CN117436700B - 一种基于bim的新能源工程数据管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术领域，具体为一种基于BIM的新能源工程数据管理系统及方法，所述系统包括风险特征分析模块，所述风险特征分析模块根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列。本发明考虑到不同新能源管道间的融合关系及关联关系，实现对生成的各个风险排查任务的对应执行顺序的优化，提高风险排查的效率，同时，在执行风险排查任务的过程中，根据不同新能源管道间的融合关系，实现对巡检排查任务链中的待排查任务的实时更新，实现对风险排查任务的有效管理。

Description

一种基于BIM的新能源工程数据管理系统及方法

技术领域

本发明涉及技术领域，具体为一种基于BIM的新能源工程数据管理系统及方法。

背景技术

BIM是指建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化的特点。建筑信息模型可以用来展示整个建筑生命周期，建筑内各个部分、各个系统都可以呈现出来。

通过BIM技术来对新能源工程数据进行管理，能够提高系统的可靠性，例如对小区建筑物供暖控制系统的虚拟运行管理。在现有的供暖控制系统中，都是通过向管网传输的方式来提供热量，但是随着系统的长时间运行，管网中的管道容易出现老化，进而需要对管网进行风险排查；但是，由于管道在进行风险排查的过程中，风险排查效率低，管网全面执行风险排查费时费力，但是，若不对管网全面进行风险排查，容易出现对老化管道的漏查，进而影响用户的正常使用，因此，如何对新能源工程数据中的管网风险进行快速有效地风险排查，成为当前人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于BIM的新能源工程数据管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于BIM的新能源工程数据管理方法，所述方法包括以下步骤：

S1、基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息，所述新能源工程管网信息包括不同新能源工程管道的编号、每个编号对应的新能源工程管道特征及相应编号的新能源工程管道单位距离内的环境特征；

S2、根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

S3、结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

S4、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新；每个巡检排查任务链为包括一个或多个链节点，每个链节点对应的排查任务为一个新能源工程管道编号。

进一步的，所述S1中新能源工程管道的编号通过数据库中预置的，将第i个新能源工程管道编号记为Ai；不同编号的新能源工程管道的长度相同；

所述新能源工程管道特征包括管道使用时长、管道拐角个数、每个拐角对应的管口偏转角度、管径突变节点个数及每个管径突变节点对应的管径突变差，所述管径突节点表示新能源工程管道中，按供水流向行进时，管径由粗变细的位置；所述管径突变差等于相应管径突变节点中，粗管径与细管径的差值；

所述环境特征包括历史数据中相应编号的新能源工程管道的温度及湿度；

所述单位距离为数据库中预置的常数。

本发明对新能源工程管道特征及所述新能源工程管道所处的环境特征进行采集，是为了后续步骤中对各个编号的新能源工程管道相应的异常风险特征值进行预测，所述异常风险特征值越大，则说明相应编号的新能源工程管道随着老化程度的不断增加，相应编号的新能源工程管道出现故障的概率越高，即越容易出现异常风险。

进一步的，所述S2中预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值时，获取提取的新能源工程管网信息中各个新能源工程管道编号分别对应的新能源工程管道特征及相应的环境特征；

将编号为Ai的新能源工程管道对应的异常风险特征值记为FAi；

所述

其中，β_(T，D)表示环境特征对应的自然老化影响系数，所述β_(T，D)通过数据库预置表单中环境特征对应的自然老化影响系数获取，t表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道使用时长；β_(T，D)·ti表示编号为i的新能源工程管道的老化风险值；

n1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道拐角个数，P_n表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第n个管道拐角对应的管口偏转角度；

m1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管径突变节点个数，B_m表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第m个管径突变节点对应的管径突变差；

r1表示第一水垢风险转化系数，r2表示第二水垢风险转化系数，所述r1及r2均为数据库中预置的常数。

本发明获取编号为Ai的新能源工程管道对应的异常风险特征值时，从管道随时间的自然老化风险、管道拐角位置的水垢随时间堆积导致的故障风险及管径突变节点处的水垢随时间堆积导致的故障风险这三方面因素进行综合考虑，实现对新能源工程管道对应的异常风险特征值的预测；在分析管道拐角位置的水垢随时间堆积导致的故障风险时，管道拐角处的偏转角度越大，管道的使用时间越长，则管道拐角处堆积的水垢越多，进而存在的故障风险越严重；在分析管径突变节点处的水垢随时间堆积导致的故障风险时，管径突变节点的管径突变差越大，管道的使用时间越长，则管道拐角处堆积的水垢越多，进而存在的故障风险越严重。

