CN112966914B - 一种基于gim-5d的装配式变电站质量智能管控方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于GIM‑5D的装配式变电站质量智能管控方法，包括以下步骤：采集装配式变电站现场施工建设和装配情况的现场数据，形成现场装配式变电站GIM‑5D模型；将标准装配式变电站GIM‑5D模型与现场装配式变电站GIM‑5D模型进行比对，得到装配式变电站工程各中间阶段的工程进度偏差、工程成本偏差以及施工建设和装配偏差；采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM‑5D模型进行综合评估得到变电站各中间阶段贴合度评价指标；根据贴合度评价指标计算变电站全过程质量均衡性指标，并评估变电站质量水平；对变电站工程全生命周期各阶段实施管控。本设计不仅管控水平高，而且智能化水平高。
Description
技术领域
本发明属于变电站施工质量智能管控领域，尤其涉及一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法。
背景技术
GIM(Grid Information Model)电网信息模型是变电工程三维数字化设计的产品输出形式，是依托地理信息***GIS，将电网的组成元素数字化，以信息模型为载体，集成每个元素全寿命周期内的信息，实现信息高效、准确、全面的应用。目前我国大型施工企业己将三维GIM技术投入施工应用，在进度管理、施工模拟、费用管理方案优化等领域实现了部分应用。复杂的变电工程和改扩建工程数量的日益增多，GIM模型的优势也将日益凸显，尤其是在三维数字化设计、施工方案策划、图纸会审、技术交底及培训、工厂化预制件加工方面将发挥极大作用。
采用GIM技术后，虽然可以在GIM模型中实现快速定位功能，但是在实际应用中无法实现工程现场的智能化精确定位，如在工程改扩建时，通常需要避开现有管道位置，工程建设人员在缺乏室内定位***的情况下依靠前期工程的二维设计图纸和GIM模型无法快速、有效、准确地实现已有管道位置的精确定位，容易在改扩建过程中对前期工程造成一定破坏。总的来说，GIM时代下电网信息数据的数字化只是在数据的生产和存储上得到应用，在传递和使用方式上仍采用传统的方式，远未达到空间信息数据使用的智能化水平，仍有进一步挖掘价值的巨大空间。同时，现阶段三维GIM技术在变电站施工进度以及精准费用控制管理方面缺乏研究，需要建立基于三维GIM设计成果应用的信息传递和数据共享模式，满足变电站工程建设各阶段的管理要求。虽然变电站的建筑结构相对简单，但是相关设备种类繁多，现场布置相对复杂，场地的施工难度也较大。因此，在项目施工过程中难免会出现考虑不全面、现场返工浪费、费用控制不准确和进度滞后的情况。因此，要进一步挖掘GIM模型在变电工程全生命周期上的应用价值。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的管控水平低、智能化水平低的缺陷与问题，提供一种管控水平高、智能化水平高的基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，该方法包括以下步骤：
S1、对装配式变电站建设的各阶段，通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况的现场数据，形成现场装配式变电站GIM-5D模型；
S2、将现有的标准装配式变电站GIM-5D模型导入增强现实变电站验收平台，其中标准装配式变电站GIM-5D模型由装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本构成；
S3、增强现实变电站验收平台将得到的现场装配式变电站GIM-5D模型与标准装配式变电站GIM-5D模型进行比对，得到装配式变电站工程各中间阶段的工程进度偏差、工程成本偏差以及施工建设和装配偏差；
S4、分析装配式变电站工程各中间阶段的提前/滞后进度、超支/结余成本以及施工建设和装配偏差，得到分析结果，并采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM-5D模型进行综合评估得到装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标；
S5、根据装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标计算装配式变电站全过程质量均衡性指标，并通过装配式变电站全过程质量均衡性指标评估装配式变电站质量水平，得到评估结果；
S6、移动终端在现场获取并复核分析结果和评估结果，并对装配式变电站工程全生命周期各阶段实施管控。
步骤S4具体包括以下步骤：
S41、对原始数据标准化，装配式变电站有m个模块，n个指标，指标一共分为三类，分别是项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标；
S42、采用最优最劣法、熵权法分别计算装配式变电站质量的主观权重、客观权重；
S43、采用博弈论计算装配式变电站质量的综合权重；
