建筑物的局部相关联的；其中，第二时间属性是与三维模型的即将施工建筑物的局部相关联的；其中，第三时间属性是与三维模型的既有建筑物与即将施工建筑物交界区域的局部相关联的，其中，第三时间属性是按照以下方式被确定为第一时间属性和第二时间属性两者之一或之二的，即，按照三维模型的类型预先确定的筛选规则对三维模型的既有建筑物与即将施工建筑物交界区域的局部进行划分，其中包括以既有建筑物为基准进行审核的第一局部和以即将施工建筑物为基准进行审核的第二局部。

优选地，在审校与第三时间属性相关联的相应三维模型局部的情况下，按照与所述第三时间属性相对应的方式来加载与所述设计模型数据包相对应的至少两条结构化规则，其中一条结构化规则用于针对第一时间属性的审核，其中另一条结构化规则用于针对第二时间属性的审核。

根据一种优选实施方式，在将各类强制性规范处理为结构化规则时，为处理好的结构化规则赋予相应的时间标签。

如此设置可以使得本发明不仅能够应用于“新”工程的设计与建造过程，也能够应用于“旧”工程的改造过程，且该改造过程通常是指的信息化和数字化的改造。由于需要进行改造的建筑实体可能是已有建筑物、拟新建建筑物或已有建筑物与拟新建建筑物的组合体，那么对于此时建立的三维模型就需要引入当时的设计和建造过程所实施的规范进行校核，而非依据此时所实施的规范，从而为“旧”工厂的信息化/数字化的改造提供技术支持。

根据一种优选实施方式，在将各类强制性规范处理为结构化规则时，对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

在进行工厂设计时，尤其是针对石油化工厂进行设计时，其需要遵循的强制性规范的数量远大于针对一般建筑物进行设计时所需遵循的规范数量。因此，需要对所有的强制性规范进行有效分类，才能实现对数量庞大且更新频率不定期的强制性规范进行综合管理。而本申请至少可依据法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别这三种分类规则对诸多的强制性规范进行分类，以实现对强制性规范的全覆盖。

根据一种优选实施方式，依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性；和/或依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性；和/或依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

针对已完成分类的强制性规范依照不同的标准进行排序，以赋予匹配于相应标准类型的层级属性。根据排序结果可以掌握具有任一层级属性的强制性规范在相应层级属性中的序列位次，该序列位次可用于表征其在相应层级属性中的强度级别。

根据一种优选实施方式，在加载和应用所述结构化规则时，若不同层级属性间的多个规范和/或同一层级属性内的多个规范存在矛盾，基于产生矛盾的所有规范所分别对应的层级属性发出相应的报警信号。

当前的部分强制性规范之间还存在彼此矛盾之处，需要在校审环节之外，额外增加复核环节以确认彼此矛盾规范所共同遵守的上级法律法规、地方法规等；此外，若遇到矛盾环节，需要有经验的工程师进行多次反复核对，并向相关部门咨询或请示，由此可能严重影响工程进度。当多个规范之间存在矛盾时，可通过发出报警信号的方式提示需要针对矛盾点进行重点核查，其中，出现矛盾的多个规范可属于不同层级属性间，也可属于同一层级属性内。进一步地，可通过配置多个审核单元的方式实现多层级的独立管理，既避免了仅配置单一的审核单元可能出现运算负荷过大而造成数据冗杂和积压的情况，还可使得具有不同层级属性的规范在出现矛盾时由相应的审核单元进行针对性的核查，更有利于判断报警信号的可信度。

根据一种优选实施方式，“利用所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则对模型进行校核以生成校核结果，并分类查看”可包括如下子步骤：

确定与结构化规则相关的三维模型；

将该三维模型的模型数据与结构化规则及其条目进行关联；

判断该三维模型的设计内容是否符合结构化规则及其条目，以生成校核结果；

按照不同标准类型将该三维模型进行分类显示。

如此设置可通过自动进行校核对比，以快速形成关于强制设计规范的初步校核结果，该校核结果支持校核人的编辑修改，并形成记录，其中，基于初步校核结果可以生成最终校核意见。

本发明公开了一种基于三维校核的设计合规性审查系统，其包括：

合规性审查服务端，用于将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则，其中，所述合规性审查服务端能够对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