进一步的，所述S3中提取关联元素对的方法包括以下步骤：

S311、获取历史数据中的管道风险排查结果；将编号为i的新能源工程管道中第k次的管道风险排查结果记为Eik，所述管道风险排查结果包括正常及异常两种状态；

S312、任意两种不同编号的新能源工程管道编号，构建两者的关联关系分析数据对，统计关联关系分析数据对中两个新能源工程管道编号对应的管道，每次分别对应的管道风险排查结果；

S313、得到关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成的关联影响偏差，记为H，

其中，km表示相应关联关系分析数据对中，第一个元素对应管道风险排查结果为异常状态的次数；F_k表示相应关联关系分析数据对中，在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，第一个元素对第二个元素造成的关联影响值；

在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为异常状态，则判定F_k＝1；若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为正常状态，则判定F_k＝0；

S314、当H≥r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成的关联影响，两者存在关联关系，并将H对应的关联关系分析数据对作为一个关联元素对；所述r3表示关联影响偏差阈值系数且r3为数据库中预置的常数；

当H＜r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素未对第二个元素造成的关联影响，两者不存在关联关系；

对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作时，对提取的每个关联元素对中的第一个元素执行第一标记操作，将提取的每个关联元素对中的第二个元素执行第二标记操作。

本发明分析不同管道风险排查结果之间的关联关系，是为了后续步骤中根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新提供数据参照。

进一步的，所述S3中得到管网融合风险排查序列的方法包括以下步骤：

S321、获取所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系；

S322、获取所得管网风险排查序列中的任意两个元素，分别记为Cj及Cj1；

S323、得到Cj与Cj1之间的融合影响评估值，记为Q_(Cj，Cj1)；

Q_(Cj，Cj1)＝L_(Cj，Cj1)·W_(Cj，Cj1)，

其中，W_(Cj，Cj1)表示Cj与Cj1在相应管网风险排查序列中分别对应的序号差的绝对值；L_(Cj，Cj1)表示Cj与Cj1分别对应的管道之间最小距离；

当Cj与Cj1均不为融合元素时，则判定Cj对应管道或Cj1对应管道等于相应管道路线本身；

当Cj与Cj1中存在融合元素时，则Cj与Cj1中，融合元素对应管道等于融合前分别对应的各个管道路线本身及融合前各个管道间最短距离对应的路线的并集路线；

S324、当Cj与Cj1之间的融合影响评估值Q_(Cj，Cj1)大于等于预设的融合阈值时，则判定Cj与Cj1进行元素融合，并对元素融合后的管网风险排查序列各个元素对应的序列进行更新，融合元素在管网风险排查序列中的序号等于融合前的各个管道序号中的最大值；反之，则判定当Cj与Cj1不进行元素融合；

S325、重复S322至S324的操作，直至元素融合后的管网风险排查序列中的任意两个元素均不能进行元素融合为止，生成管网融合风险排查序列。

本发明分析不同管道风险排查结果之间的融合关系，是为了后续步骤中构建各个巡检排查任务链提供数据支撑。

进一步的，所述S4中生成不同的巡检排查任务链的方法包括以下步骤：

S401、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，记为g；获取管网融合风险排查序列，并将管网融合风险排查序列中的元素随机划分到g个空白集合中，且划分元素后的空白集合内各个元素的先后位置按相应元素在管网融合风险排查序列中对应序号从小到大顺序排列，得到不同的划分方案，每个划分方案中均包括g个集合；

S402、得到每个划分方案的执行适配偏差特征值，将第h个划分方案的执行适配偏差特征值记为SPh，

SPh＝max{TBP_g1|g1∈[1，g]}-min{TBP_g1|g1∈[1，g]}，

其中，

TBP_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的所有新能源工程管道编号完成一次风险排查所需时间的预测值；q_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的新能源工程管道编号总个数，所述第h个划分方案中第g1个集合内每个元素对应一个或多个新能源工程管道编号；TB表示历史数据中平均完成一次不含拐角及管径突变节点的新能源工程管道编号的风险排查所需时长；

te表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个拐角所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，te等于历史数据中不含管径突变节点的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中拐角的总个数；

td表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个管径突变节点所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，td等于历史数据中不含拐角的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中管径突变节点的总个数；max{}表示求最大值的运算；min表示求最小值的运算；