S44、计算加权规范化评估矩阵；
指标集X＝{x1，x2，…，xn}的综合权重矩阵为H＝[h1，h2，…，hn]T，将进行标准化处理后的规范化矩阵B＝[bij]m×n点乘综合权重矩阵H即可算出指标加权规范化评估矩阵Z；
S45、计算被评价指标的最优理想解和最差理想解；
S46、计算所评估的中间建设阶段或项目完成阶段到最优理想解和最差理想解的欧式距离：
S47、确定评估阶段综合评估指标样本点到最优理想点和最差理想点的相对贴合度：
步骤S42中，采用最优最劣法计算装配式变电站质量的主观权重，具体包括以下步骤：
(1)选取指标集X＝{x1，x2，…，nn}中最优指标XB与最差指标Xw；
(2)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最优指标XB的重要性，构造比较向量CB＝(CB1，CB2，…，CBj)，其中，CBj代表最优指标XB与指标j相比的重要性，1代表CB和CBj同等重要，5代表CB相比CBj极端重要；
(3)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最差指标XW的不重要性，构造比较向量CW＝(CW，C2W，…，CjW)T，其中，CjW代表最差指标XW与指标j相比的最不重要性，1代表CjW和CW同等不重要，5代表CjW相比CW极端不重要；
(4)由目标规划模型，建立数学规划式并对规划式进行求解，得到最优指标权重
其中，ωB为CB的权重，Cj为准则向量，ωj为Cj的权重，ωW为CW的权重，aBj代表CB对Cj的重要程度值，ajW代表Cj对CW的重要程度值；
将上述规划模型转化为：
min k
(5)计算一致性比率
将所得k用k*表示，由
求得一致性比率CR；
若有p个评分，则对评分结果进行加权平均计算，得到主观权重：
步骤S42中，采用熵权法确定装配式变电站质量的客观权重，具体包括以下步骤：
(1)初始评估矩阵为X＝(xij)m×n：
其中，xij为第i个模块的第j个指标；
(2)根据初始评估矩阵，计算项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值；
项目提前进度类指标和项目结余成本类指标的指标值为：
项目滞后进度类指标、项目超支成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值为：
其中，min(xj)为指标j的最小值，max(xj)为指标j的最大值，bij为指标xij经过标准化处理后的结果；
(3)根据项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值得到指标规范化矩阵B＝[bij]m×n：
(4)确定客观权重：
先计算第j个指标下第i个模块所占的比重：
再计算第j个指标的熵值：
然后计算指标j的客观权重：
步骤S43具体包括以下步骤：
S431、构造一个基本权重集h＝{h1，h2，…，hv}，基本权重集包括最优最劣法确定的主观权重指标
和熵权法确定的客观权重指标
将两类指标统一用h1，h2，...，hv进行表示，并将其中的v个向量任意线性组合构造一个综合权重集：
其中，gk为综合权重集的v个向量任意线性组合系数，该系数利用博弈论模型进行优化；
S432、利用博弈论模型对综合权重集的v个向量任意线性组合系数gk进行优化，通过优化使h与各个hk的偏差极小化，进而从综合权重集中找寻到最合理的权重h*，导出的博弈论模型为：
得到最优化一阶导数条件为：
S433、对博弈论模型进行求解可得(g1，g2，…，gv)，并对结果进行归一化处理：
综合权重为：
其中，综合权重集为H＝[h1，h2，…，hv]T。
步骤S5中，采用装配式变电站全过程质量均衡性泰尔系数来评估装配式变电站全过程质量均衡性，通过以下公式计算变电站全过程质量均衡性泰尔系数：
T＝ω1[log(ω1÷n1)]+ω2[log(ω2÷n2)]+……+ωi[log(ωi÷ni)]+……+ωm[log(ωm÷nm)]
其中，T为变电站全过程质量均衡性泰尔系数，ω1为装配式变电站工程中第一阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n1为装配式变电站工程中第一阶段占整个施工阶段时间的比例，ω2为装配式变电站工程中第二阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n2为装配式变电站工程中第二阶段占整个施工阶段时间的比例，ωi为装配式变电站工程中第i阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，ni为装配式变电站工程中第i阶段占整个施工阶段时间的比例，ωm为装配式变电站工程中第m阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，nm为装配式变电站工程中第m阶段占整个施工阶段时间的比例，m为装配式变电站工程总的阶段数；
ωt的计算公式如下：