本发明提供的设计合规性审查系统覆盖了从模型数据获取到生成最终审核意见的全过程，因此将本发明的系统耦合至化工石化行业设计院/工程公司的内部平台中，能够避免各专业在设计、校核和管理时多次、反复进行跨平台数据传输，从而避免跨平台传输数据时可能出现的模型损坏、参照丢失、通信拥堵等问题，进而实现了各专业的设计、校核的闭环管理。

根据一种优选实施方式，合规性审查服务端能够执行如下操作的一项或多项：

依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性；

依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性；

依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

根据一种优选实施方式，设计合规性审查系统配置有一个或多个与合规性审查服务端通讯连接的审核单元，以接收合规性审查服务端发出的报警信号，其中，合规性审查服务端至少能够在发现不同层级属性间的多个规范和/或同一层级属性内的多个规范存在矛盾时向具有不同管理权限的审核单元发出相应的报警信号。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的设计合规性审查方法的原理流程图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的步骤S2的子步骤流程图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的步骤S3的子步骤流程图；

图4是本发明提供的一种优选实施方式的校核审图界面；

图5是本发明提供的一种优选实施方式的步骤S3.1的子步骤流程图；

图6是本发明提供的一种优选实施方式的步骤S3.2的子步骤流程图；

图7是本发明提供的一种优选实施方式的步骤S4的子步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

在工厂设计（尤其是三维设计）的过程中，设计人员需要遵守众多设计依据，这些设计依据常常更新、升版，这使得设计人员和校核人员需要花费大量的时间学习研究相关设计依据，尤其是在三维校核时需逐条进行设计合规性审查，这样的流程是效率极低的。另外，人为校核也不可避免地会出现错漏，如果是消防或安全性方面的错漏，其极有可能会引起重大事故，进而造成生命和财产损失。本发明所述的基于三维校核的设计合规性审查方法及系统可以使化工石化行业设计院/工程公司的各个专业实现在同一平台上进行校核管理，以减轻校审工作量，提高校审效率及校审质量，降低校审成本。

优选地，“工厂设计”是针对新建厂房或厂房改造的工程设计，包括总图设计、工艺设计、建筑设计、结构设计、机械设计、仪表设计、电气设计和各类管道设计等专业设计类别。

优选地，“三维校核”是基于工厂设计三维模型的校核审查，审查是对总图设计、工艺设计、建筑设计、结构设计、机械设计、仪表设计、电气设计和各类管道设计等的联合审查，即，将所有三维模型纳入到同一个软件系统例如达美盛公司的eZWalker之内进行综合审查。

优选地，“设计合规性审查”是在三维模型的模型层级和数据层级上进行符合性审查，判断各专业设计类别的模型和数据是否分别符合各自的设计规范，并且也还需要判断各专业设计类别的模型和数据之间是否存在矛盾之处。

优选地，“结构化规则”是可检索、可分类、可编辑、可识别的与设计相关的原则，其以文字为载体，在本发明中可用于三维模型的模型层级和数据层级的符合性审查，例如用于判断三维模型和数据是否分别符合相应的设计规范。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种基于三维校核的设计合规性审查方法，其包括：

S1、获取设计模型数据包中的模型数据；

S2、解析所述模型数据为各个类别的三维模型，并保留这些三维模型的结构关系；

S3、将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则；

S4、利用所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则对模型进行校核以生成校核结果，并分类查看。

优选地，在步骤S1中，模型数据包可以是工厂或工程设计模型数据包，且可包括多个类别的模型数据，其中，模型数据可包括模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系，其中，模型三维数据和模型属性数据是在建模软件（如PDMS软件）下设计的，且通常在设计完成后，模型文件与模型数据已经建立了固定的关系。利用任一类别的模型数据可以构建相应类别的三维模型，在三维模型中可展示与实际设计对象对应的三维对象。

在步骤S1中，“获取设计模型数据包中的模型数据”的步骤包括：

S1.1、从各类建模软件（如PDMS软件）下设计的模型数据包中提取模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系；

S1.2、按照与各类建模软件相匹配的方式来识别各类建模软件的模型数据包中的模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系。例如，“按照与各类建模软件相匹配的方式”是通过预先加载与各类建模软件描述体系相匹配的映射表的方式来实现的。

优选地，模型数据还可以包括管理属性数据，其中，管理属性数据可例如是模型版本、模型设计者等。优选地，在步骤S1中还可获取其他文件，其中，其他文件包括但不限于管道说明表、安全设施设计专篇、项目主要设备表文件。

