輸變電工程建筑信息模型自動化規(guī)范審查研究

／國網(wǎng)上海市電力公司 李賓皚 上海藍色星球電力科技有限公司 周金明 劉毅嵐／

輸變電工程建筑信息模型自動化規(guī)范審查研究

／國網(wǎng)上海市電力公司 李賓皚 上海藍色星球電力科技有限公司 周金明 劉毅嵐／

在分析電網(wǎng)工程項目規(guī)范審查中存在問題的基礎(chǔ)上，本文提出了基于規(guī)范條文和建筑信息模型相結(jié)合的自動化規(guī)范審查基礎(chǔ)技術(shù)，為輸變電工程設(shè)計的數(shù)字化應(yīng)用提供模板和示范作用，支持電網(wǎng)建設(shè)工程的自動化規(guī)范審查，從而促進三維數(shù)字化技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的普及應(yīng)用。此外，該技術(shù)可以構(gòu)建集成設(shè)計和管理模式，大大提高工作效率，減少不必要的重復和返工，幫助企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效益。

輸變電工程；建筑信息模型；自動化規(guī)范審查

0 電網(wǎng)工程項目規(guī)范審查中存在的問題

電網(wǎng)工程項目規(guī)范審查是依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)及條文規(guī)定對電網(wǎng)工程項目進行規(guī)范審核的重要步驟，也是從確定工程項目設(shè)計到實施之間的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)工程項目規(guī)范審核在項目全生命周期中有著舉足輕重的地位，對于設(shè)計人員而言，它決定了其設(shè)計是否符合國家的相關(guān)法律法規(guī)而成為合格的、可真正付諸實施的設(shè)計；對主管部門而言，它是保證電網(wǎng)設(shè)計適用性和安全性的重要把關(guān)手段。然后，目前針對電網(wǎng)工程項目的規(guī)范審核基本上仍是以二維圖紙及相關(guān)文件為基礎(chǔ)、依靠審查人員人工審查來進行的，這種做法實際上存在著以下諸多不足之處。

1）二維人工審查費時又費力。規(guī)范審查要求的審查要點眾多，這樣要完成對一個工程項目的規(guī)范審查就需要花費大量的時間。這時如果需要進行審查的項目數(shù)量眾多，相關(guān)部門將不得不投入大量的人力來進行審查，以保證審查效率。

2）二維人工規(guī)范審查由于重復工作容易出現(xiàn)失誤。規(guī)范審查大體上是重復的工作，在長時間的審查勞動下審查人員容易出現(xiàn)疲勞、注意力不集中等情況，進而導致人為失誤的出現(xiàn)，以致影響審查結(jié)果的正確性。

3）不同審查人員對規(guī)范的理解不同會導致審查標準的不統(tǒng)一。部分規(guī)范條文描述模糊，可能存在不同審查人員理解不同的現(xiàn)象，進而導致審查標準的不統(tǒng)一，帶來不必要地糾紛。

4）人工規(guī)范審查下可能會出現(xiàn)審查人員被收買、故意放水或刁難送審單位等現(xiàn)象。雖然可以通過監(jiān)督等手段對審查人員的不法行為加以監(jiān)督控制，但是在人工審查的前提下無法做到從根源上杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生。