其中，C1，C2，...，Cm为建设阶段1到建设阶段m的贴合度评价指标计算结果。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况，得到点云数据；
S12、对得到的点云数据，进行数据拼接、去噪声、缺失点插值修补处理；
S13、采用点云特征提取技术，将处理后的点云数据转换为有组织的多边形网络，生成现场装配式变电站GIM-5D模型。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本，构建标准装配式变电站GIM-5D模型；
S22、标准装配式变电站GIM-5D模型在导入增强现实变电站验收平台前，将数据导出成obj、stl、fbx的通用格式；
S23、采用多边形模型处理软件将所选变电站电气设备的GIM-5D模型转化为可编辑的多边形对象；
所选电气设备的可编辑多边形对象包含了节点、边界、边界环、多边形面和元素五种子对象模式；
S24、通过对该多边形对象的各子对象进行参数校对、特征优化、网格处理、属性赋予、外观渲染以及杂项过滤操作，完成所选变电站主要电气设备的标准化处理；
S25、完成所选电气设备GIM-5D模型标准化转换后，GIM-5D模型和增强现实变电站验收平台应用引擎间的数据链已打通，增强现实变电站验收平台应用引擎可以准确地访问所选变电站电气设备GIM-5D模型。
步骤S3中，通过对GIM数据和点云数据进行叠加后，通过图像原理对GIM+点云的叠加画面进行图像特制比对，进而发现偏差点。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法中，综合考虑了装配式变电站在建设过程中的建设质量、项目进度和项目成本的管控问题，采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对装配式变电站的装配进行综合评估，能综合全面的反映装配式变电站的项目质量管控水平、项目进度管控水平和项目成本管控水平，解决了目前在装配式变电站项目质量管控问题中使用传统单一的评估方法造成的评估方法单一、主观意识过强、缺少对客观原始数据本身的评判以及权重分配不科学的问题。因此，本发明管控水平高、智能化水平高。
附图说明
图1是本发明一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法的流程图。
图2是本发明中采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM-5D模型进行综合评估的流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1、图2，一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，该方法包括以下步骤：
S1、对装配式变电站建设的各阶段，通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况的现场数据，形成现场装配式变电站GIM-5D模型；
S2、将现有的标准装配式变电站GIM-5D模型导入增强现实变电站验收平台，其中标准装配式变电站GIM-5D模型由装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本构成；
S3、增强现实变电站验收平台将得到的现场装配式变电站GIM-5D模型与标准装配式变电站GIM-5D模型进行比对，得到装配式变电站工程各中间阶段的工程进度偏差、工程成本偏差以及施工建设和装配偏差；
S4、分析装配式变电站工程各中间阶段的提前/滞后进度、超支/结余成本以及施工建设和装配偏差，得到分析结果，并采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM-5D模型进行综合评估得到装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标；
S5、根据装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标计算装配式变电站全过程质量均衡性指标，并通过装配式变电站全过程质量均衡性指标评估装配式变电站质量水平，得到评估结果；
S6、移动终端在现场获取并复核分析结果和评估结果，并对装配式变电站工程全生命周期各阶段实施管控。
步骤S4具体包括以下步骤：
S41、对原始数据标准化，装配式变电站有m个模块，n个指标，指标一共分为三类，分别是项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标；
S42、采用最优最劣法、熵权法分别计算装配式变电站质量的主观权重、客观权重；
S43、采用博弈论计算装配式变电站质量的综合权重；
S44、计算加权规范化评估矩阵；
指标集X＝{x1，x2，…，xn}的综合权重矩阵为H＝[h1，h2，…，hn]T，将进行标准化处理后的规范化矩阵B＝[bij]m×n点乘综合权重矩阵H即可算出指标加权规范化评估矩阵Z；
S45、计算被评价指标的最优理想解和最差理想解；
S46、计算所评估的中间建设阶段或项目完成阶段到最优理想解和最差理想解的欧式距离：
S47、确定评估阶段综合评估指标样本点到最优理想点和最差理想点的相对贴合度：