优选地，在工程领域中（即在用户端），模型数据的上述类别可至少分为设备类、管道类和房间类等，便于用户查看；进一步地，在工程领域中（即在用户端），各类别为设计中的不同项，例如，设备类包括塔器、泵、交换器等，管道类包括公用工程管道、氧气管道、可燃气体管道、液化烃管道等，房间类包括自控制室、办公室等。然而，在不同类型的建模软件中，这些模型数据的类别定义、含义、描述、自定义函数等是彼此各异的，受制于各类建模软件的设计要求。因此，本发明的识别需要将各类建模软件的三维模型统一解析为相同的结构。

优选地，在步骤S1中的“获取”可以被理解为“接收”，即接收由模型设计者在建模软件（如PDMS软件）下设计并上传的模型数据包，从该模型数据包中获取不同类别的模型数据，其中，设计与上传的用户不局限为同一模型设计者。进一步地，在获取或接收模型数据包时可校验文件的完整性。

在步骤S2之前，在“识别各类建模软件的模型数据包中的模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系”之后，可进一步包括如下步骤：将识别得到的源自各类建模软件的模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系按照与各类建模软件描述体系相匹配的前述映射表进行二次表达（例如在达美盛公司eZWalker中），以得到统一的三维模型描述。

优选地，在步骤S2中，将接收到的模型数据包中的模型数据按要求解析为可视化的三维模型和结构树，以得到解析后的内容，其中，解析后的内容包括模型三维数据、模型属性数据和管理属性数据。解析后的模型数据量小，可确保模型的快速打开和属性状态的编辑。

优选地，如图2所示，对于步骤S2，其解析过程可包括如下子步骤：

S2.1、获取所述设计模型数据包中的各类别属性名称、名称、位号；

S2.2、获取所述设计模型数据包中的各类别容积、可燃气体级别、可燃液体级别；

S2.3、获取所述设计模型数据包中的管理信息，模型版本和模型设计者。

进一步地，模型三维数据表现为数字化的三维设计图，能够以三维图形化的方式展示与实际设计对象彼此对应的虚拟三维外形。进一步地，模型属性数据可以包括三维模型的各类具体属性以及相应的属性值，例如三维对象的属性名称、三维对象的名称、三维对象的位号、各类别容积、可燃气体级别、可燃液体级别等。示例性地，模型属性数据可展示为：属性名称Tank；名称：液化烃储罐；位号：T-01；容积：300立方米；可燃液体级别：甲A。进一步地，管理属性数据可包括模型版本、模型设计者等。

优选地，被保留的三维模型的结构关系可例如是并列关系、隶属关系以及层级结构关系等，其中，所解析的模型三维数据中包括大量三维模型，各个三维模型又具有各自的模型部件，而这些模型部件本身的关系在解析过程中应当得到保留。优选地，结构关系可通过可视化的结构树来体现，除此之外，还可以选择其他能够呈现层级结构关系的数据或者模型属性的表现形式。

优选地，上述层级结构关系可包括：（1）层次关系：模型位于或不位于某一节点下；（2）空间关系：与某一模型存在的空间关系，例如相交、相接、相离、上、下、左、右、投影范围内、某一距离内、某一距离外；（3）几何信息：模型的体积、表面积、投影面积、长、宽、高、颜色。

具体地，凭借达美盛公司eZWalker能够将所收到的模型数据包解析为各类别的模型三维数据、模型属性数据，同时保留模型三维数据与模型属性数据的关系，还能够保留所设计的三维模型及其部件的结构关系。

优选地，在步骤S3中，可以通过配置合规性审查服务端的方式将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则。

优选地，如图3所示，对于步骤S3，其可包含如下子步骤：

S3.1、将强制性规范处理为结构化规则；

S3.2、对结构化规则进行加载和应用。

优选地，在将强制性规范处理为结构化规则时，利用自然语言处理技术对规范的表述进行解析。利用解析的结果生成三元组，将三元组组合成表达规则关系的知识图谱，知识图谱是计算机可以识别并执行的结构化规则。优选地，可以直接读取的所述自然语言处理技术包括对规范的表述模式采用分词处理、语句分割、词法分析、句法分析中的任一种或任多种处理手段。优选地，解析结果包括规范的表述模式中的关键词和关键词限定语。优选地，所述三元组为解析结果中关键词与关键词限定语之间的逻辑关系。优选地，所述知识图谱是一种结构化的语义知识库，用于以符号形式描述物理世界中的概念及其相互关系，是一种计算机可以直接识别并执行的机器语言。

