CN107862153A - 一种变电站数字化管控*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变电站数字化管控***，其包含：采集层，获取变电站工程项目全程相关的数据信息；数据层，以5D数据库对项目全程所有的数据信息，按照时间和空间组合的方式进行管理；平台层，通过对地理空间数据的融合处理以及对业务数据的组织调用，为三维空间的应用提供支持；应用层，根据项目的需要，实现对变电站工程的BIM管理应用；表现层，向项目涉及的用户显示相应的数据信息。本发明通过三维地理信息***与建筑信息模型之间无缝和信息无损集成技术，创建基于BIM技术的建筑智能运维管理平台，实现全空间、全时段和全内容(各类数据)的信息采集、处理、管理和综合应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站数字化管控***。
背景技术
目前在变电站施工时，施工单位需要由土建、机电(电气、给排水、采暖及通风)等不同专业的变电站工程师，对设计施工蓝图进行图纸会审，但由于时间限制或沟通手段的限制，各专业变电站工程师无法对思想中构建的施工现场进行结合，往往难以发现施工过程中可能存在的设计问题。
在机电专业的图纸中记载的很多情况，都需要在实际施工过程中现场解决，尤其是空间问题，比如：机电各专业管道桥架之间的空间冲突、碰撞；机电专业与结构或建筑专业空间位置冲突、碰撞等。为了避免这种冲突，施工单位往往需要找一个施工经验非常丰富的变电站工程师，通过CAD的二维图纸的复制重叠，在思想中构建三维景象，然后进行各专业的综合管线排布。这样的传统方法，不仅对从事工作变电站工程师的专业技能有很高的要求，而且消耗时间较长、工作效率低、存在一定的错误率。
此外，施工过程中变电站工程师之间探讨现场问题时，变电站工程师对劳务人员进行技术或安全交底时，变电站工程师与业主单位、监理单位沟通施工方案时，都会基于二维的施工蓝图，但这种沟通基于不同人思想中的构架的三维景象，往往存在理解偏差，又过于消耗时间精力，而结果还不尽人意，难免导致施工不准确或施工错误。
当变电站工程建设完毕移交至建设单位后，建设单位往往会开始考虑运维或物业的管理相关工作，而通常交接性工作是很繁琐的一件事。再或者再业主使用变电站工程期间的某天，需要对某些设备或者配件进行查询或更新，而重新查找对应蓝图和资料是也很繁琐的，而有时候可能查找不到。
因而，当前缺乏一种有效的技术手段来管理变电站施工阶段的数据内容。
发明内容
本发明的目的是提供一种变电站数字化管控***，通过三维地理信息***(3DGIS)与建筑信息模型(BIM)之间无缝和信息无损集成技术，创建基于BIM技术的建筑智能运维管理平台，实现全空间、全时段和全内容(各类数据)的信息采集、处理、管理和综合应用。
为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种变电站数字化管控***，其包含：
采集层，获取变电站工程项目全程相关的数据信息；
数据层，以5D数据库对项目全程所有的数据信息，按照时间和空间组合的方式进行管理；
平台层，通过对地理空间数据的融合处理以及对业务数据的组织调用，为三维空间的应用提供支持；
应用层，根据项目的需要，实现对变电站工程的BIM管理应用；
表现层，向项目涉及的用户显示相应的数据信息。
优选地，所述采集层获取的数据信息，包含地理空间数据、BIM模型与属性信息、传感器采集信息、模型转换数据。
优选地，所述采集层设有数据采集***、人工录入数据信息的输入***，以及通过网络连接外部动态监测***的外部数据接口。
优选地，所述数据层进一步包含：
应用业务数据库，对***管理和业务应用产生的各类数据进行管理；
地理空间数据库，对构建整个数字地球三维场景的各类基础数据进行管理，包含：遥感影像数据、矢量地图数据、数字高程模型数据；
BIM模型数据库，对BIM模型数据进行管理；
建筑三维数据库，对变电站的建筑三维数据进行管理；
动态监测数据库，对来自外部动态监测***的动态进度数据进行管理。
优选地，所述平台层设有空间数据构建引擎、空间数据服务引擎、空间数据承载应用、二次开发接口、外部动态数据处理引擎。
优选地，所述应用层实现的BIM管理应用，包含项目总览、模型管理、设计管理、施工组织、技术管理、总平管理、进度管理、资产管理、质量管理、安全管理、成本管理、资金管理、远程监造、资源库管理、工作管理、***管理、移动端管理。
优选地，所述变电站数字化管控***提供的对外服务的应用程序功能封装和发布为Web服务。
优选地，所述变电站数字化管控***通过移动端程序，向施工方、或监理方、或业主推送可供追溯的数据信息。