步骤S42中，采用最优最劣法计算装配式变电站质量的主观权重，具体包括以下步骤：
(1)选取指标集X＝{x1，x2，…，xn}中最优指标XB与最差指标XW；
(2)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最优指标XB的重要性，构造比较向量CB＝(CB1，CB2，…，CBj)，其中，CBj代表最优指标XB与指标j相比的重要性，1代表CB和CBj同等重要，5代表CB相比CBj极端重要；
(3)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最差指标XW的不重要性，构造比较向量CW＝(CW，C2W，…，CjW)T，其中，CjW代表最差指标XW与指标j相比的最不重要性，1代表CjW和CW同等不重要，5代表CjW相比CW极端不重要；
(4)由目标规划模型，建立数学规划式并对规划式进行求解，得到最优指标权重
其中，ωB为CB的权重，Cj为准则向量，ωj为Cj的权重，ωW为CW的权重，aBj代表CB对Cj的重要程度值，ajW代表Cj对CW的重要程度值；
将上述规划模型转化为：
min k
(5)计算一致性比率
将所得k用k*表示，由
求得一致性比率CR；
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步骤S42中，采用熵权法确定装配式变电站质量的客观权重，具体包括以下步骤：
(1)初始评估矩阵为X＝(xij)m×n：
其中，xij为第i个模块的第j个指标；
(2)根据初始评估矩阵，计算项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值；
项目提前进度类指标和项目结余成本类指标的指标值为：
项目滞后进度类指标、项目超支成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值为：
其中，min(xj)为指标j的最小值，max(xj)为指标j的最大值，bij为指标xij经过标准化处理后的结果；
(3)根据项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值得到指标规范化矩阵B＝[bij]m×n：
(4)确定客观权重：
先计算第j个指标下第i个模块所占的比重：
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步骤S5中，采用装配式变电站全过程质量均衡性泰尔系数来评估装配式变电站全过程质量均衡性，通过以下公式计算变电站全过程质量均衡性泰尔系数：
T＝ω1[log(ω1÷n1)]+ω2[log(ω2÷n2)]+……+ωi[log(ωi÷ni)]+……+ωm[log(ωm÷nm)]
其中，T为变电站全过程质量均衡性泰尔系数，ω1为装配式变电站工程中第一阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n1为装配式变电站工程中第一阶段占整个施工阶段时间的比例，ω2为装配式变电站工程中第二阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n2为装配式变电站工程中第二阶段占整个施工阶段时间的比例，ωi为装配式变电站工程中第i阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，ni为装配式变电站工程中第i阶段占整个施工阶段时间的比例，ωm为装配式变电站工程中第m阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，nm为装配式变电站工程中第m阶段占整个施工阶段时间的比例，m为装配式变电站工程总的阶段数；
ωi的计算公式如下：
其中，C1，C2，...，Cm为建设阶段1到建设阶段m的贴合度评价指标计算结果。
步骤S1具体包括以下步骤：
S11、通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况，得到点云数据；
S12、对得到的点云数据，进行数据拼接、去噪声、缺失点插值修补处理；
S13、采用点云特征提取技术，将处理后的点云数据转换为有组织的多边形网络，生成现场装配式变电站GIM-5D模型。
步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本，构建标准装配式变电站GIM-5D模型；
S22、标准装配式变电站GIM-5D模型在导入增强现实变电站验收平台前，将数据导出成obj、stl、fbx的通用格式；
S23、采用多边形模型处理软件将所选变电站电气设备的GIM-5D模型转化为可编辑的多边形对象；
所选电气设备的可编辑多边形对象包含了节点、边界、边界环、多边形面和元素五种子对象模式；
S24、通过对该多边形对象的各子对象进行参数校对、特征优化、网格处理、属性赋予、外观渲染以及杂项过滤操作，完成所选变电站主要电气设备的标准化处理；