优选地，处理好的结构化规则可被存储于云端服务器中，以使得合规性审查服务端可以根据所校核的三维模型的相关信息从云端服务器中进行针对性的下载。

由于本发明在将强制性规范处理为结构化规则时可为其添加相应的时间标签，该时间标签可以表征相应强制性规范的实施时段，其中，时间标签可包含施行起始时间和/或施行终止时间，若任一强制性规范在当前仍处于施行阶段，则可不设置施行终止时间；因此，通过本发明能够应对新建以及改造项目的三维校核，例如特殊地，若任一强制性规范存在间断的施行时段，则可以设置多个施行起始时间和相应的施行终止时间。

优选地，云端服务器可以对具有替换关系的多个结构化规则按照相应时间标签所对应的时间序列进行排序，以使得当合规性审查服务端需要对“新”项目的设计进行校核时，可以选取时间序列中最近的结构化规则进行下载；当合规性审查服务端需要对“旧”项目的设计进行校核时，可以在时间序列中选取被相应时间标签所涵盖的结构化规则进行下载。本发明所述的“新”“旧”仅表示在时间序列上的早、晚，并不限制其功能、性能等其他因素。

优选地，本发明设置带时间标签的结构化规则，主要是为了扩展出针对“旧”项目的设计进行校核的功能。现在大多“旧”工厂都在朝着信息化和数字化的方向进行改进，例如生成数字孪生工厂，其建筑实体可能是已有建筑物、拟新建建筑物或已有建筑物与拟新建建筑物的组合体，那么对于此时建立的三维模型就需要引入当时的设计和建造过程所施行的规范进行校核，而非依据此时所施行的规范。因此，合规性审查服务端可以根据建筑实体的组合情况以及各组合部分的设计建造信息（例如时间信息）确定相应的时间节点或时间段，并根据各组合部分在设计建造时的时间节点或时间段从云端服务器中加载具有相应的时间标签的结构化规则，以实现分部分的校核。

示例性地，若存在一“旧”工厂，其建筑实体包含两座不同时期建造而成的已有建筑物，还存在一座拟新建建筑物，合规性审查服务端可以对三座建筑物进行区域划分，并分别获取各建筑物的设计建造信息，尤其是时间信息。获取到相应设计建造信息的合规性审查服务端可以根据相应的时间信息从云端服务器中快速筛选得到具有相应时间标签的结构化规则并下载，以使得各建筑物对应的三维模型可以依据各自对应的结构化规则进行校核。根据一种优选实施方式，在解析所述模型数据为三维模型之时，还分别解析确定各个三维模型的至少一个时间属性，其中，所述至少一个时间属性是与相应的三维模型的至少局部彼此相关联的，其中，按照与当前有待校核的设计模型数据包的各个三维模型的所述时间属性相对应的方式来加载与所述设计模型数据包相对应的至少一条结构化规则，使得所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则是按照时间属性相对应的方式对相应三维模型的至少局部进行校核以生成校核结果的。

优选地，至少一个时间属性是与相应的三维模型的至少局部彼此相关联的，其中，第一时间属性是与三维模型的作为既有建筑物的局部相关联的；其中，第二时间属性是与三维模型的即将施工建筑物的局部相关联的；其中，第三时间属性是与三维模型的既有建筑物与即将施工建筑物交界区域的局部相关联的，其中，第三时间属性是按照以下方式被确定为第一时间属性和第二时间属性两者之一或之二的，即，按照三维模型的类型预先确定的筛选规则对三维模型的既有建筑物与即将施工建筑物交界区域的局部进行划分，其中包括以既有建筑物为基准进行审核的第一局部和以即将施工建筑物为基准进行审核的第二局部。

优选地，在审校与第三时间属性相关联的相应三维模型局部的情况下，按照与所述第三时间属性相对应的方式来加载与所述设计模型数据包相对应的至少两条结构化规则，其中一条结构化规则用于针对第一时间属性的审核，其中另一条结构化规则用于针对第二时间属性的审核。

