CN116978204A - 一种基于bim的海上风电场升压站风险预警*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，涉及风险预警技术领域，包括升压站的BIM模型，还包括对升压站以及气象双重实时状态监测的监测模块，监测模块包括传感器单元、检测回路单元、气象监测仪以及监控摄像机,还包括根据监测数据，结合BIM模型进行预警的评估判断的安全防护模块，安全防护模块包括预警条件构建单元、评估单元、结算分析单元。该风险预警***，通过利用传感器、升压站二次回路、气象以及监控相机对升压站进行更全面的监控以及监控信息获取，不仅可以获得当前升压站各设备状态信息，还可以进行外部环境信息的获取，从而有利于综合判断升压站的运行安全，预警面更广，预警可靠性也更高。

Description

一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***

技术领域

本发明涉及风险预警技术领域，具体为一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***。

背景技术

BIM技术可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，设计团队、施工单位、设施运营部门和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。

海上风电场的升压站由于环境相较陆地更恶劣，影响升压站运行的情况更多，传统陆地人工巡查以及升压站二次回路方式，在海上则应用效果有限，难以对升压站风险进行提前预警。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，具备监控覆盖广，获取信息全面可靠，可以大幅度提高预警精度的优点，解决了背景技术中的问题。

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，包括升压站的BIM模型，以及对升压站以及气象双重实时状态监测的监测模块，监测模块包括传感器单元、检测回路单元、气象监测仪以及监控摄像机；

还包括根据监测数据，结合BIM模型进行预警的评估判断的安全防护模块；

还包括进行中央分析调控的中央主机。

本发明进一步的改进在于，所述安全防护模块包括预警条件构建单元、评估单元和结算分析单元，预警条件构建单元根据升压站建筑物的构件条件，构建能够对升压站造成风险的各数据阈值；评估单元根据构建的阈值与监测数据进行分析评估；结算分析单元根据各评估结果进行统一结算，根据结算结果最终输出预警或不预警结果。

本发明进一步的改进在于，所述安全防护模块还包括在输出预警结果时，根据升压站风险处理规范，输出处理方案，来供人员快速参考的执行方案单元。

本发明进一步的改进在于，所述传感器单元进行升压站内各电气设备以及升压站的实时状态信息监测，监测信息包括温度、湿度、振动、沉降、应力应变、倾斜、腐蚀、声响、电流、电压、接地以及漏保。

本发明进一步的改进在于，所述检测回路单元包括升压站已有的保护控制回路、同期回路、直流监视回路、测量和继电保护回路，利用现有回路来获取各位置的状态信息。

本发明进一步的改进在于，所述气象监测仪采用小型气象站进行监测，监测覆盖温度、风力风向、降雨量、气压以及相对湿度，同时从中央气象局获取当地气象信息，根据气象情况进行升压站气象风险的评判。

本发明进一步的改进在于，所述中央主机上还连接有显示模块与人工交互模块，显示模块与人工交互模块利用显示器与控制台或键鼠方式来进行升压站实时状态信息的显示以及供人工操作调取各数据回放或人工干预预警。

本发明进一步的改进在于，所述中央主机上还连接有根据输出的预警结果，执行预警操作的预警模块。

本发明进一步的改进在于，预警模块包括***内预警、报警灯单元、平台预警单元、短信预警单元以及语音预警单元；

***内预警为直接在显示模块上进行标记、闪屏和弹窗预警；报警灯单元控制报警灯进行通电爆闪，报警灯设置于监控室以及户外，便于目视；平台预警单元在***平台内进行预警；短信预警单元根据实现提供的***进行预留号码的预警短信下方；语音预警单元用于提供语音告警，搭配报警灯单元使用，综合来提升预警信息的快速读取。

本发明进一步的改进在于，所述中央主机还与云平台通信连接，在云平台执行随时随地的升压站各设备的实时状态信息读取。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，具备以下有益效果：