本发明所述的变电站数字化管控***，其设计有时空地理信息承载平台，兼容主流BIM模型格式，采用BIM转换解析技术、大型关系数据库技术(MicrosoftSQLServer)、ActiveX控件技术以及网络通讯技术。充分考虑与其他异构***的开放互联，多源数据接口，数据之间的关联以及网络环境的开放，形成以完备的时空地理数据库为基础，集成数字协同功能的相关应用，实现数字化、智能化的时空地理信息承载平台应用。
本发明通过三维地理信息***(3DGIS)与建筑信息模型(BIM)之间无缝和信息无损集成技术，创建基于BIM技术的建筑智能运维管理平台。平台业务的精细化程度，取决于建筑信息模型(BIM)创建的构件颗粒度和属性信息，以及集成能力。该平台最大的特点是：三维地形与三维建筑的一体化、室内与室外的一体化、地面与地下的一体化，以及平台的可视、精细、开放、高效和通用等特色，保证了***的各种应用。
本发明基于SOA架构(面向服务架构)的***总体设计应用，在***设计与开发过程中尽可能将***提供对外服务的应用程序功能封装和发布为Web服务。通过服务注册和服务目录，向服务消费者提供Web服务，使***的功能可以采用松耦合的方式实现集成。平台根据需求将这些服务组装为按需的应用程序——即相互连接的服务提供者和使用者集合，彼此结合以完成特定任务，使应用业务能够适应不断变化的情况和需求。
本发明通过设计开发基于BIM技术的建筑智能运维管理***的5D数据库(三维空间、时间、内容)，实现运维管理***的全空间、全时段和全内容(各类数据)的信息采集、处理、管理和支撑综合应用，以满足现阶段的通用性需要和未来数据积累到一定时候的大数据挖掘应用。
本发明基于物联网和移动互联技术的数据采集和智能控制，即基于BIM技术的设施设备管理的一个实际运行***，涉及数据采集、空间定位、信息查询、统计分析、状态监测、维护维修和智能控制等，所有的应用都需要通过物联传感器和移动互联终端实现数据的采集和智能控制。在三维地形和三维建筑无缝集成的基础上，能够很方便的实现无线传感、实时监测等各类应用，实现状态信息的动态、实时管理。
本发明可以有效弥补传统设计环节中的不足，改进施工单位现场深化设计的方法，提高对变电站工程建设的理解和沟通效率，满足建设单位对后期运维的需求。
附图说明
图1是变电站数字化管控***的云平台总体架构示意图。
图2是基于本***的平台APP实现多角色协同管理。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的变电站数字化管控***，是基于3D GIS+BIM平台的变电站工程项目BIM管理平台，***采用B/S架构，以面向服务的设计为理念，以3DGIS+BIM、RDBMS(关系数据库管理***)为核心服务和数据平台、集成第三方异构***推送的状态数据，同时支持COM组件架构。平台***采用多层架构设计，包含采集层、数据层、平台层、应用层以及表现层等。
采集层：主要包括人工录入和数据采集***集成。包含了地理空间信息、BIM模型与属性信息、各类传感器、二维码信息(由对按专业划分的建模对象的构件编码转换得到)的采集获取等；其中还设有“外部数据接口”，可以支持动态监测***通过网络接入本***。
数据层：采用5D(3D模型+1D时间+1D内容)数据库设计，包括时间和空间组合的方式实现项目全程所有数据信息按时间(包括了版本信息)管理。主要包括应用业务数据库、地理空间数据库、动态监测数据库等。其中应用业务数据库包含***管理和业务应用产生的各类数据。地理空间数据库包含构建整个数字地球三维场景的各类基础数据：遥感影像数据，矢量地图数据，数字高程模型数据，BIM模型数据库，建筑三维数据库等。
平台层：包含对整个***的三维地理空间及综合业务信息支撑部分。包含空间数据构建引擎、空间数据服务引擎，和空间数据承载应用等。平台层通过各类地理空间数据的融合处理以及业务员数据的组织调用，为各类三维空间的应用提供支持。同时依托强大的二次开发接口，可以支持对已有信息化建设投资的保护和继承；支持异构***的接入、功能子模块的增加，以及其他特殊应用的扩展。
应用层：是在数据采集、5D数据库、***平台与二次开发接口的支持下，根据项目的需要，完成对变电站工程的BIM管理应用功能。例如，实现项目总览、模型管理、设计管理、施工组织、技术管理、总平管理、进度管理、资产管理、质量管理、安全管理、成本管理、资金管理、远程监造、资源库管理、工作管理、***管理、移动端管理。
表现层：例如通过业务办公桌面、主管桌面、施工管理桌面、***管理桌面，来向不同用户显示相应的数据对象。***提供的对外服务的应用程序功能封装和发布为Web服务。
本发明的***可以对变电站工程的两类数据进行管理：
第一类：静态数据，包含设计方业主方上传的标准工艺，设计方上传的BIM模型，施工方上传的施工计划，和基于施工计划的危险源。