示例性地，以图4的校核审图界面为例，假设位于视图中间区域的甲醇精馏部分为计划新建或计划重建的工程，针对该工程所设计并建立的三维模型能够以附带时间属性的模型数据的形式被引入至包含现有的已完成布设的其他若干三维模型的设计模型数据包中，以使得在需要对修改后的设计模型数据包进行校核时，所需要加载和应用的规则可仅包含与所述设计模型数据包中的至少一个时间属性相对应的至少一条结构化规则，从而避免需将所有的规则都进行加载而带来校审效率低下的问题。

例如，对于甲醇精馏部分这一即将施工建筑物的三维模型，可以按照与其第二时间属性相对应的方式来加载相应的结构化规则，即当前时间和地区所规定的与甲醇精馏相关的规则；而对于周边的卧式罐部分、立式罐部分、输送管路部分等其他既有建筑物的三维模型，可以按照与各自的第一时间属性相对应的方式来加载各自相应的结构化规则，即当时所规定的与卧式罐、立式罐、输送管路等设备相关的规则；而对于即将施工建筑物的三维模型分别与其他既有建筑物的三维模型之间的交界区域（如甲醇精馏部分分别与卧式罐部分、立式罐部分、输送管路部分的交界区域）的三维模型，可以按照与各自第三时间属性相对应的方式来加载各自相应的结构化规则，且第三时间属性可以依据交界区域的局部划分方式而被确定为第一时间属性和第二时间属性两者之一或之二，换言之，对于上述交界区域的三维模型，若任一交界区域被全部划分为第一局部，则可以加载与其第一时间属性相应的结构化规则；若任一交界区域被全部划分为第二局部，则可以加载与其第二时间属性相应的结构化规则；若任一交界区域被部分划分为第一局部、而另一部分被划分为第二局部，则可以加载与其第一时间属性和第二时间属性相应的结构化规则。进一步地，对于交界区域的三维模型而言，其还可能是即将施工建筑物的三维模型与多个其他既有建筑物的三维模型之间共用的交界区域（如甲醇精馏部分与卧式罐部分和输送管路部分共用的交界区域）的三维模型，该三维模型在划分有第一局部时，既需要考虑与卧式罐部分的第一时间属性相应的结构化规则，也需要考虑与输送管路部分的第一时间属性相应的结构化规则，或者对第一局部进行更进一步的划分。

进一步地，在加载规则时，并非所有的与既有建筑物相关的规则均需要被加载，或者说厂区内并非所有的既有建筑物都会对即将施工建筑物的三维模型的校核产生影响，因此需要提供一种轻量化的三维校核方法及系统，以加快校核效率并减轻系统的运算负荷。该方法可以筛选出与即将施工建筑物的三维模型存在关联关系的其他既有建筑物的三维模型，并利用上述规则加载方式实现基于时间属性的规则加载过程，从而按照加载的规则进行轻量化校核。进一步地，上述关联关系可通过至少两层逻辑关系确定，其中，通过第一逻辑可确定空间关系，通过第二逻辑可确定流程关系。优选地，存在空间关系的情况是指上述两种建筑物的三维模型根据相应规则所划定出的范围存在重叠的情况，利用空间关系可以排除部分在空间上不会对即将施工建筑物的三维模型的校核产生影响的三维模型，以跳过加载与该三维模型相关的规则；存在流程关系是指上述两种建筑物的三维模型在流程上存在上下游的关系，且通常可能超出空间关系的范畴，其流程的上下游可以是物流流程的上下游，也可以是公用工程等其他因素流程的上下游。优选地，物流流程的上下游设备可以包含原料的供应设备、产品的接收设备以及传输管路等，在校核时可重点判断即将施工建筑物在与其他既有建筑物形成一条物流流程时能否满足气体压力、液体流速等多种参数的条件。优选地，公用工程等其他因素流程的上下游设备可以包含给水、排水、供电、电信、供汽、供热、采暖、通风、环保等各类工程设备，其可以与各类工艺设备连接，从而为工艺设备中工艺过程的发生和/或维持提供条件，例如供电工程可以为工艺设备提供运行所需的电能，但供电工程设备通常被设置在远离工艺设备的区域，以用于集中地为整个厂区的不同工艺设备，甚至是其他设备进行供电，因此，需要判断出与即将施工建筑物存在关联关系的公用工程设备，才能在校核时重点判断即将施工建筑物是否能与既有的公用工程设备完成匹配和连接。优选地，对于既符合空间关系又符合流程关系的既有建筑物的三维模型，与其相关的规则将被优先加载。