Nh_(g1，q)表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管道拐角个数；Mh_(g1，q)表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管径突变节点个数；

S403、提取执行适配偏差特征值最小的划分方案作为最佳风险排查方案，将最佳风险排查方案中的每个集合均构建一条巡检排查任务链，

所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中不同元素的不同链节点的排列顺序与最佳风险排查方案内相应集合中元素的先后顺序相同；所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中同一元素的不同链节点的排列顺序与相应融合元素中对应管道编号的融合先后顺序相同；

所述S4中对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新的方法包括以下步骤：

S411、获取巡检排查任务链中已完成且执行第一标记操作的排查任务对应的链节点构成的集合，记为第一数据集；获取巡检排查任务链中执行第二标记操作的待排查任务对应的链节点构成的集合，记为第二数据集；

S412、获取对应第一元素属于第一数据集的所有关联元素对中第二元素构成的集合，记为映射集合；提取第二数据集与映射集合的交集，记为执行对象更新集；

S413、将巡检排查任务链中的待排查任务内，属于执行对象更新集的所有链节点对应的管道风险排查结果标记为异常状态，并删除属于执行对象更新集的所有链节点，得到更新后的巡检排查任务链。

一种基于BIM的新能源工程数据管理系统，所述系统包括以下模块：

工程数据提取模块，所述工程数据提取模块基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息；

风险特征分析模块，所述风险特征分析模块根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

序列元素关系分析模块，所述序列元素关系分析模块结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网融合风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

巡检排查动态管理模块，所述巡排查动态管理模块获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新。

进一步的，所述序列元素关系分析模块包括元素融合关系分析单元及元素关联关系分析单元，

所述元素融合关系分析单元根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

所述元素关联关系分析单元结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网融合风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作。

进一步的，所述巡排查动态管理模块包括巡检排查任务链生成单元及任务链动态更新校准单元，

所述巡检排查任务链生成单元获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员；

所述任务链动态更新校准单元根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在考虑到新能源工程管网的管道容易老化情况，并生成相应的风险排查任务的过程中，考虑到不同新能源管道间的融合关系及关联关系，实现对生成的各个风险排查任务的对应执行顺序的优化，提高风险排查的效率，同时，在执行风险排查任务的过程中，根据不同新能源管道间的融合关系，实现对巡检排查任务链中的待排查任务的实时更新，实现对风险排查任务的有效管理，降低风险排查人员的工作量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种基于BIM的新能源工程数据管理方法的流程示意图；

图2是本发明一种基于BIM的新能源工程数据管理系统的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于BIM的新能源工程数据管理方法，所述方法包括以下步骤：

S1、基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息，所述新能源工程管网信息包括不同新能源工程管道的编号、每个编号对应的新能源工程管道特征及相应编号的新能源工程管道单位距离内的环境特征；

所述S1中新能源工程管道的编号通过数据库中预置的，将第i个新能源工程管道编号记为Ai；不同编号的新能源工程管道的长度相同；

所述新能源工程管道特征包括管道使用时长、管道拐角个数、每个拐角对应的管口偏转角度、管径突变节点个数及每个管径突变节点对应的管径突变差，所述管径突节点表示新能源工程管道中，按供水流向行进时，管径由粗变细的位置；所述管径突变差等于相应管径突变节点中，粗管径与细管径的差值；

所述环境特征包括历史数据中相应编号的新能源工程管道的温度及湿度；

所述单位距离为数据库中预置的常数。

S2、根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

所述S2中预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值时，获取提取的新能源工程管网信息中各个新能源工程管道编号分别对应的新能源工程管道特征及相应的环境特征；

将编号为Ai的新能源工程管道对应的异常风险特征值记为FAi；

所述

其中，β_(T，D)表示环境特征对应的自然老化影响系数，所述β_(T，D)通过数据库预置表单中环境特征对应的自然老化影响系数获取，t表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道使用时长；β_(T，D)·ti表示编号为i的新能源工程管道的老化风险值；

n1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道拐角个数，P_n表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第n个管道拐角对应的管口偏转角度；

m1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管径突变节点个数，B_m表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第m个管径突变节点对应的管径突变差；

r1表示第一水垢风险转化系数，r2表示第二水垢风险转化系数，所述r1及r2均为数据库中预置的常数。

S3、结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

所述S3中提取关联元素对的方法包括以下步骤：

S311、获取历史数据中的管道风险排查结果；将编号为i的新能源工程管道中第k次的管道风险排查结果记为Eik，所述管道风险排查结果包括正常及异常两种状态；

S312、任意两种不同编号的新能源工程管道编号，构建两者的关联关系分析数据对，统计关联关系分析数据对中两个新能源工程管道编号对应的管道，每次分别对应的管道风险排查结果；

