基于BIM技术的三维可视化方法与模型创建

基于 BIM技术的三维可视化方法与模型创建

朱 军

华东送变电工程有限公司 上海嘉定 201803

摘要：变电站是电网的重要组成，变电站的三维可视化是电网智能化的重要体现。积极地引入三维可视化技术，有助于提升变电站设备智能状态监测及全寿命周期管理水平，推进智能电网建设，本文结合三维可视化的业务特点，对三维可视化技术进行了介绍，并详细阐述了三维可视化技术在智能变电站中的应用，最后对相关技术在智能变电站及智能电网中的应用前景进行了展望。

关键词：三维可视化技术；智能化变电站；状态监测；全寿命周期管理

1. 前言

三维可视化展现变电站，呈现变电站设施设备的空间关系，可用于辅助工程设计人员进行改扩建工程的设计与分析，辅助施工单位进行改扩建工程施工。

变电站三维数据还可作为基础空间数据，实现变电站资产数字化管理。

在工程建设过程中，在不同阶段多次采集三维模型，还可清晰表现工程建设状况和进度，为工程验收和汇报提供依据。

2. BIM数字信息化技术

BIM作为数字信息化虚拟建模技术，不仅可以对项目所包含的所有信息进行构建和组织，并且赋予BIM内所有信息数据均可以动态关联，使BIM成为能够应用于项目管理的一种有效的数字化方法。对于BIM技术在工程项目管理中的应用可归纳为三个层面应用。

2.1 BIM技术的信息层

工程项目BIM模型中的信息包含项目从规划设计、施工、造价到运营维护的全生命周期内的所有信息，这些信息不仅是简单的点、线、面等几何图形信息，还包含项目中建筑构件材质、种类、数量、成本、性能等一系列非图形物理信息，以及和项目建设实施管理有关的进度、质量、成本控制等规则信息。因此，工程项目的BIM模型中的信息不仅能够全面的反典项目的属性与特征， 还能为全生命周期的项日管理提供必要的信息支持。BIM技术的信息根据信息的属性可以被分为三种，分别是几何信息、物理信息和规则信息。如表2.1所示。

表2.1BIM信息类型一览表

2.2 BIM建模

通过上述介绍可以知道， BIM中包含工程项目中的所有信息， 为了使这些信息实现关联，即当项目中某一构件的信息.发生变化或调整，那么与之相关的所有信息都会随之发生相应的变化，而能够将项目全部信息进行组织并实现关联的方法就是建模。

BIM建模是一个信息创建与组织的过程， 信息通过BIM软件最终形成与之相对应的反映项目性质的数学模型。通过建模，项目的所有信息得以数字化表达并能实现集成， 同时也真正地建立了有机的关联。因此BIM中的Modeling既是过程，也是结果。

通常一个项目的BIM模型不止一个， 由于各种信息在关联程度上的不同以及各个环节、各参建主体应用信息的目的、方式的不同，一个项目的全生命周期管理也不可能只通过一个BIM模型完成.常用的BIM模型种类的划分如表2.2所示。

表2.2 BIM模型的种类及用途

2.3 基于BIM技术的全寿命周期项目管理

BIM是以三维数字技术为基础形成的包含项目各种信息的模型， BIM中的信息与模型本身是不能为全生命周期的管理带来任何效率提升的，只有通过对BIM中的信息和模型在项目的全生命周期中进行有效的管理和应用时， BIM才能真正地实现价值。因此BIM又是一种数字化的管理方法。

BIM作为全生命周期的管理方式， 需要具备三个条件，分别是：必须通过信息数据的创建，形成具有关联性和一致性的，且包含项目全部信息的模型；数据信息的更新、传递与共享，必须在项目各个环节、各个参建主体之间畅通；必须有相关软件支撑。

因此， BIM作为全生命周期项目管理方式是BIM技术的真正内涵， 是在信息与建模基础上的升华。BIM中的信息和模型相辅相成， 其中BIM中的信息是基础、建模是手段， 而管理是BIM的目标。通过BIM使项目全生命周期各阶段中建筑效果、实施进度、工程质量、造价控制的管理得到了真正的实现。

总之，BIM技术的原理可以描述为基于三维模型的信息集成管理模式。它不仅包含了项目信息，而且形成了可以直观分析和研究的模型，为项目参建各方提供了“模拟和分析”的协作平台，使参建各方清楚全面地了解项目，从面实现了项目进度的加快、施工质量的提高，成本的节约以及收益的增加。

由上述描述可以充分看出，BIM是一种以数字技术为基础，以信息为核心，将项目全生命周期内的各种信息加以整合并进行有效管理的全新管理模式。

3. 结论

三维可视化技术在智能变电站中的应用是相关技术在智能电网中应用的缩影，作为智能电能电网的重要支撑技术，随着三维可视化技术的发展，必将推动电网智能化的长足发展。智能电网作为三维可视化技术的重要应用领域，已成为拉动相关产业的强大驱动力，将有力影响和推动相关技术在其他行业的应用进程，进而提高我国工业生产和人民生活的信息化水平。

参考文献

【1】刘阔.机电BIM二维、三维一体化深化设计的实施要点与研发方向【J】.安装，2019，389-392.

【2】王春新，杨洪，三维可视化技术在输变电设备管理中的应用【J】.电力系统通信，2011,32（223）：116-122.

【3】李云峰，张勇.国家电网公司资产全寿命周奇管理框架体系研究【J】.华东电力，2010,38（8）：1126-1131.

【4】孙才新.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景【J】.中国电力，2005,38（2）：1-7.

2