因此，本发明在按照时间属性加载与相应建筑类型匹配的规则时，基于两层逻辑关系确定与即将施工建筑物存在关联关系的建筑物，并根据该建筑物的类型确定其时间属性，按照与时间属性相关的方式加载相应的规则。优选地，关联关系包括空间关系和流程关系。优选地，根据该建筑物的类型确定时间属性时，按照与时间属性相关的方式加载具有相应时间标签的相应规则，其中，时间标签是对应规则所规定的施行时段，根据该建筑物的类型确定的时间属性所对应的时间节点处于能够审核该建筑的任一规则的施行起始时间至规定的施行终止时间之间，则该对应规则即为具有相应时间标签的相应规则。

进一步地，如图5所示，步骤S3.1可包括：

对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别；

依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性；

依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性；

依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

优选地，上述法律效力层级是指按照法律、行政法规、部门规章、特种设备安全规范、技术标准、企业统一规定等的强度级别顺序建立的所有规范的效力层级关系。示例性地，法律属于第一强度级别，行政法规属于第二强度级别，部门规章属于第三强度级别，特种设备安全规范属于第四强度级别，技术标准属于第五强度级别，企业统一规定属于第六强度级别。

优选地，上述所属行业类别是指按照设计的工厂所属的不同行业对法律、行政法规、部门规章、特种设备安全规范、技术标准、企业统一规定等进行分类，尤其是对于部分行业中除了国家标准以外还制定有相应的行业规范标准，例如石油SY、石化SH、化工HG等，不同工程行业除了遵循国标以外还应该遵循其行业规范标准。

优选地，上述专业设计类别是指按照工艺、建筑、结构、总图、仪表、电气、机械及管道等不同专业对法律、行政法规、部门规章、特种设备安全规范、技术标准、企业统一规定等进行分类。

优选地，完成分类和排序的强制性规范可以被处理为相应的结构化规则，且该结构化规则可被赋予相应的效力层级属性、行业层级属性和专业层级属性。

优选地，如图6所示，在步骤S3.2中，合规性审查服务端可以直接对结构化规则进行加载和应用，其中，当合规性审查服务端发现多个规范之间存在矛盾时，可以发出报警信号。优选地，上述“矛盾”可以指代任意两个规范针对同一项目所设定的标准不完全相同。优选地，报警信号可以传输至具有相应管理权限的审核单元，以使得审核单元可以主动地或被动地对报警信号进行处理。进一步优选地，审核单元可以在被具有相应权限的用户操作的情况下被动地完成对报警信号的处理，其中，用户的权限可以由合规性审查服务端根据用户的校核经验进行分配。

优选地，当效力层级属性与专业层级属性存在矛盾时，合规性审查服务端可向法规审核单元发出第一报警信号。

示例性地，依据国家标准GB 50160-2008（2018年版）《石油化工企业设计防火标准》的表6.2.8罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距中的规定：甲B类可燃液体储罐当容积小于等于1000m³时，储罐间间距应为0.75倍D。而当本工程建设地在内蒙古自治区时，还应遵循内安监管三字（2014）104号《关于加大危险化学品储罐间距的通知》的要求：地上立式储罐之间的距离，按不小于现行国家、行业有关标准规范规定的下限的两倍确定。内安监管三字（2014）104号为地方政府规章，其属于第三强度级别；GB 50160为技术标准的强规，其属于第五强度级别。因此，当合规性审查服务端发现能够存在至少一个项目的间距符合GB 50160的规定、但不符合内安监管三字（2014）104号的规定时，可向法规审核单元发出第一报警信号。

优选地，当效力层级属性与行业层级属性存在矛盾时，合规性审查服务端可向法规审核单元和行业审核单元发出第二报警信号。

示例性地，除了国家标准以外还有很多行业标准，例如石油SY、石化SH、化工HG等。在具体工作中也需要根据具体行业以及基线要求进行选择。依据国家标准GB 50316-2000（2008年版）《工业金属管道设计规范》的规定：两条对接焊缝间的距离不应小于3倍焊件的厚度，需焊后热处理时不宜小于6倍焊件的厚度，且应符合下列要求：公称直径小于50mm的管道焊缝，间距不宜小于50mm；公称直径大于或等于50mm的管道焊缝，间距不宜小于100mm。而依据行业标准《石油化工管道布置设计通则》SH 3012-2000的规定：管道对接焊口的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子的外径，且不小于100mm；管道上两相邻对接焊口的中心间距：a.对于公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm；b.对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。在实际工作中要确保选择大于国标且符合行标的要求。因此，当合规性审查服务端发现能够存在至少一个项目所采用的技术要求符合GB50316的规定、但不符合SH 3012的规定时，可向法规审核单元和行业审核单元发出第二报警信号。