S313、得到关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成的关联影响偏差，记为H，

其中，km表示相应关联关系分析数据对中，第一个元素对应管道风险排查结果为异常状态的次数；F_k表示相应关联关系分析数据对中，在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，第一个元素对第二个元素造成的关联影响值；

在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为异常状态，则判定F_k＝1；若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为正常状态，则判定F_k＝0；

S314、当H≥r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成的关联影响，两者存在关联关系，并将H对应的关联关系分析数据对作为一个关联元素对；所述r3表示关联影响偏差阈值系数且r3为数据库中预置的常数；

当H＜r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素未对第二个元素造成的关联影响，两者不存在关联关系；

对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作时，对提取的每个关联元素对中的第一个元素执行第一标记操作，将提取的每个关联元素对中的第二个元素执行第二标记操作。

所述S3中得到管网融合风险排查序列的方法包括以下步骤：

S321、获取所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系；

S322、获取所得管网风险排查序列中的任意两个元素，分别记为Cj及Cj1；

S323、得到Cj与Cj1之间的融合影响评估值，记为Q_(Cj，Cj1)；

Q_(Cj，Cj1)＝L_(Cj，Cj1)·W_(Cj，Cj1)，

其中，W_(Cj，Cj1)表示Cj与Cj1在相应管网风险排查序列中分别对应的序号差的绝对值；L_(Cj，Cj1)表示Cj与Cj1分别对应的管道之间最小距离；

当Cj与Cj1均不为融合元素时，则判定Cj对应管道或Cj1对应管道等于相应管道路线本身；

当Cj与Cj1中存在融合元素时，则Cj与Cj1中，融合元素对应管道等于融合前分别对应的各个管道路线本身及融合前各个管道间最短距离对应的路线的并集路线；

本实施例中存在甲乙两个元素，若甲元素为融合元素且由均不为融合元素的丙、丁元素构成，

则甲元素对应管道等于丙元素对应的管道路线本身、丁元素对应的管道路线本身及丙丁两元素对应管道最短距离相应路线三者的并集路线；

乙元素对应管道等于乙元素对应的管道路线本身；

进而甲乙两个元素是否能够进行融合，只需要判断甲元素对应的并集路线与乙元素对应的管道路线本身之间的最短距离即可。

S324、当Cj与Cj1之间的融合影响评估值Q_(Cj，Cj1)大于等于预设的融合阈值时，则判定Cj与Cj1进行元素融合，并对元素融合后的管网风险排查序列各个元素对应的序列进行更新，融合元素在管网风险排查序列中的序号等于融合前的各个管道序号中的最大值；反之，则判定当Cj与Cj1不进行元素融合；

S325、重复S322至S324的操作，直至元素融合后的管网风险排查序列中的任意两个元素均不能进行元素融合为止，生成管网融合风险排查序列。

S4、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新；每个巡检排查任务链为包括一个或多个链节点，每个链节点对应的排查任务为一个新能源工程管道编号。

所述S4中生成不同的巡检排查任务链的方法包括以下步骤：

S401、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，记为g；获取管网融合风险排查序列，并将管网融合风险排查序列中的元素随机划分到g个空白集合中，且划分元素后的空白集合内各个元素的先后位置按相应元素在管网融合风险排查序列中对应序号从小到大顺序排列，得到不同的划分方案，每个划分方案中均包括g个集合；

S402、得到每个划分方案的执行适配偏差特征值，将第h个划分方案的执行适配偏差特征值记为SPh，

SPh＝max{TBP_g1|g1∈[1，g]}-min{TBP_g1|g1∈[1，g]}，

其中，

TBP_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的所有新能源工程管道编号完成一次风险排查所需时间的预测值；q_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的新能源工程管道编号总个数，所述第h个划分方案中第g1个集合内每个元素对应一个或多个新能源工程管道编号；TB表示历史数据中平均完成一次不含拐角及管径突变节点的新能源工程管道编号的风险排查所需时长；

te表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个拐角所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，te等于历史数据中不含管径突变节点的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中拐角的总个数；

td表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个管径突变节点所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，td等于历史数据中不含拐角的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中管径突变节点的总个数；max{}表示求最大值的运算；min表示求最小值的运算；