S25、完成所选电气设备GIM-5D模型标准化转换后，GIM-5D模型和增强现实变电站验收平台应用引擎间的数据链已打通，增强现实变电站验收平台应用引擎可以准确地访问所选变电站电气设备GIM-5D模型。
步骤S3中，通过对GIM数据和点云数据进行叠加后，通过图像原理对GIM+点云的叠加画面进行图像特制比对，进而发现偏差点。
本发明的原理说明如下：
本设计将装配式变电站由激光雷达采集仪得到的点云数据和GIM-5D数字化模型中所包含的设计信息、设备信息以及变电工程施工过程的国标、行标和企标进行比较，分析施工过程中的实际数据与各项标准之间的差异，比较施工过程实际进度和实际成本与计划进度和计划成本之间的差异；通过搭建装配式变电站建设质量、项目进度和项目成本评价指标体系，并采用最优最劣法(BWM)来确定变电站建设的主观评价权重，采用熵权法(EW)来确定装配式变电站的客观评价权重，最后，采用博弈论来确定装配置变电站的综合评价权重，以NASH均衡作为协调优化目标，并利用逼近理想解排序法(TOPSIS)对计算出的被选方案与理想方案间的距离进行排序，由此解决现有技术无法全面综合考虑主观因素和客观因素并评估装配式变电站质量的问题，从而使得整个装配式变电站在整个施工过程中面临较大质量、项目进度和项目成本管控的技术和项目管理的问题。
所提出的方法需要实现和完成的校对项目包括：
1)判断装配式变电站主要构建物及设备位置是否和GIM-5D数字化模型一致；
2)判断装配式变电站主要构建物及设备尺寸是否和GIM-5D数字化模型一致；
3)判断装配式变电站主要构建物及设备空间是否和GIM-5D数字化模型一致；
4)判断装配式变电站主要构建物及设备形状是否和GIM-5D数字化模型一致；
5)判断装配式变电站主要构建物及设备周边安全设施是否齐备，是否存在缺漏错位部件情况；
6)判断装配式变电站的工程成本GIM-5D数字化模型一致；
7)判断装配式变电站的工程进度是否和GIM-5D数字化模型一致。
装配式变电站的设备种类繁多、占地面积大、空间层次复杂，通过智能质量-进度-成本管控方法可以应付各种复杂的施工状况，实现装配式变电站施工过程的质量-进度-成本的智能管控。本设计能够显著提高装配式变电站建设工程设计、施工过程质量管控和智能化水平，减少现场测量时间及现场人力投入。
实施例：
参见图1、图2，一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，该方法包括以下步骤：
S1、对装配式变电站建设的各阶段，通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况的现场数据，形成现场装配式变电站GIM-5D模型；具体包括以下步骤：
S11、通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况，得到点云数据；
S12、对得到的点云数据，进行数据拼接、去噪声、缺失点插值修补处理；
S13、采用点云特征提取技术，将处理后的点云数据转换为有组织的多边形网络，生成现场装配式变电站GIM-5D模型；
S2、将现有的标准装配式变电站GIM-5D模型导入增强现实变电站验收平台，其中标准装配式变电站GIM-5D模型由装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本构成；具体包括以下步骤：
S21、根据装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本，构建标准装配式变电站GIM-5D模型；
S22、标准装配式变电站GIM-5D模型在导入增强现实变电站验收平台前，将数据导出成obj、stl、fbx的通用格式；
S23、采用多边形模型处理软件将所选变电站电气设备的GIM-5D模型转化为可编辑的多边形对象；
所选电气设备的可编辑多边形对象包含了节点、边界、边界环、多边形面和元素五种子对象模式；
S24、通过对该多边形对象的各子对象进行参数校对、特征优化、网格处理、属性赋予、外观渲染以及杂项过滤操作，完成所选变电站主要电气设备的标准化处理；
S25、完成所选电气设备GIM-5D模型标准化转换后，GIM-5D模型和增强现实变电站验收平台应用引擎间的数据链已打通，增强现实变电站验收平台应用引擎可以准确地访问所选变电站电气设备GIM-5D模型；
S3、增强现实变电站验收平台将得到的现场装配式变电站GIM-5D模型与标准装配式变电站GIM-5D模型进行比对，得到装配式变电站工程各中间阶段的工程进度偏差、工程成本偏差以及施工建设和装配偏差；
通过对GIM数据和点云数据进行叠加后，通过图像原理对GIM+点云的叠加画面进行图像特制比对，进而发现偏差点；
S4、分析装配式变电站工程各中间阶段的提前/滞后进度、超支/结余成本以及施工建设和装配偏差，得到分析结果，并采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM-5D模型进行综合评估得到装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标；具体包括以下步骤：
S41、对原始数据标准化，装配式变电站有m个模块，n个指标，指标一共分为三类，分别是项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标；