5）同一份待審查文件可能需要送到不同的部門進行審核，在這過程中可能會出現(xiàn)資料遺失的現(xiàn)象，給送審單位帶來不必要的麻煩。

1 自動化規(guī)范審查技術(shù)的提出

針對目前電網(wǎng)工程項目規(guī)范審查過程中存在的種種問題，需要尋找一種新型的審查方式來取代或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工審查。這種新型的審查方式應(yīng)該具有統(tǒng)一的審查標準，并且能夠在審查的過程中嚴格地加以執(zhí)行，同時它還應(yīng)該具備進行高強度重復工作而不出現(xiàn)審查錯誤的能力，更重要的是它應(yīng)該能適應(yīng)規(guī)范修訂的改變而調(diào)整審查標準以滿足使用要求。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展進步，我國電網(wǎng)領(lǐng)域的三維數(shù)字化模型應(yīng)用也得到了長足的發(fā)展。例如，現(xiàn)在電網(wǎng)工程設(shè)計中廣泛使用的三維數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)大體上取代了傳統(tǒng)的二維設(shè)計，這樣做不僅大大縮短了設(shè)計周期，還提高了工作效率和設(shè)計質(zhì)量。國網(wǎng)上海電力公司在前期大量科研攻關(guān)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了全三維的“輸變電工程數(shù)字化移交平臺”，同時于近期發(fā)布了《輸變電工程數(shù)字化移交標準（試行）》，這些工作初步構(gòu)建了三維數(shù)字化設(shè)計的體系環(huán)境，促進了三維數(shù)字化技術(shù)的推廣應(yīng)用。然而，當三維數(shù)字化技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域如火如荼地推廣實施后，如何實現(xiàn)數(shù)字化評審已成為擺在監(jiān)管部門面前的一道難題。因此，為了盡快適應(yīng)國家電網(wǎng)在數(shù)字化技術(shù)方面的發(fā)展目標和進程，亟需建立國網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)字化評審平臺和標準，以滿足今后基于三維數(shù)字化模型的電網(wǎng)工程對評審監(jiān)管工作的需求和挑戰(zhàn)。

電網(wǎng)工程的自動化規(guī)范審查技術(shù)是地理信息系統(tǒng)、三維模型檢查技術(shù)、數(shù)字化信息提取技術(shù)、數(shù)字化成果移交技術(shù)的集成應(yīng)用。這一技術(shù)將設(shè)計人員從大量繁瑣、重復的審圖工作中解脫出來，實現(xiàn)審圖手段的創(chuàng)新。自動化規(guī)范審查技術(shù)及標準研究包含三個層次的內(nèi)容：一是利用三維模型檢查技術(shù)和數(shù)字化信息提取技術(shù)，基于數(shù)字化成果移交平臺，識別數(shù)字化模型中的審查參數(shù)，實現(xiàn)設(shè)計對象的數(shù)字化信息提取。二是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立一個統(tǒng)一的審查平臺，實現(xiàn)多專業(yè)審查的協(xié)同。三是統(tǒng)一的審查標準，確保該標準能滿足電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的審查工作。

自動化規(guī)范審查不是簡單對現(xiàn)有資料電子化的審批，而是多維信息模型的審批，是電網(wǎng)企業(yè)審批的一個數(shù)字化輸變電工程模型。這個模型可完整地被輸變電企業(yè)接受，并對電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)進行更新覆蓋。

2 自動化規(guī)范審查技術(shù)的現(xiàn)狀及作用

現(xiàn)有的自動化規(guī)范審查技術(shù)是一項國際前沿的熱點技術(shù)，在基礎(chǔ)設(shè)施特別是電力設(shè)施等專業(yè)工程領(lǐng)域的系統(tǒng)應(yīng)用還未開展，這給三維建筑信息模型在電網(wǎng)建設(shè)工程領(lǐng)域的全面推廣帶來阻礙。此外，數(shù)字化電網(wǎng)技術(shù)目前基本上多為孤立系統(tǒng)，且多用于建筑的設(shè)計和建造階段，而很少應(yīng)用于設(shè)計審查階段，其中缺乏有效的自動化規(guī)范審查技術(shù)平臺是其主要原因。

自動化規(guī)范審查技術(shù)以數(shù)字化模型技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等為依托，通過數(shù)據(jù)提取、規(guī)則檢查和審圖流程自動化等手段，配合自動化規(guī)范審查標準，構(gòu)建基于自動化規(guī)范審查標準的評審平臺，以提升主管部門對新一代電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計建設(shè)、維護和管理技術(shù)的應(yīng)對能力，打通監(jiān)管這一環(huán)節(jié)的技術(shù)障礙，促進新技術(shù)的發(fā)展和推廣具有重要的現(xiàn)實和發(fā)展意義。很明顯，從監(jiān)管和審批層面推動三維數(shù)字化和智能電網(wǎng)，會大大促進數(shù)字化技術(shù)的進步和使用的普及，更重要的是能夠使三維數(shù)字化應(yīng)用走向規(guī)范化和標準化。借助電網(wǎng)工程項目自動化規(guī)范審查技術(shù)架構(gòu)以及實現(xiàn)方法，并通過制定相應(yīng)標準來規(guī)范設(shè)計工作。對數(shù)字化技術(shù)下審查要點的數(shù)據(jù)表達、規(guī)則管理要求進行深入的分析, 研究如何建立自動化規(guī)范審查技術(shù)及標準，為實現(xiàn)審批技術(shù)的數(shù)字化的推廣應(yīng)用提供支持。

