变电站给排水智能设计与BIM建模技术

变电站给排水智能设计与BIM建模技术

张培杰

内蒙古电力(集团)有限责任公司乌兰察布供电分公司

内蒙古自治区乌兰察布市012000

摘要：随着社会经济水平不断的发展，科技水平不断的创新，建筑信息模型（BIM）技术能够极大地推动建筑业的良性发展，实现工程项目全生命周期的信息共享。在变电站给排水施工组织设计上，BIM技术能够完成给排水管网的数字化和虚拟模型建造，导入时间维度和成本信息，实现施工组织设计的三维建造模拟，解决了给排水工程施工中的管网排布、碰撞检测、成本优化和工期控制等问题。

关键词：变电站；给排水；BIM技术

引言

建筑信息模型技术在工程建设行业得到广泛应用，且诸多工程项目在合理应用BIM技术后取得了良好的建设效果，但BIM技术在变电站等基建工程中的应用相对有限，经验匮乏。虽然变电站结构简单，但变电站内部设备类型多样、线路复杂，变电站工程规划设计和施工的难度大，可能出现进度滞后、现场返工等情况。深入探讨BIM技术在变电站工程中的应用具有重要意义，通过合理利用BIM技术，能够提高变电站工程的设计水平和施工水平，打造高品质的变电站工程项目。

1BIM技术及变电站工程概述

BIM技术是以三维数字模型为主，集建筑学、工程学等专业于一体的电脑辅助设计工具。BIM技术对信息的表达能力强，不仅可以将工程信息转化为详尽的数字表达，降低理解难度，提高沟通效率，还可以对电气设备、传感设备等与工程相关的设备进行虚拟化、智能化处理，提供数据丰富、逻辑性强的信息承载平台，供管理人员高效获取信息以及有效应用信息。变电站工程是电网基建工程中的重要组成部分，必须以科学的手段加强管理，按照计划有序开展变电站工程施工，在保障安全的前提下，提高施工质量和效率。在变电站工程施工中，可以采用BIM技术、人工智能、大数据等前沿技术，充分发挥多项技术的优势，统筹管理材料、机械设备、员工等相关要素，并创新管理方式，加大管理力度，营造良好的变电站工程施工环境，有效保障施工质量。

2变电站运维中的问题

2.1设备问题

传统变电站使用的设备与依托于计算机自动化的智能变电站使用的设备有着明显的差别，最为突出的就是后者的科技含量高。目前，我国智能变电站使用的设备需要同传统的设备进行对接，但材料和特点上的不同增加了衔接的难度和使用过程中问题，兼容性容易出现差错，进而影响了变电设备的运维安全，也增加了设备维护的难度。智能变电站尽管使用了高精度和高智能的科技元件，但也无形中因其对工作环境要求较高导致了设备稳定性较低问题的发生，使用时长较短。

2.2操作人员能力的问题。

调查表明，具有专业的变电运维安全和设备维护的高级人才对于智能变电站的发展十分重要，一旦缺少就会降低发展和安全，更甚会出现智能变电站停摆的现象。但实际情况中的一些员工对智能变电安全和更专业的设备维护的认识明显不足，认为其工作内容只是对输电环节和设备的检查和维修进行处理，对更智能和科学的先进技术的意识更加不强。智能变电站的管理人员在这一点上没有意识到严重性并做出相应调整，未能建立一体化的大数据体系和完善设备维护、电网安全以及人才培训机制。而且，一些智能变电站的问题就出现在人员素质不够专业上，缺乏对智能化系统的学习，导致对设备维护的技术不纯熟，增加了安全事故发生的概率。