该风险预警***，通过利用传感器、升压站二次回路、气象以及监控相机对升压站进行更全面的监控以及监控信息获取，不仅可以获得当前升压站各设备状态信息，还可以进行外部环境信息的获取，从而有利于综合判断升压站的运行安全，预警面更广，预警可靠性也更高。

附图说明

图1为本发明的外观图；

图2为本发明的***模块化框图；

图3为本发明中监测模块的***模块化框图；

图4为本发明中安全防护模块的***模块化框图；

图5为本发明中预警模块的***模块化框图。

附图标记说明：

1、中央主机；2、监测模块；21、传感器单元；22、检测回路单元；23、气象监测仪；24、监控摄像机；3、显示模块；4、人工交互模块；5、BIM模型；6、安全防护模块；61、预警条件构建单元；62、评估单元；63、结算分析单元；64、方案适配单元；7、预警模块；71、***内预警；72、报警灯单元；73、平台预警单元；74、短信预警单元；75、语音告警单元；8、云平台。

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。

请参阅图1-5，本发明提供的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，包括中央主机1、监测模块2、显示模块3、人工交互模块4、BIM模型5、安全防护模块6、预警模块7以及云平台8。

中央主机1作为基础核心部件，统筹信息的接收处理以及执行命令的下方，同时进行预警的分析与判断，根据现场调节，构建于现场控制室或采用远程通信技术，构建于中央控制室内。

监测模块2作为具体的预警前要数据获取模块，提供对升压站以及气象的双重实时状态监测，包括传感器单元21、检测回路单元22、气象监测仪23以及监控摄像机24，传感器单元21进行升压站内各电气设备以及升压站的实时状态信息监测，监测信息包括但不限于温度、湿度、振动、沉降、应力应变、倾斜、腐蚀、声响、电流、电压、接地以及漏保，温度则具体到升压站中各一次设备上，如变压器，从而进行设备温度的实时获取；湿度则具体到具有内部空间的设备上，如变压器、隔离开关、互感器，获取设备内实时湿度数据；振动则具体到支撑设备的支架以及升压站主体结构上，获取当前稳定状态信息；沉降、应力应变、倾斜以及腐蚀均是对升压站主体结构进行的监测；声响则具体到各执行的一次设备上，监测各一次设备是否具有非正常声响；电流与电压均通过互感器进行电流与电压数据的获取；接地采用接地电阻检测方式接地是否正常的判断；而漏保位置则获取漏电保护器是否正常工作的判断。

检测回路单元22为升压站已有二次回路，包括保护控制回路、同期回路、直流监视回路、测量和继电保护回路，直接利用现有回路来获取各位置的状态信息。

气象监测仪23进行当地实时气候数据的获取，采用小型气象站进行监测，监测覆盖温度、风力风向、降雨量、气压以及相对湿度，同时从中央气象局获取当地气象信息，来根据气象情况进行升压站气象风险的评判。

监控摄像机24则利用有线方式进行升压站整体监控，获取升压站实时情况，进行预警判断的评估之一。

显示模块3与人工交互模块4利用显示器与控制台或键鼠方式来进行升压站实时状态信息的显示以及供人工操作调取各数据回放或人工干预预警。

BIM模型5则实现根据升压站建筑构建其三维几何模型，并根据监测模块2获取的作为构件的升压站各监测信息以及作为非构件的气象监测信息，来构建完整的包含建筑物构件的几何信息、专业属性、状态信息以及非构件信息的BIM模型5。

安全防护模块6用于根据监测到的数据，结合BIM模型5，进行预警的评估判断，包括预警条件构建单元61、评估单元62、结算分析单元63以及执行方案单元64，预警条件构建单元61根据升压站建筑物的构件条件，构建可以对升压站造成风险的各数据阈值；评估单元62则根据构建的阈值与监测数据进行分析评估；结算分析单元63则根据各评估结果进行统一结算，根据结算结果最终输出预警或不预警结果；执行方案单元64则在输出预警结果时，根据升压站风险处理规范，输出处理方案，来供人员快速参考。