优选地，当同一专业类型下的不同规范之间存在矛盾时，合规性审查服务端向专业审核单元发出第三报警信号。

示例性地，依据国家标准GB 50316-2000（2008年版）《工业金属管道设计规范》的规定：对管道压力级别的选用上遵循A1类流体为GB 5044中I级（极度危害），A2类流体为GB5044中II级（高度、中度、轻度危害类）的分类；而国家标准GB/T 20801-2020《压力管道规范工业管道》则依据《特种设备安全技术规范》TSG D0001-2009压力管道安全技术监察规程-工业管道进行分类，即除了极度以外，输送高度危害气体介质和工作温度高于其标准沸点的高度危害液体介质的管道为GC1级。此外GB 50316与GB/T 20801在小截面试样、低温低应力工况、材料厚度、奥氏体不锈钢免除低温冲击的条件、材料使用限制要求、焊接工艺评定等内容也不一致。TSG D0001-2009为特种设备安全技术规范，其属于第四强度级别；GB50316为技术标准的强规，其属于第五强度级别。因此，当合规性审查服务端发现能够存在至少一个项目所采用的技术要求符合GB 50316的规定、但不符合GB/T 20801的规定时，可向专业审核单元发出第三报警信号。

优选地，如图7所示，对于步骤S4，其可包含如下子步骤：

S4.1、确定与结构化规则相关的三维模型；

S4.2、将该三维模型的模型数据与结构化规则及其条目进行关联；

S4.3、判断该三维模型的设计内容是否符合结构化规则及其条目，以生成校核结果；

S4.4、按照专业类别、介质类别、爆炸级别等标准的不同将该三维模型进行分类显示。

具体地，合规性审查服务端可自动进行校核对比，快速形成关于强制设计规范的初步校核结果，该校核结果支持校核人的编辑修改，并形成记录。

示例性地，以《石油化工企业设计防火规范》（GB 50160-2008 2018年版）为例，该防火规范的规则可被预先内置于合规性审查服务端中，并将与防火规范相关的三维模型（例如设备、管道、火炬等）的防火级别与对应的规则进行关联。合规性审查服务端可依据对应的规则自动对模型的间距、位置、方向等是否满足要求进行判断，以生成校核结果。当存在任意两个设备当前的间距不符合与其防火级别匹配的防火规范时，三维模型可高亮显示，并提示不符合规范具体条目。

优选地，本发明所公开的基于三维校核的设计合规性审查方法还可包括如下步骤：

S5、基于生成的校核结果出具与相应三维模型相关联的最终校核意见。

优选地，可利用最终校核意见进行意见闭环管理，即将所述最终校核意见写入后台数据库并用于管理每个三维模型，其中，最终校核意见包括：意见来源、意见对应内容和意见是否关闭中的至少一种。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本发明公开了一种基于三维校核的设计合规性审查系统，其能够内置于现有的三维模型审查系统中，以提升审查的效率和质量。

优选地，设计合规性审查系统可包括合规性审查服务端，其中，合规性审查服务端至少可将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则。

优选地，合规性审查服务端可以对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

优选地，合规性审查服务端可以依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性。

优选地，合规性审查服务端可以依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性。

优选地，合规性审查服务端可以依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

优选地，合规性审查服务端可以直接对结构化规则进行加载和应用，其中，当合规性审查服务端发现多个规范之间存在矛盾时，可以发出报警信号。

优选地，设计合规性审查系统可配置有一个或多个与合规性审查服务端通讯连接的审核单元，以接收合规性审查服务端发出的报警信号。进一步地，相应层级的审核单元可响应于合规性审查服务端发出的报警信号，以启动相应精度的校核程序，从而判断该报警信号的可信度，其中，针对报警信号的可信度的判断结果可反馈至合规性审查服务端，以完成记录和学习。

