／國(guó)網(wǎng)上海市電力公司 李賓皚 上海藍(lán)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(dòng)化規(guī)范審查研究

／國(guó)網(wǎng)上海市電力公司 李賓皚 上海藍(lán)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(xiàng)目規(guī)范審查中存在問(wèn)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(dòng)化規(guī)范審查基礎(chǔ)技術(shù)，為輸變電工程設(shè)計(jì)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(dòng)化規(guī)范審查，從而促進(jìn)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(jì)和管理模式，大大提高工作效率，減少不必要的重復(fù)和返工，幫助企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

輸變電工程；建筑信息模型；自動(dòng)化規(guī)范審查

0 電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)范審查中存在的問(wèn)題

電網(wǎng)工程項(xiàng)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(duì)電網(wǎng)工程項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)范審核的重要步驟，也是從確定工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)到實(shí)施之間的重要環(huán)節(jié)。電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)范審核在項(xiàng)目全生命周期中有著舉足輕重的地位，對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，它決定了其設(shè)計(jì)是否符合國(guó)家的相關(guān)法律法規(guī)而成為合格的、可真正付諸實(shí)施的設(shè)計(jì)；對(duì)主管部門(mén)而言，它是保證電網(wǎng)設(shè)計(jì)適用性和安全性的重要把關(guān)手段。然后，目前針對(duì)電網(wǎng)工程項(xiàng)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(lái)進(jìn)行的，這種做法實(shí)際上存在著以下諸多不足之處。

1）二維人工審查費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。規(guī)范審查要求的審查要點(diǎn)眾多，這樣要完成對(duì)一個(gè)工程項(xiàng)目的規(guī)范審查就需要花費(fèi)大量的時(shí)間。這時(shí)如果需要進(jìn)行審查的項(xiàng)目數(shù)量眾多，相關(guān)部門(mén)將不得不投入大量的人力來(lái)進(jìn)行審查，以保證審查效率。

2）二維人工規(guī)范審查由于重復(fù)工作容易出現(xiàn)失誤。規(guī)范審查大體上是重復(fù)的工作，在長(zhǎng)時(shí)間的審查勞動(dòng)下審查人員容易出現(xiàn)疲勞、注意力不集中等情況，進(jìn)而導(dǎo)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(duì)規(guī)范的理解不同會(huì)導(dǎo)致審查標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)而導(dǎo)致審查標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，帶來(lái)不必要地糾紛。

4）人工規(guī)范審查下可能會(huì)出現(xiàn)審查人員被收買(mǎi)、故意放水或刁難送審單位等現(xiàn)象。雖然可以通過(guò)監(jiān)督等手段對(duì)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(wú)法做到從根源上杜絕此類(lèi)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(mén)進(jìn)行審核，在這過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)資料遺失的現(xiàn)象，給送審單位帶來(lái)不必要的麻煩。

1 自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)的提出

針對(duì)目前電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)范審查過(guò)程中存在的種種問(wèn)題，需要尋找一種新型的審查方式來(lái)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(biāo)準(zhǔn)，并且能夠在審查的過(guò)程中嚴(yán)格地加以執(zhí)行，同時(shí)它還應(yīng)該具備進(jìn)行高強(qiáng)度重復(fù)工作而不出現(xiàn)審查錯(cuò)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(biāo)準(zhǔn)以滿足使用要求。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，我國(guó)電網(wǎng)領(lǐng)域的三維數(shù)字化模型應(yīng)用也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。例如，現(xiàn)在電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)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(jì)，這樣做不僅大大縮短了設(shè)計(jì)周期，還提高了工作效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。國(guó)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(tái)”，同時(shí)于近期發(fā)布了《輸變電工程數(shù)字化移交標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，這些工作初步構(gòu)建了三維數(shù)字化設(shè)計(jì)的體系環(huán)境，促進(jìn)了三維數(shù)字化技術(shù)的推廣應(yīng)用。然而，當(dāng)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(shí)施后，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字化評(píng)審已成為擺在監(jiān)管部門(mén)面前的一道難題。因此，為了盡快適應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)在數(shù)字化技術(shù)方面的發(fā)展目標(biāo)和進(jìn)程，亟需建立國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)字化評(píng)審平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)，以滿足今后基于三維數(shù)字化模型的電網(wǎng)工程對(duì)評(píng)審監(jiān)管工作的需求和挑戰(zhàn)。

電網(wǎng)工程的自動(dòng)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(jì)人員從大量繁瑣、重復(fù)的審圖工作中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)審圖手段的創(chuàng)新。自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)研究包含三個(gè)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(tái)，識(shí)別數(shù)字化模型中的審查參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)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(gè)統(tǒng)一的審查平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)審查的協(xié)同。三是統(tǒng)一的審查標(biāo)準(zhǔn)，確保該標(biāo)準(zhǔn)能滿足電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的審查工作。