S42、采用最优最劣法、熵权法分别计算装配式变电站质量的主观权重、客观权重；
采用最优最劣法计算装配式变电站质量的主观权重，具体包括以下步骤：
(1)选取指标集X＝{x1，x2，…，n}中最优指标XB与最差指标Xw；
(2)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最优指标XB的重要性，构造比较向量CB＝(CB1，CB2，…，CBj)，其中，CBj代表最优指标XB与指标j相比的重要性，1代表CB和CBj同等重要，5代表CB相比CBj极端重要；
(3)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最差指标XW的不重要性，构造比较向量CW＝(C1W，C2W，…，CjW)T，其中，CjW代表最差指标XW与指标j相比的最不重要性，1代表CjW和CW同等不重要，5代表CjW相比CW极端不重要；
(4)由目标规划模型，建立数学规划式并对规划式进行求解，得到最优指标权重
其中，ωB为CB的权重，Cj为准则向量，ωj为Cj的权重，ωW为CW的权重，aBj代表CB对Cj的重要程度值，ajW代表Cj对CW的重要程度值；
将上述规划模型转化为：
min k
(5)计算一致性比率
将所得k用k*表示，由
求得一致性比率CR(CI为给定值)，CR越接近0代表一致性越好，CR为0时则为完全一致；
若有p个评分，则对评分结果进行加权平均计算，得到主观权重：
采用熵权法确定装配式变电站质量的客观权重，具体包括以下步骤：
(1)初始评估矩阵为X＝(xij)m×n：
其中，xij为第i个模块的第j个指标；
(2)根据初始评估矩阵，计算项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值；
项目提前进度类指标和项目结余成本类指标的指标值为：
项目滞后进度类指标、项目超支成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值为：
其中，min(xj)为指标j的最小值，max(xj)为指标j的最大值，bij为指标xij经过标准化处理后的结果；
(3)根据项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值得到指标规范化矩阵B＝[bij]m×n：
(4)确定客观权重：
先计算第j个指标下第i个模块所占的比重：
再计算第j个指标的熵值：
然后计算指标j的客观权重：
S43、采用博弈论计算装配式变电站质量的综合权重；具体包括以下步骤：
S431、构造一个基本权重集h＝{h1，h2，…，hv}，基本权重集包括最优最劣法确定的主观权重指标
和熵权法确定的客观权重指标
将两类指标统一用h1，h2...，hv进行表示，并将其中的v个向量任意线性组合构造一个综合权重集：
其中，gk为综合权重集的v个向量任意线性组合系数，该系数利用博弈论模型进行优化；
S432、利用博弈论模型对综合权重集的v个向量任意线性组合系数gk进行优化，通过优化使h与各个hk的偏差极小化，进而从综合权重集中找寻到最合理的权重h*，导出的博弈论模型为：
得到最优化一阶导数条件为：
S433、对博弈论模型进行求解可得(g1，g2，…，gv)，并对结果进行归一化处理：
综合权重为：
其中，综合权重集为H＝[h1，h2，…，hv]T；
S44、计算加权规范化评估矩阵；
指标集X＝{x1，x2，…，xn}的综合权重矩阵为H＝[h1，h2，…，hn]T，将进行标准化处理后的规范化矩阵B＝[bij]m×n点乘综合权重矩阵H即可算出指标加权规范化评估矩阵Z；
S45、计算被评价指标的最优理想解和最差理想解；
当j为项目提前进度类指标或结余成本类指标时，指标越大越好；当j为滞后进度类指标、超支成本类指标、施工建设和装配偏差类指标时，指标越小越好；
S46、计算所评估的中间建设阶段或项目完成阶段到最优理想解和最差理想解的欧式距离：
S47、确定评估阶段综合评估指标样本点到最优理想点和最差理想点的相对贴合度：
S5、根据装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标计算装配式变电站全过程质量均衡性指标，并通过装配式变电站全过程质量均衡性指标评估装配式变电站质量水平，得到评估结果；
采用装配式变电站全过程质量均衡性泰尔系数来评估装配式变电站全过程质量均衡性，通过以下公式计算变电站全过程质量均衡性泰尔系数：
T＝ω1[log(ω1÷n1)]+ω2[log(ω2÷n2)]+……+ωi[log(ωi÷ni)]+……ωm[log(ωm÷nm)]