优选地，在配置有多个审核单元时，不同的审核单元可具有不同的管理权限，以接收合规性审查服务端发出的不同报警信号。优选地，设计合规性审查系统可配置有针对具有效力层级属性的规范的法规审核单元、针对具有行业层级属性的规范的行业审核单元、针对具有专业层级属性的规范的专业审核单元，其中，在属于不同层级属性的多个规范之间存在矛盾时，合规性审查服务端可以同时向相应的多个审核单元发出报警信号，以使得多个审核单元可进行联合校核。

实施例3

本实施例是对实施例1和/或2的进一步改进，重复的内容不再赘述。

根据一种优选实施方式，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时可以实施如实施例1所述的基于三维校核的设计合规性审查方法。

根据一种优选实施方式，本发明还公开了一种处理器，其包括如实施例2所述的基于三维校核的设计合规性审查系统，以用于执行计算机程序。进一步地，该处理器在执行计算机程序时可以实施如实施例1所述的基于三维校核的设计合规性审查方法。

根据一种优选实施方式，本发明还公开了一种电子设备，其中，该电子设备包括处理器及存储器。优选地，所述存储器包括计算机可读存储介质，用于存储计算机程序。优选地，所述处理器包括如实施例2所述的基于三维校核的设计合规性审查系统。进一步地，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备可以执行如实施例1所述的基于模型的三维校核方法。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”“根据一种优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种基于三维校核的设计合规性审查方法，其特征在于，其包括：

获取设计模型数据包中的模型数据；

解析所述模型数据为各个类别的三维模型，并保留这些三维模型的结构关系；

将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则；

利用所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则对模型进行校核以生成校核结果，并分类查看。

2.根据权利要求1所述的设计合规性审查方法，其特征在于，从设计模型数据包中获取的模型数据包括模型三维数据、模型属性数据以及模型三维数据与模型属性数据的关系。

3.根据权利要求1所述的设计合规性审查方法，其特征在于，通过对所述模型数据进行解析，以得到各个类别的保留结构关系的三维模型，其中，被保留的结构关系包括但不限于并列关系、隶属关系以及层级结构关系。

4.根据权利要求1所述的设计合规性审查方法，其特征在于，在解析所述模型数据为三维模型之时，还分别解析确定各个三维模型的至少一个时间属性，其中，所述至少一个时间属性是与相应的三维模型的至少局部彼此相关联的，

其中，按照与当前有待校核的设计模型数据包的各个三维模型的时间属性相对应的方式来加载与所述设计模型数据包相对应的至少一条结构化规则，使得所加载和应用的与强制性规范相关的结构化规则是按照时间属性相对应的方式对相应三维模型的至少局部进行校核以生成校核结果的。

5.根据权利要求1所述的设计合规性审查方法，其特征在于，在将各类强制性规范处理为结构化规则时，对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

6.根据权利要求5所述的设计合规性审查方法，其特征在于，依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性；和/或

依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性；和/或

依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

7.根据权利要求6所述的设计合规性审查方法，其特征在于，在加载和应用所述结构化规则时，若不同层级属性间的多个规范和/或同一层级属性内的多个规范存在矛盾，基于产生矛盾的所有规范所分别对应的层级属性发出相应的报警信号。

8.一种基于三维校核的设计合规性审查系统，其特征在于，其包括：

合规性审查服务端，用于将各类强制性规范通过自然语言解析算法处理为结构化规则，并加载和应用这些规则，其中，

所述合规性审查服务端能够对强制性规范进行分类，分类依据为法律效力层级、所属行业类别、专业设计类别。

9.根据权利要求8所述的设计合规性审查系统，其特征在于，所述合规性审查服务端能够执行如下操作的一项或多项：

依照法律效力层级对分类后的强制性规范进行第一次排序，以得到效力层级属性；

依照所属行业类别对分类后的强制性规范进行第二次排序，以得到行业层级属性；

依照专业设计类别对分类后的强制性规范进行第三次排序，以得到专业层级属性。

10.根据权利要求8或9所述的设计合规性审查系统，其特征在于，所述设计合规性审查系统配置有一个或多个与所述合规性审查服务端通讯连接的审核单元，以接收所述合规性审查服务端发出的报警信号，其中，所述合规性审查服务端至少能够在发现不同层级属性间的多个规范和/或同一层级属性内的多个规范存在矛盾时向具有不同管理权限的审核单元发出相应的报警信号。