自動(dòng)化規(guī)范審查不是簡(jiǎn)單對(duì)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(gè)數(shù)字化輸變電工程模型。這個(gè)模型可完整地被輸變電企業(yè)接受，并對(duì)電網(wǎng)企業(yè)現(xiàn)有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新覆蓋。

2 自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)的現(xiàn)狀及作用

現(xiàn)有的自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)是一項(xiàng)國(guó)際前沿的熱點(diǎn)技術(shù)，在基礎(chǔ)設(shè)施特別是電力設(shè)施等專(zhuān)業(yè)工程領(lǐng)域的系統(tǒng)應(yīng)用還未開(kāi)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(lái)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(jì)和建造階段，而很少應(yīng)用于設(shè)計(jì)審查階段，其中缺乏有效的自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)平臺(tái)是其主要原因。

自動(dòng)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(guò)數(shù)據(jù)提取、規(guī)則檢查和審圖流程自動(dòng)化等手段，配合自動(dòng)化規(guī)范審查標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建基于自動(dòng)化規(guī)范審查標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)審平臺(tái)，以提升主管部門(mén)對(duì)新一代電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)建設(shè)、維護(hù)和管理技術(shù)的應(yīng)對(duì)能力，打通監(jiān)管這一環(huán)節(jié)的技術(shù)障礙，促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展和推廣具有重要的現(xiàn)實(shí)和發(fā)展意義。很明顯，從監(jiān)管和審批層面推動(dòng)三維數(shù)字化和智能電網(wǎng)，會(huì)大大促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化。借助電網(wǎng)工程項(xiàng)目自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)架構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方法，并通過(guò)制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范設(shè)計(jì)工作。對(duì)數(shù)字化技術(shù)下審查要點(diǎn)的數(shù)據(jù)表達(dá)、規(guī)則管理要求進(jìn)行深入的分析, 研究如何建立自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)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(lèi)似，而且因?yàn)閷?zhuān)業(yè)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)內(nèi)容廣，從業(yè)人員相對(duì)較少等問(wèn)題，比建筑工程的審查難度更大。針對(duì)目前電網(wǎng)工程項(xiàng)目規(guī)范審查過(guò)程中存在的問(wèn)題，需要尋找一種新型的審查方式來(lái)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(biāo)準(zhǔn)并且能夠在審查的過(guò)程中嚴(yán)格地加以執(zhí)行，同時(shí)它還應(yīng)該具備進(jìn)行高強(qiáng)度重復(fù)工作而不出現(xiàn)審查錯(cuò)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(biāo)準(zhǔn)以滿足使用要求?？紤]到計(jì)算機(jī)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(biāo)準(zhǔn)為建筑信息進(jìn)行共享與交互提供了基礎(chǔ)，完全可以據(jù)此開(kāi)發(fā)出一個(gè)基于數(shù)字化技術(shù)的計(jì)算機(jī)審批平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些要求。

3 基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動(dòng)化規(guī)范審查

基于規(guī)范條文和三維數(shù)字模型的自動(dòng)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(shí)別、規(guī)則引擎、三維計(jì)算引擎、自動(dòng)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(guò)程是通過(guò)將自然語(yǔ)言的規(guī)范條文轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的規(guī)則形成規(guī)則庫(kù)，將三維建筑信息模型進(jìn)行預(yù)解析后形成模型構(gòu)件庫(kù)，然后利用規(guī)則與模型關(guān)聯(lián)識(shí)別器尋找到每條規(guī)則所對(duì)應(yīng)的審查對(duì)象模型構(gòu)件，由自動(dòng)審查控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)規(guī)則引擎和三維計(jì)算引擎進(jìn)行相應(yīng)規(guī)則的邏輯計(jì)算和審查判斷，最后得到審查結(jié)果。其過(guò)程進(jìn)一步闡述如下：

1）將自然語(yǔ)言規(guī)范條文轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的規(guī)則庫(kù)；

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(kù)；

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

4）由自動(dòng)審查控制器驅(qū)動(dòng)規(guī)則引擎對(duì)規(guī)則庫(kù)的每條規(guī)則進(jìn)行審查；

5）由自動(dòng)審查控制器驅(qū)動(dòng)三維計(jì)算引擎對(duì)各規(guī)則的模型進(jìn)行空間邏輯計(jì)算；

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

4 結(jié)束語(yǔ)

基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動(dòng)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(xiàng)技術(shù)和成果的推廣奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不僅能夠提升國(guó)網(wǎng)自身的智能電網(wǎng)建設(shè)水平，增強(qiáng)電力管理的標(biāo)準(zhǔn)化、集約化和系統(tǒng)化。同時(shí)，對(duì)于整個(gè)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(jià)值和指導(dǎo)意義。基于規(guī)范條文和建筑信息模型的自動(dòng)化規(guī)范審查技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值，將會(huì)取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。