其中，T为变电站全过程质量均衡性泰尔系数，ω1为装配式变电站工程中第一阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n1为装配式变电站工程中第一阶段占整个施工阶段时间的比例，ω2为装配式变电站工程中第二阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n2为装配式变电站工程中第二阶段占整个施工阶段时间的比例，ωi为装配式变电站工程中第i阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，ni为装配式变电站工程中第i阶段占整个施工阶段时间的比例，ωm为装配式变电站工程中第m阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，nm为装配式变电站工程中第m阶段占整个施工阶段时间的比例，m为装配式变电站工程总的阶段数；
ωt的计算公式如下：
其中，C1，C2，...，Cm为建设阶段1到建设阶段m的贴合度评价指标计算结果；
S6、移动终端在现场获取并复核分析结果和评估结果，并对装配式变电站工程全生命周期各阶段实施管控。
Claims (9)
1.一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、对装配式变电站建设的各阶段，通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况的现场数据，形成现场装配式变电站GIM-5D模型；
S2、将现有的标准装配式变电站GIM-5D模型导入增强现实变电站验收平台，其中标准装配式变电站GIM-5D模型由装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本构成；
S3、增强现实变电站验收平台将得到的现场装配式变电站GIM-5D模型与标准装配式变电站GIM-5D模型进行比对，得到装配式变电站工程各中间阶段的工程进度偏差、工程成本偏差以及施工建设和装配偏差；
S4、分析装配式变电站工程各中间阶段的提前/滞后进度、超支/结余成本以及施工建设和装配偏差，得到分析结果，并采用最优最劣法、熵权法、逼近理想解排序法对现场装配式变电站GIM-5D模型进行综合评估得到装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标；
S5、根据装配式变电站各中间阶段贴合度评价指标计算装配式变电站全过程质量均衡性指标，并通过装配式变电站全过程质量均衡性指标评估装配式变电站质量水平，得到评估结果；
S6、移动终端在现场获取并复核分析结果和评估结果，并对装配式变电站工程全生命周期各阶段实施管控。
2.根据权利要求1所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S4具体包括以下步骤：
S41、对原始数据标准化，装配式变电站有m个模块，n个指标，指标一共分为三类，分别是项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标；
S42、采用最优最劣法、熵权法分别计算装配式变电站质量的主观权重、客观权重；
S43、采用博弈论计算装配式变电站质量的综合权重；
S44、计算加权规范化评估矩阵；
指标集X＝{x1，x2，…，xn}的综合权重矩阵为H＝[h1，h2，…，hn]T，将进行标准化处理后的规范化矩阵B＝[bij]m×n点乘综合权重矩阵H即可算出指标加权规范化评估矩阵Z；
S45、计算被评价指标的最优理想解和最差理想解；
S46、计算所评估的中间建设阶段或项目完成阶段到最优理想解和最差理想解的欧式距离：
S47、确定评估阶段综合评估指标样本点到最优理想点和最差理想点的相对贴合度：
3.根据权利要求2所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S42中，采用最优最劣法计算装配式变电站质量的主观权重，具体包括以下步骤：
(1)选取指标集X＝{x1，x2，…，xn}中最优指标XB与最差指标XW；
(2)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最优指标XB的重要性，构造比较向量CB＝(CB1，CB2，…，CBj)，其中，CBj代表最优指标XB与指标j相比的重要性，1代表CB和CBj同等重要，5代表CB相比CBj极端重要；
(3)采用1-5分制来进行评分，确定其他指标相对于最差指标XW的不重要性，构造比较向量CW＝(C1W，C2W，…，CjW)T，其中，CjW代表最差指标XW与指标j相比的最不重要性，1代表CjW和CW同等不重要，5代表CjW相比CW极端不重要；
(4)由目标规划模型，建立数学规划式并对规划式讲行求解，得到最优指标权重
其中，ωB为CB的权重，Cj为准则向量，ωj为Cj的权重，ωW为CW的权重，aBj代表CB对Cj的重要程度值，ajW代表Cj对CW的重要程度值；
将上述规划模型转化为：
min k
(5)计算一致性比率
将所得k用k*表示，由
求得一致性比率CR；
若有p个评分，则对评分结果进行加权平均计算，得到主观权重：
4.根据权利要求3所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S42中，采用熵权法确定装配式变电站质量的客观权重，具体包括以下步骤：
(1)初始评估矩阵为X＝(xij)m×n：
其中，xij为第i个模块的第j个指标；