第二类：动态数据，包含在施工管理过程中，由施工、监理、业主提交的动态进度数据，以及由监理和施工单位提交的动态质量信息和安全信息。
基于本***在施工过程中的管理收集的资料，符合国家电网26号文件要求。
基于本发明所述***的平台，可以使每项变电站工程任务实现多角色的协同管理。如图2所示，每项任务从开始到结束，例如在施工阶段涉及：项目经理向现场工作负责人派发的任务信息及后者提交的自检信息，上报的站班会工作日志进度，向总监理工程师送检的信息等；在监理阶段涉及：总监理工程师向专业监理工程师派发的任务信息及后者完成任务后提交的信息，旁站采集的涉及安全质量问题的信息，审核通过后交付给业主的信息等。期间每一步所涉数据信息的推送，均可由***通过平台app实现，并且每一步的执行都能留有痕迹，可供追溯。
本发明中的平台数据库，使用企业级数据库产品SQL Server 2014。它在企业级支持，商业智能应用，管理开发效率等诸多方面，较SQL Server 2000、2005、2008均有质的飞跃，是集数据管理与商业智能分析于一体的数据管理与分析平台。SQL server 2014能为要求最高的数据库应用提供关键业务所需性能内存驻留技术，性能最高提升30倍。软件及硬件合作伙伴使用多样化的工作负载进行了全新的性能测试，证明了采用开创性内存计算技术的SQL Server 2014可以为那些对数据库有极高要求的应用程序提供符合需求的数据平台。
本发明在网络配置时，Web服务器、数据库服务器都需要放在硬件防火墙内，依靠企业的硬件防火墙可以提供网络内服务器之间第一级安全保证。本***由于涉及到大量的遥感数据、时空构件数据，这些数据的传输，在环境初始化阶段，会占用大量带宽，等***稳定后，占用的带宽处于稳定，需求会降低。对集团和项目管理部的网络要求如下：公司总部的网络带宽在100M及以上；项目管理部的网络带宽在20M及以上。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种变电站数字化管控***，其特征在于，包含：
采集层，获取变电站工程项目全程相关的数据信息；
数据层，以5D数据库对项目全程所有的数据信息，按照时间和空间组合的方式进行管理；
平台层，通过对地理空间数据的融合处理以及对业务数据的组织调用，为三维空间的应用提供支持；
应用层，根据项目的需要，实现对变电站工程的BIM管理应用；
表现层，向项目涉及的用户显示相应的数据信息。
2.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述采集层获取的数据信息，包含地理空间数据、BIM模型与属性信息、传感器采集信息、模型转换数据。
3.如权利要求1或2所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述采集层设有数据采集***、人工录入数据信息的输入***，以及通过网络连接外部动态监测***的外部数据接口。
4.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述数据层进一步包含：
应用业务数据库，对***管理和业务应用产生的各类数据进行管理；
地理空间数据库，对构建整个数字地球三维场景的各类基础数据进行管理，包含：遥感影像数据、矢量地图数据、数字高程模型数据；
BIM模型数据库，对BIM模型数据进行管理；
建筑三维数据库，对变电站的建筑三维数据进行管理；
动态监测数据库，对来自外部动态监测***的动态进度数据进行管理。
5.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述平台层设有空间数据构建引擎、空间数据服务引擎、空间数据承载应用、二次开发接口、外部动态数据处理引擎。
6.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述应用层实现的BIM管理应用，包含项目总览、模型管理、设计管理、施工组织、技术管理、总平管理、进度管理、资产管理、质量管理、安全管理、成本管理、资金管理、远程监造、资源库管理、工作管理、***管理、移动端管理。
7.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述变电站数字化管控***提供的对外服务的应用程序功能封装和发布为Web服务。
8.如权利要求1所述变电站数字化管控***，其特征在于，
所述变电站数字化管控***通过移动端程序，向施工方、或监理方、或业主推送可供追溯的数据信息。
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