Nh_(g1，q)表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管道拐角个数；Mh_(g1，q)表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管径突变节点个数；

S403、提取执行适配偏差特征值最小的划分方案作为最佳风险排查方案，将最佳风险排查方案中的每个集合均构建一条巡检排查任务链，

所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中不同元素的不同链节点的排列顺序与最佳风险排查方案内相应集合中元素的先后顺序相同；所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中同一元素的不同链节点的排列顺序与相应融合元素中对应管道编号的融合先后顺序相同；

本实施例中若最佳风险排查方案中的一个集合为{u1，u2，u3}，

若u1不为融合元素且对应的链节点为LD1，

若u2为融合元素且对应的链节点分别为LD2及LD4，

若u3不为融合元素且对应的链节点为LD3，

由于属于最佳风险排查方案内相应集合中不同元素的不同链节点的排列顺序与最佳风险排查方案内相应集合中元素的先后顺序相同，

则属于相同集合不同元素的不同链节点LD1、LD2及LD4之间的排列顺序为LD1，LD2，LD3；属于相同集合不同元素的不同链节点LD1、LD3及LD4之间的排列顺序为LD1，LD4，LD3；

由于属于最佳风险排查方案内相应集合中同一元素的不同链节点的排列顺序与相应融合元素中对应管道编号的融合先后顺序相同，则属于同一集合中同一元素的不同链节点LD2及LD4之间的排列顺序为LD2，LD4；

进而集合{u1，u2，u3}对应的巡检排查任务链为：LD1→LD2→LD4→LD3。

所述S4中对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新的方法包括以下步骤：

S411、获取巡检排查任务链中已完成且执行第一标记操作的排查任务对应的链节点构成的集合，记为第一数据集；获取巡检排查任务链中执行第二标记操作的待排查任务对应的链节点构成的集合，记为第二数据集；

S412、获取对应第一元素属于第一数据集的所有关联元素对中第二元素构成的集合，记为映射集合；提取第二数据集与映射集合的交集，记为执行对象更新集；

S413、将巡检排查任务链中的待排查任务内，属于执行对象更新集的所有链节点对应的管道风险排查结果标记为异常状态，并删除属于执行对象更新集的所有链节点，得到更新后的巡检排查任务链。

本实施例中不同新能源工程管道间的关联关系也可以是管道风险排查结果中状态正常的新能源工程管道间的关联关系，该分析情况能够有效降低风险排查人员巡检状态正常的新能源工程管道的总时长，但是，该方式前期需要采集一定量的管道分线排查结果进行训练才能够投入使用，否则，前期没有数据支撑，容易出现所有新能源工程管道均存在关联关系的情况，分析结果出现较大的偏差。

如图2所示，一种基于BIM的新能源工程数据管理系统，所述系统包括以下模块：

工程数据提取模块，所述工程数据提取模块基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息；

风险特征分析模块，所述风险特征分析模块根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

序列元素关系分析模块，所述序列元素关系分析模块结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网融合风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

巡检排查动态管理模块，所述巡排查动态管理模块获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新。

所述序列元素关系分析模块包括元素融合关系分析单元及元素关联关系分析单元，

所述元素融合关系分析单元根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

所述元素关联关系分析单元结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网融合风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作。

所述巡排查动态管理模块包括巡检排查任务链生成单元及任务链动态更新校准单元，

所述巡检排查任务链生成单元获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员；

所述任务链动态更新校准单元根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于BIM的新能源工程数据管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息，所述新能源工程管网信息包括不同新能源工程管道的编号、每个编号对应的新能源工程管道特征及相应编号的新能源工程管道单位距离内的环境特征；

S2、根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

S3、结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

S4、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新；每个巡检排查任务链为包括一个或多个链节点，每个链节点对应的排查任务为一个新能源工程管道编号；

所述S3中提取关联元素对的方法包括以下步骤：

S311、获取历史数据中的管道风险排查结果；将编号为i的新能源工程管道中第k次的管道风险排查结果记为Eik，所述管道风险排查结果包括正常及异常两种状态；

S312、任意两种不同编号的新能源工程管道编号，构建两者的关联关系分析数据对，统计关联关系分析数据对中两个新能源工程管道编号对应的管道，每次分别对应的管道风险排查结果；

