洪敏 王偉

對電氣專業(yè)而言，電纜敷設無疑是手工設計工作量最大，設計周期最長，所涉及設備數(shù)量最多，是提高工作效率最為迫切的部分。借助于地理信息系統(tǒng)、三維建模技術、數(shù)字化協(xié)同等先進技術的集成應用，數(shù)字化設計能提供更加真實、準確的設計成品。

數(shù)字化電纜敷設研究背景

根據(jù)湖北省電力勘測設計院變電站電纜敷設設計的情況來看，主要有兩種處理方式。一是完全依靠人工一根根理清電纜路徑，通過對橋架關鍵節(jié)點做剖面的方式來表達設計意圖。這種方式費時費力，同時也不方便施工。二是在橋架和電纜支架布置圖上對關鍵節(jié)點進行編號，然后在編制電纜清冊時依次列出每根電纜從起點到終點所經(jīng)過的節(jié)點編號，這種方法在一定程度上降低了設計人員的工作量，同時方便現(xiàn)場施工，但是該方法沒有計算過橋架的容積率，有可能出現(xiàn)某根電纜所要經(jīng)過的橋架已經(jīng)滿了的情況，不利于電纜在不同通道上的合理分布。同時業(yè)主對于電纜敷設的要求也不斷提高，比如動力電纜要與控制電纜分開，電纜在橋架上排列整齊，減少交叉等，這些要求按照現(xiàn)有電纜敷設設計方式是難以甚至無法滿足的，所以必須尋求新的解決方案。

BRCM（Bentley Raceway And Cable Management）軟件主要用于在3D環(huán)境下完成電纜溝、電纜橋架、埋管、支吊架、設備等布置;它可以定義綜合的橋架、電纜溝、埋管參數(shù)，放置電氣設備，導入電纜和設備列表。軟件通過讀取電纜清冊的邏輯信息，結合平面設備布置及路徑，自動進行電纜優(yōu)化敷設，精確統(tǒng)計電纜長度。電纜敷設后，可以生成材料清冊（電纜及其連接信息、路徑信息等）;最后從模型中剖切生成提資圖和施工圖。

原有設計流程是基于手工設計的基礎上，而BRCM電纜敷設是在一個各專業(yè)統(tǒng)一的協(xié)同平臺上完成，數(shù)據(jù)信息屬于共享，多個設計人員也可以在同一平臺上集體完成整套電纜敷設設計過程。從流程上減少了錯誤的幾率，保證了設計質(zhì)量。

運用BRCM軟件進行電纜敷設的工作流程

在電纜敷設過程中，首先根據(jù)工程實際情況搭建電纜溝、橋架、埋管及輔助設施，然后對電纜路徑及電氣設備等進行智能編號，采用“最優(yōu)路徑法”自動計算電纜起點到終點的最優(yōu)路徑，同時準確計算出電纜長度，模擬實際的電纜，最終生成滿足實際工程需要的成品。整個過程完全數(shù)字化設計，有效避免了各種碰撞問題，此方法可實現(xiàn)電纜敷設路徑自動選擇與優(yōu)化，提高了質(zhì)量。

電纜敷設流程主要可分為配置BRCM工作空間，實現(xiàn)與ProjectWise集成;多專業(yè)、多設計人員基于ProjectWise協(xié)同平臺工作;繪制橋架、電纜溝、埋管等路徑;自定義設備模型及電纜清冊編制;電纜自動敷設及優(yōu)化等幾個過程，接下來將詳細介紹一下各個過程的工作流程。

要實現(xiàn)BRCM工作空間（ WorkSpace） 集成到協(xié)同平臺，首先需要將 ProjectWise上的BRCM文件夾升級為項目級別文件夾，并編寫項目通用的配置文件，同一平臺上的設計人員在一個標準下建立模型。 此外，還需要在PC 機上建立本機的SQL 數(shù)據(jù)庫，在BRCM 軟件進行電纜敷設時需從 SQL 數(shù)據(jù)庫中讀取橋架及電纜清冊的數(shù)據(jù)進行自動敷設。只有實現(xiàn)了BRCM工作空間的集成才是真正意義上的協(xié)同作業(yè)。

參考土建專業(yè)提供的三維信息模型、設備模型，精確規(guī)劃電纜橋架、電纜溝、埋管、電氣設備等。BRCM軟件提供了托盤式、梯式和槽式多種類型的橋架，導入了部分常用的廠家橋架尺寸，并且支持橋架自定義定制。電纜橋架布置方便，可以自動添加彎通、三通和四通。并且可以通過線條自動生成橋架，各種彎通、三通、四通自動連接，方便智能。另外橋架配件也可以用自動添加和手動添加兩種方式添加。電纜橋架和電纜溝建模原則按照前期規(guī)劃的電纜橋架走向，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行精確化建模。