(2)根据初始评估矩阵，计算项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值；
项目提前进度类指标和项目结余成本类指标的指标值为：
项目滞后进度类指标、项目超支成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值为：
其中，min(xj)为指标j的最小值，max(xj)为指标j的最大值，bij为指标xij经过标准化处理后的结果；
(3)根据项目提前/滞后进度类指标、项目超支/结余成本类指标、施工建设和装配偏差类指标的指标值得到指标规范化矩阵B＝[bij]m×n：
(4)确定客观权重：
先计算第j个指标下第i个模块所占的比重：
再计算第j个指标的熵值：
然后计算指标j的客观权重：
5.根据权利要求4所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S43具体包括以下步骤：
S431、构造一个基本权重集h＝{h1，h2，…，hv}，基本权重集包括最优最劣法确定的主观权重指标
和熵权法确定的客观权重指标
将两类指标统一用h1，h2，...，hv进行表示，并将其中的v个向量任意线性组合构造一个综合权重集：
其中，gk为综合权重集的v个向量任意线性组合系数，该系数利用博弈论模型进行优化；
S432、利用博弈论模型对综合权重集的v个向量任意线性组合系数gk进行优化，通过优化使h与各个hk的偏差极小化，进而从综合权重集中找寻到最合理的权重h*，导出的博弈论模型为：
得到最优化一阶导数条件为：
S433、对博弈论模型进行求解可得(g1，g2，…，gv)，并对结果进行归一化处理：
综合权重为：
其中，综合权重集为H＝[h1，h2，…，hv]T。
6.根据权利要求5所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S5中，采用装配式变电站全过程质量均衡性泰尔系数来评估装配式变电站全过程质量均衡性，通过以下公式计算变电站全过程质量均衡性泰尔系数：
T＝ω1[log(ω1÷n1)]+ω2[log(ω2÷n2)]+……+ωi[log(ωi÷ni)]+……+ωm[log(ωm÷nm)]
其中，T为变电站全过程质量均衡性泰尔系数，ω1为装配式变电站工程中第一阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n1为装配式变电站工程中第一阶段占整个施工阶段时间的比例，ω2为装配式变电站工程中第二阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，n2为装配式变电站工程中第二阶段占整个施工阶段时间的比例，ωi为装配式变电站工程中第i阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，ni为装配式变电站工程中第i阶段占整个施工阶段时间的比例，ωm为装配式变电站工程中第m阶段贴合度评价指标占整个工程贴合度评价指标的比例，nm为装配式变电站工程中第m阶段占整个施工阶段时间的比例，m为装配式变电站工程总的阶段数；
ωt的计算公式如下：
其中，C1，C2，...，Cm为建设阶段1到建设阶段m的贴合度评价指标计算结果。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：
S11、通过激光雷达采集仪采集装配式变电站现场施工建设和装配情况，得到点云数据；
S12、对得到的点云数据，进行数据拼接、去噪声、缺失点插值修补处理；
S13、采用点云特征提取技术，将处理后的点云数据转换为有组织的多边形网络，生成现场装配式变电站GIM-5D模型。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：
S21、根据装配式变电站施工标准数据和装配式变电站工程标准进度成本，构建标准装配式变电站GIM-5D模型；
S22、标准装配式变电站GIM-5D模型在导入增强现实变电站验收平台前，将数据导出成obj、stl、fbx的通用格式；
S23、采用多边形模型处理软件将所选变电站电气设备的GIM-5D模型转化为可编辑的多边形对象；
所选电气设备的可编辑多边形对象包含了节点、边界、边界环、多边形面和元素五种子对象模式；
S24、通过对该多边形对象的各子对象进行参数校对、特征优化、网格处理、属性赋予、外观渲染以及杂项过滤操作，完成所选变电站主要电气设备的标准化处理；
S25、完成所选电气设备GIM-5D模型标准化转换后，GIM-5D模型和增强现实变电站验收平台应用引擎间的数据链已打通，增强现实变电站验收平台应用引擎可以准确地访问所选变电站电气设备GIM-5D模型。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种基于GIM-5D的装配式变电站质量智能管控方法，其特征在于：步骤S3中，通过对GIM数据和点云数据进行叠加后，通过图像原理对GIM+点云的叠加画面进行图像特制比对，进而发现偏差点。
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