S313、得到关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成的关联影响偏差，记为H，

，

其中，km表示相应关联关系分析数据对中，第一个元素对应管道风险排查结果为异常状态的次数；F_k表示相应关联关系分析数据对中，在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，第一个元素对第二个元素造成的关联影响值；

在第一个元素的管道风险排查结果第k次出现异常状态时，若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为异常状态，则判定F_k=1；若相应关联关系分析数据对中，第二元素在相应次数的管道风险排查结果为正常状态，则判定F_k=0；

S314、当H≥r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素对第二个元素造成关联影响，两者存在关联关系，并将H对应的关联关系分析数据对作为一个关联元素对；所述r3表示关联影响偏差阈值系数且r3为数据库中预置的常数；

当H＜r3·km时，则判定H对应的关联关系分析数据对中第一个元素未对第二个元素造成关联影响，两者不存在关联关系；

对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作时，对提取的每个关联元素对中的第一个元素执行第一标记操作，将提取的每个关联元素对中的第二个元素执行第二标记操作；

所述S3中得到管网融合风险排查序列的方法包括以下步骤：

S321、获取所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系；

S322、获取所得管网风险排查序列中的任意两个元素，分别记为Cj及Cj1；

S323、得到Cj与Cj1之间的融合影响评估值，记为Q_{（Cj，Cj1）}；

Q_{（Cj，Cj1）}=L_{（Cj，Cj1）}·W_{（Cj，Cj1）}，

其中，W_{（Cj，Cj1）}表示Cj与Cj1在相应管网风险排查序列中分别对应的序号差的绝对值；L_{（Cj，Cj1）}表示Cj与Cj1分别对应的管道之间最小距离；

当Cj与Cj1均不为融合元素时，则判定Cj对应管道或Cj1对应管道等于相应管道路线本身；

当Cj与Cj1中存在融合元素时，则Cj与Cj1中，融合元素对应管道等于融合前分别对应的各个管道路线本身及融合前各个管道间最短距离对应的路线的并集路线；

S324、当Cj与Cj1之间的融合影响评估值Q_{（Cj，Cj1）}大于等于预设的融合阈值时，则判定Cj与Cj1进行元素融合，并对元素融合后的管网风险排查序列各个元素对应的序列进行更新，融合元素在管网风险排查序列中的序号等于融合前的各个管道序号中的最大值；反之，则判定当Cj与Cj1不进行元素融合；

S325、重复S322至S324的操作，直至元素融合后的管网风险排查序列中的任意两个元素均不能进行元素融合为止，生成管网融合风险排查序列；

所述S4中生成不同的巡检排查任务链的方法包括以下步骤：

S401、获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，记为g；获取管网融合风险排查序列，并将管网融合风险排查序列中的元素随机划分到g个空白集合中，且划分元素后的空白集合内各个元素的先后位置按相应元素在管网融合风险排查序列中对应序号从小到大顺序排列，得到不同的划分方案，每个划分方案中均包括g个集合；

S402、得到每个划分方案的执行适配偏差特征值，将第h个划分方案的执行适配偏差特征值记为SPh，

，

其中，，

TBP_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的所有新能源工程管道编号完成一次风险排查所需时间的预测值；q_g1表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的新能源工程管道编号总个数，所述第h个划分方案中第g1个集合内每个元素对应一个或多个新能源工程管道编号；TB表示历史数据中平均完成一次不含拐角及管径突变节点的新能源工程管道编号的风险排查所需时长；

te表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个拐角所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，te等于历史数据中不含管径突变节点的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中拐角的总个数；

td表示历史数据中执行风险排查过程中，新能源工程管道中平均每多一个管径突变节点所产生的风险排查时长相对于TB的干扰时长，td等于历史数据中不含拐角的新能源工程管道编号对应的风险排查时长与TB的差除以相应新能源工程管道编号中管径突变节点的总个数；max{}表示求最大值的运算；min表示求最小值的运算；

Nh_（g1，q）表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管道拐角个数；Mh_（g1，q）表示第h个划分方案中第g1个集合内对应的第q个新能源工程管道编号中的管径突变节点个数；