通過數(shù)字化方式進行電纜路徑規(guī)劃，并按照本單位制定的電纜橋架編碼原則對路徑自動編號，借助于精細化布置的輔助設施模型，電纜路徑能更真實地模擬現(xiàn)場實際情況，實現(xiàn)點到點的精確路徑規(guī)劃。電氣設備尤其是電氣屏柜，是整個電纜敷設中非常重要的環(huán)節(jié)，每一個屏柜都有唯一的編號，與電纜清冊一一對應。屏柜尺寸、位置均依施工圖紙和現(xiàn)場情況布置，并經(jīng)過校核，準確無誤。根據(jù)電氣設計人員編制的電纜清冊，整理成BRCM系統(tǒng)默認格式的電纜清冊表，并根據(jù)電壓等級進行劃分，導入系統(tǒng)中，讀取到SQL數(shù)據(jù)庫中。

電纜敷設優(yōu)化設計

湖北省電力勘測設計院進行電纜敷設及其優(yōu)化設計時，主要采用BRCM平臺對低電壓或控制電纜進行數(shù)字化電纜敷設設計，可以精確統(tǒng)計電纜長度、走向，但無法展示單根高壓電纜的空間走向、占位等情況，也無法進行實體電纜的碰撞檢測。采用MicroStation平臺對全部高壓電纜進行實體建模，開展電纜敷設的精細化設計。

在準備好基礎數(shù)據(jù)后， BRCM軟件可讀取本機SQL數(shù)據(jù)庫中的電纜橋架、埋管、電纜清冊等數(shù)據(jù)，對電纜進行自動敷設。通過軟件計算，可輸出電纜敷設拓撲圖、電纜長度表、電纜敷設路徑及各段長度明細表等信息。BRCM軟件進行自動敷設計算后，根據(jù)電纜清冊信息自動在平面圖中查找電纜敷設路徑，并按照設定的敷設原則進行優(yōu)化，可以將每一根電纜的走向直觀地反映到拓撲圖中，可方便查看每根電纜在拓撲圖中的走向，經(jīng)過的路徑，設備均可高亮顯示，能方便設計人員糾正設計中出現(xiàn)的錯誤，及時對電纜的走向或橋架的用量進行修改，大大提高設計的準確性，敷設完成可即時查看橋架填充量信息。

BRCM軟件可根據(jù)軟件自動計算的結果，查看每段路徑的擁塞情況及敷設的電纜信息，作為參考的依據(jù)，供設計人員調(diào)整電纜敷設。最后通過切圖，可以將三維模型切成二維視圖并保存，將保存的二維視圖參考到已制作好的圖框圖簽中，設置好相應比例，再對視圖進行標注、文字注釋等即可完成提資圖和施工圖的繪制。

湖北省電力勘測設計院采用MicroStation平臺對全部高壓電纜進行實體建模，開展電纜敷設的精細化設計。對主要電纜的空間走向進行定位并建模，并基于變電站全站數(shù)字化模型，進行電纜的碰撞檢測，有效避免電纜之間、電纜與支架、墻體、梁柱等構建物之間的碰撞，并通過電纜中心軸線轉(zhuǎn)彎半徑的設置，保證了電纜設計的合規(guī)性。

利用數(shù)字化平臺直觀、高效地展示了電纜在空間上的走向、路徑，電纜與墻體、梁柱，電纜隧道、支架等各種物件的相對位置，準確展現(xiàn)了設計方案并依據(jù)實體數(shù)字化設計模型回答專家提出的各種問題，打消相關方對電纜敷設可能出現(xiàn)各種問題的種種顧慮，一改以往類似工程電纜敷設不到現(xiàn)場放樣總說不清楚的局面。最后進行相應的碰撞檢測，并利用數(shù)字化設計模型對電纜敷設模型進行了切圖，生成部分電纜敷設施工圖紙。

基于MicroSation基礎設計平臺對高壓實體電纜敷設及優(yōu)化是本單位電纜敷設的有益嘗試，利用現(xiàn)有平臺雖然可以完成大部分電纜設計工作，但是由于基礎平臺并沒有針對電纜敷設工作進行優(yōu)化以及特有工具包的開發(fā)，絕大部分工作還是依靠數(shù)字化設計人員手動完成電纜路徑的選擇和修改，智能化程度較低。同時由于變電站空間位置有限，修改某根電纜的走向和空間位置往往會造成牽一發(fā)而動全身的后果，導致修改的過程比較繁瑣。數(shù)字化設計技術應用于空間狹小、結構復雜的設計條件時，具備空間定位準確、視覺效果直觀等特點。如何發(fā)掘現(xiàn)有平臺的潛力，更廣覆蓋本單位的業(yè)務范圍;如何更好、更快地輔助生產(chǎn)設計;如何與傳統(tǒng)二維設計優(yōu)勢互補、共同發(fā)展等等都是需要解決的問題。

BRCM作為一種先進的數(shù)字化電纜敷設軟件，它的推廣和應用是對設計手段的革新，通過這些功能模塊使得本單位設計產(chǎn)品的深度和精度都得到了大幅的提升，它將成為以后本單位數(shù)字化移交設計的重要組成部分。BRCM數(shù)字化電纜敷設的設計理念，自動化、高精度、高效率的設計方式，代表了未來電纜敷設設計的發(fā)展方向。

湖北省電力勘測設計院期望通過統(tǒng)一標準、軟件二次開發(fā)等提升電纜敷設數(shù)字化設計，提高工作效率，促進電纜敷設數(shù)字化設計手段推進，完成數(shù)字化移交及數(shù)據(jù)全生命周期管理。