预警模块7则根据输出的预警结果，执行预警操作，包括***内预警71、报警灯单元72、平台预警单元73、短信预警单元74以及语音预警单元75，***内预警71为直接在显示模块3上进行标记、闪屏、弹窗等预警；报警灯单元72则控制报警灯进行通电爆闪，报警灯设置于监控室以及户外，便于目视；平台预警单元73则在***平台内进行预警，如下级的二级平台对上级的一级平台进行预警提示；短信预警单元74则根据实现提供的***进行预留号码的预警短信下方，预留号码可更改；语音预警单元75用于提供语音告警，搭配报警灯单元72使用，综合来提升预警信息的快速读取。

中央主机1则利用通信方式与云平台8连接，在云平台8执行随时随地的升压站各设备的实时状态信息读取，不局限于监控室内。

首先由监测模块2进行升压站各设备以及升压站主体结构监测数据的获取，获取后由输入至BIM模型5中，同时由安全防护模块6进行评估，当评估具有风险时，由预警模块7进行具体的预警提醒，否则不预警，同时显示模块3以及云平台8均提供实时的升压站状态数据获取，满足了升压站现场以及远程的实时以及大范围管控需求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，包括升压站的BIM模型(5)，以及对升压站以及气象双重实时状态监测的监测模块(2)，监测模块(2)包括传感器单元(21)、检测回路单元(22)、气象监测仪(23)以及监控摄像机(24)；

还包括根据监测数据，结合BIM模型(5)进行预警的评估判断的安全防护模块(6)；

还包括进行中央分析调控的中央主机(1)。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述安全防护模块(6)包括预警条件构建单元(61)、评估单元(62)和结算分析单元(63)，预警条件构建单元(61)根据升压站建筑物的构件条件，构建能够对升压站造成风险的各数据阈值；评估单元(62)根据构建的阈值与监测数据进行分析评估；结算分析单元(63)根据各评估结果进行统一结算，根据结算结果最终输出预警或不预警结果。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述安全防护模块(6)还包括在输出预警结果时，根据升压站风险处理规范，输出处理方案，来供人员快速参考的执行方案单元(64)。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述传感器单元(21)进行升压站内各电气设备以及升压站的实时状态信息监测，监测信息包括温度、湿度、振动、沉降、应力应变、倾斜、腐蚀、声响、电流、电压、接地以及漏保。

5.根据权利要求4所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述检测回路单元(22)包括升压站已有的保护控制回路、同期回路、直流监视回路、测量和继电保护回路，利用现有回路来获取各位置的状态信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述气象监测仪(23)采用小型气象站进行监测，监测覆盖温度、风力风向、降雨量、气压以及相对湿度，同时从中央气象局获取当地气象信息，根据气象情况进行升压站气象风险的评判。

7.根据权利要求1所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述中央主机(1)上还连接有显示模块(3)与人工交互模块(4)，显示模块(3)与人工交互模块(4)利用显示器与控制台或键鼠方式来进行升压站实时状态信息的显示以及供人工操作调取各数据回放或人工干预预警。

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述中央主机(1)上还连接有根据输出的预警结果，执行预警操作的预警模块(7)。

9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，预警模块(7)包括***内预警(71)、报警灯单元(72)、平台预警单元(73)、短信预警单元(74)以及语音预警单元(75)；

***内预警(71)为直接在显示模块(3)上进行标记、闪屏和弹窗预警；报警灯单元(72)控制报警灯进行通电爆闪，报警灯设置于监控室以及户外，便于目视；平台预警单元(73)在***平台内进行预警；短信预警单元(74)根据实现提供的***进行预留号码的预警短信下方；语音预警单元(75)用于提供语音告警，搭配报警灯单元(72)使用，综合来提升预警信息的快速读取。

10.根据权利要求8所述的一种基于BIM的海上风电场升压站风险预警***，其特征在于，所述中央主机(1)还与云平台(8)通信连接，在云平台(8)执行随时随地的升压站各设备的实时状态信息读取。