電網(wǎng)工程的審查與建筑工程的審查情況類似，而且因為專業(yè)性強，設(shè)計內(nèi)容廣，從業(yè)人員相對較少等問題，比建筑工程的審查難度更大。針對目前電網(wǎng)工程項目規(guī)范審查過程中存在的問題，需要尋找一種新型的審查方式來取代或部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工審查，這種新型的審查方式應(yīng)該具有統(tǒng)一的審查標準并且能夠在審查的過程中嚴格地加以執(zhí)行，同時它還應(yīng)該具備進行高強度重復工作而不出現(xiàn)審查錯誤的能力，更重要的是它應(yīng)該能適應(yīng)規(guī)范修訂的改變而調(diào)整審查標準以滿足使用要求。考慮到計算機技術(shù)在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用以及數(shù)字化技術(shù)與工業(yè)建設(shè)標準為建筑信息進行共享與交互提供了基礎(chǔ)，完全可以據(jù)此開發(fā)出一個基于數(shù)字化技術(shù)的計算機審批平臺來實現(xiàn)這些要求。

3 基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動化規(guī)范審查

基于規(guī)范條文和三維數(shù)字模型的自動化審查方法，由規(guī)則定義、三維數(shù)字模型解析、規(guī)則與模型關(guān)聯(lián)識別、規(guī)則引擎、三維計算引擎、自動審查控制器等部分組成。技術(shù)方案如下圖所示。

圖 技術(shù)方案圖

該方法的具體過程是通過將自然語言的規(guī)范條文轉(zhuǎn)換成計算機可識別的規(guī)則形成規(guī)則庫，將三維建筑信息模型進行預解析后形成模型構(gòu)件庫，然后利用規(guī)則與模型關(guān)聯(lián)識別器尋找到每條規(guī)則所對應(yīng)的審查對象模型構(gòu)件，由自動審查控制器來驅(qū)動規(guī)則引擎和三維計算引擎進行相應(yīng)規(guī)則的邏輯計算和審查判斷，最后得到審查結(jié)果。其過程進一步闡述如下：

1）將自然語言規(guī)范條文轉(zhuǎn)換為計算機可識別的規(guī)則庫；

2）將三維數(shù)字模型解析成模型構(gòu)件形成模型構(gòu)件庫；

3）利用規(guī)則與模型關(guān)聯(lián)識別器建立規(guī)則與模型構(gòu)件之間的對應(yīng)關(guān)系；

4）由自動審查控制器驅(qū)動規(guī)則引擎對規(guī)則庫的每條規(guī)則進行審查；

5）由自動審查控制器驅(qū)動三維計算引擎對各規(guī)則的模型進行空間邏輯計算；

6）由自動審查控制器結(jié)合模型計算結(jié)果和規(guī)則定義進行審查判斷，輸出審查結(jié)果。

4 結(jié)束語

基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動化規(guī)范審查技術(shù)有普遍的適應(yīng)性，審查方法具有便捷性、通用性，為此項技術(shù)和成果的推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。該自動化規(guī)范審查技術(shù)及相應(yīng)標準不僅能夠提升國網(wǎng)自身的智能電網(wǎng)建設(shè)水平，增強電力管理的標準化、集約化和系統(tǒng)化。同時，對于整個電力行業(yè)的所有相關(guān)單位的智能電網(wǎng)建設(shè)都有積極的借鑒價值和指導意義。基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動化規(guī)范審查技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用推廣價值，將會取得良好的社會和經(jīng)濟效益。