3变电站给排水智能设计策略

3.1自动化辅助设计

智能化设计的第二个阶段是自动化辅助设计，指基于变电站给排水设计标准化大量基础性研究成果为基础，将数字化信息化技术与标准化设计相互融合，形成自动化辅助设计软件或平台，其成果将直接应用于现有设计工作，并可大幅度提升设计全过程的效率、正确性和一致性。这个阶段可以在部分设计领域实现接近人工智能设计(AIDesign)的功能，并逐步向第三阶段靠拢。这个阶段的标志是标准化设计的软件化或平台化。该设计软件或平台一般应具备如下八项功能及特点:第一，软件和平台应当基于云端，个人仅为使用方，基本不考虑个人的单机版。工作时，输入个人账号及密码，独立登录后，可以实现在任何地方远程工作。采用云端布局，基本解决了软件被盗用的问题。第二，进入工作模式后，一般由设计说明书、计算书、设计图纸三大独立模块组成，但相互之间可以进行必要的关联，具有相同内容的地方仅需修改一处，即可以在更新后实现同步自动修改。动态关联设计是自动化辅助设计最重要的环节之一，优势是尽最大可能提升了设计的正确性。第三，对所需编制的设计说明书、计算书、设计图纸全部采用智能调用的方式，被调用的表格及图纸经确认后，将被自动转入设计说明书、计算书、设计图纸的编辑模式。智能调用技术是人工智能设计的初级阶段，同样是自动化辅助设计最重要的环节之一，优势是能够大幅度提升设计工作的效率。第四，处于编辑模式时，可自由完成设计、填空、修改、补充和完善。可编辑模式的设置既可轻松实现设计内容的完善，又为个性化设计预留了空间。第五，编辑过程中宜保持原有模块化表格的表头、表号及图号的不变原则，确保:快速追索性功能、实现自动校审功能、排列顺序的有序性等，输出文档时可选择表格化输出或传统文本输出两种模式。对模块化表格及图纸设定唯一的属性，可以方便记忆、搜索和追溯源头，同时对后期自动校审工作帮助极大。

3.2人工智能设计

智能化设计的第三个阶段是人工智能设计(AIDesign)，指在第二阶段成果的基础上，将人工智能技术整合入已经较为完善的自动化辅助设计平台，形成完整的可用于设计全过程的人工智能设计。这个阶段能够形成完整的人机互动模式，确保在整个设计环节的高度智能化、信息化，并且具备设计高效、专业协同、检索和校审自动、修改便捷等功能。其核心标志是由电子计算机主动进行设计，这个阶段仍然处于探索阶段。设想未来的人工智能设计模式应当是只要将设计师的思想输入软件中，电子计算机就能够在AI的指令下，自行进行项目的设计，而输送的内容，除了可以由设计师进行必要的审核外，也能对局部设计内容进行人为的编辑和修改，计算机系统将对这种修改进行基于规则的识别工作，并及时进行系统的更新，重新完成设计，且无论是哪个专业发现问题进行了局部修改，都不会影响各个专业的设计协调性。认为可以在人工智能设计领域率先实现突破的领域有室外给排水总平面图的设计以及主要的设备机房的设计。

3.3碰撞检验

变电站工程的设计变更主要集中在室内管线综合部分和地下部分，空间内的专业管沟和建（构）筑物分布关系错综复杂，可能存在设施碰撞问题，需要在原设计方案的基础上进行变更。采用BIM技术进行碰撞检验，能够准确发现变电站存在的碰撞问题。相比于传统的人工检验法，采用BIM技术进行碰撞检验更全面、更准确、更高效，在设计阶段即可完成碰撞检验和调整，提升方案的可行性。在某变电站设计中，利用BIM技术进行碰撞检验后，共发现85处碰撞，设计人员随即根据碰撞检验结果调整设施、结构的布设方式，按照优化后的方案进行施工，可以避免施工期间出现因变更设计而导致的烦琐操作。

结语

BIM技术可应用于大型的综合设计项目，可以有效地提高设计质量、设计效率以及设计水平，同时能够有效延伸设计成果。

参考文献

［1］孙旭芳.基于BIM理念的RevitMEP在建筑给水排水工程设计中的应用研究［D］.沈阳：沈阳建筑大学，2018.

［2］陈洋博.BIM技术及其在高层变电站给排水管理中的应用研究［D］.湘潭：湖南科技大学，2018.

［3］董罗罗，胡凯，高旋.变电站给排水工程施工组织优化研究［J］.工程机械与维修，2018（6）：123-125.