S403、提取执行适配偏差特征值最小的划分方案作为最佳风险排查方案，将最佳风险排查方案中的每个集合均构建一条巡检排查任务链，

所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中不同元素的不同链节点的排列顺序与最佳风险排查方案内相应集合中元素的先后顺序相同；所述巡检排查任务链中，属于最佳风险排查方案内相应集合中同一元素的不同链节点的排列顺序与相应融合元素中对应管道编号的融合先后顺序相同；

所述S4中对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新的方法包括以下步骤：

S411、获取巡检排查任务链中已完成且执行第一标记操作的排查任务对应的链节点构成的集合，记为第一数据集；获取巡检排查任务链中执行第二标记操作的待排查任务对应的链节点构成的集合，记为第二数据集；

S412、获取对应第一元素属于第一数据集的所有关联元素对中第二元素构成的集合，记为映射集合；提取第二数据集与映射集合的交集，记为执行对象更新集；

S413、将巡检排查任务链中的待排查任务内，属于执行对象更新集的所有链节点对应的管道风险排查结果标记为异常状态，并删除属于执行对象更新集的所有链节点，得到更新后的巡检排查任务链。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的新能源工程数据管理方法，其特征在于：所述S1中新能源工程管道的编号通过数据库中预置的，将第i个新能源工程管道编号记为Ai；不同编号的新能源工程管道的长度相同；

所述新能源工程管道特征包括管道使用时长、管道拐角个数、每个拐角对应的管口偏转角度、管径突变节点个数及每个管径突变节点对应的管径突变差，所述管径突节点表示新能源工程管道中，按供水流向行进时，管径由粗变细的位置；所述管径突变差等于相应管径突变节点中，粗管径与细管径的差值；

所述环境特征包括历史数据中相应编号的新能源工程管道的温度及湿度；

所述单位距离为数据库中预置的常数。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的新能源工程数据管理方法，其特征在于：所述S2中预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值时，获取提取的新能源工程管网信息中各个新能源工程管道编号分别对应的新能源工程管道特征及相应的环境特征；

将编号为Ai的新能源工程管道对应的异常风险特征值记为FAi；

所述，

其中，β_（T，D）表示环境特征对应的自然老化影响系数，所述β_（T，D）通过数据库预置表单中环境特征对应的自然老化影响系数获取，ti表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道使用时长；

n1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管道拐角个数，P_n表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第n个管道拐角对应的管口偏转角度；

m1表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内的管径突变节点个数，B_m表示编号为i的新能源工程管道对应的新能源工程管道特征内，第m个管径突变节点对应的管径突变差；

r1表示第一水垢风险转化系数，r2表示第二水垢风险转化系数，所述r1及r2均为数据库中预置的常数。

4.一种基于BIM的新能源工程数据管理系统，所述系统应用权利要求1-3中任意一项所述的一种基于BIM的新能源工程数据管理方法实现，其特征在于，所述系统包括以下模块：

工程数据提取模块，所述工程数据提取模块基于BIM技术分别构建待测区域内各个楼宇的建筑信息模型，提取所得建筑信息模型中的新能源工程管网信息；

风险特征分析模块，所述风险特征分析模块根据提取的新能源工程管网信息，预测所得建筑信息模型的新能源工程管网中，每个新能源工程管道编号对应的异常风险特征值；按异常风险特征值从大到小的顺序对各个新能源工程管道编号进行排列，得到管网风险排查序列；

序列元素关系分析模块，所述序列元素关系分析模块结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

巡检排查动态管理模块，所述巡检排查动态管理模块获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员，并根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新；

所述序列元素关系分析模块包括元素融合关系分析单元及元素关联关系分析单元，

所述元素融合关系分析单元根据所得管网风险排查序列及相应序列中不同元素分别对应的管道之间的位置关系，判断不同序列元素之间是否能够融合，得到管网融合风险排查序列；

所述元素关联关系分析单元结合历史数据中的管道风险排查结果，分析不同的管网风险排查序列中不同元素之间的关联关系，提取关联元素对，并对关联元素对中的不同元素执行不同的标记操作；

所述巡检排查动态管理模块包括巡检排查任务链生成单元及任务链动态更新校准单元，

所述巡检排查任务链生成单元获取待测区域内新能源工程的巡检组个数，结合管网融合风险排查序列及每个新能源工程管道编号对应的新能源工程管道特征，生成不同的巡检排查任务链，反馈给管理员；

所述任务链动态更新校准单元根据巡检组的实时巡检结果，对巡检排查任务链中的待排查任务进行实时更新。