GIL管廊工程项目三维数字化仿真系统及其实现方法与流程

本发明属于工程管理技术领域，尤其涉及一种gil管廊工程项目三维数字化仿真系统及其实现方法。

背景技术：

大容量电缆输电与气体绝缘管道输电已经有了数十年的发展历史，因其封闭式结构，敷设于地面、地下或是管道中，不受环境影响，最大限度地甚至完全地保全了景观，不对外造成安全威胁，大幅度节省走廊面积，已广泛应用于发电厂及电站的出线装置，在城市电网中也越来越得到重视。随着技术的进步、材料和工艺的完善，其输电电压等级逐渐提高，输送容量不断增大，应用范围将从电站出线、城市大容量输电进一步扩大。在未来电网中，交直流大容量电力电缆输电和气体绝缘管道输电将有可能与架空线路输电共同形成混合模式的输电网络。

gil是一种刚性部件组合成的电力传输设备，与高压挤包绝缘电缆的质量在绝对程度上取决于工厂环节不同，gil的质量控制一定程度上取决于现场安装。gil单元之间的连接有法兰连接和焊接两种典型连接方式，大多数gil采用法兰连接，采用法兰连接方式的好处是便于检修，万一发生故障，对故障段的检修较快。采用焊接方式连接，可以更有效地减少可能的漏气点。铝合金外壳的连接主要采用分段焊接，导体采用插接连接，而水平段外壳采用法兰连接方式。外壳焊接在焊接平台上就位完成。gil现场安装工作主要包括钢支架安装、接地、gil本体安装(密封端面清洗、法兰螺栓连接、现场焊接)、气体作业及进行漏气检查、耐压试验等工序。gil每一道工序质量控制都直接影响gil的最终质在gil安装过程中要控制三大要素，即清洁度、密封性和真空度。gil的结构特点决定了安装过程本身就是控制gil运行质量的一个关键阶段。因此，现场安装作业的严格管理和安装人员的质量意识特别重要，不允许有丝毫的疏忽，需要研究特高压gil隧道施工数字化技术整体方案，提升整体施工技术水平。

技术实现要素：

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种gil管廊工程项目三维数字化仿真系统及其实现方法。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种gil管廊工程项目三维数字化仿真系统，所述系统将工程几何信息、工程环境信息、施工信息、施工进度信息集成于三维数字化模型中，实现gil管廊工程的数字化管理。

进一步地，所述工程几何信息包括gil管廊几何形状信息、gil安装信息及辅助施工信息；所述工程环境信息包括管廊工程周围施工环境；所述施工信息包括盾构隧道、机具、设备的施工图纸和使用说明。

一种gil管廊工程项目三维数字化仿真系统的实现方法，包括步骤：

(1)利用建模软件建立实体信息模型；

(2)进行虚拟交互，利用仿真优化技术分析评估模型；

(3)建立虚拟三维施工模型；

(4)施工进度仿真，对各种施工方案进行优化与调整，得到最佳施工方案。

进一步地，所述步骤(1)中，根据施工图纸要求对gil管廊进行1:1精度虚拟化可视建模。

进一步地，所述步骤(2)中，通过三维交互技术，完成虚拟现实仿真系统中的虚拟对象与操作人员的交互响应，实现人员对三维模型的精确操作。

进一步地，所述步骤(3)中，建立数字化等比例二维模型导入开发平台并通过脚本编译，实现图形与数据相关联，建立数据与图形的逻辑关系，完成数字化施工模拟。

进一步地，所述步骤(4)中，仿真模型具有实际施工进度导入端口，可通过数据驱动三维模型生长，并实时进行实际施工进度与计划施工进度的变色对比展示，直观显示进度差异，完成施工进度动态控制。

有益效果：本发明的gil管廊工程项目三维数字化仿真系统，综合施工计划、实际施工数据展示建设进度信息，并提供各专业各工序的实际施工进度场景，获取进度数据后，用户可以直观地查看苏通gil施工的当前进度，基于施工实际和计划进度数据，将实际进度和计划进度进行对比，为施工管理人员提供辅助决策。

附图说明

图1是本发明的系统实现工作流程图；

图2是本发明的虚拟施工方案实现流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示，本发明的gil管廊工程项目三维数字化仿真系统是将工程的几何信息、工程环境信息、施工信息、施工进度信息集成于三维数字化模型中，实现gil管廊工程的数字化管理。

工程的几何信息包括gil管廊几何形状信息、gil安装信息及辅助施工信息。工程环境信息包括管廊工程周围水文、河床、地形、植被、天气、温度、空气质量等施工环境。施工信息包括盾构隧道与盾构机、施工器具、gil设备、通风设备、照明设备等机具与设备的施工图纸、使用说明、具体参数等。

如图2所示，本发明的gil管廊工程项目三维数字化仿真系统的实现方法，包括以下步骤：

(1)利用建模软件建立对象结构实体信息模型；

通过bim技术，根据施工图纸要求对gil管廊进行1:1精度虚拟化可视建模，结合构成虚拟现实仿真系统。

(2)虚拟系统的虚拟交互，利用仿真优化技术分析评估模型；

通过系统数据库、场景漫游、对象操纵等三维交互技术，完成虚拟现实仿真系统中的虚拟对象与操作人员的交互响应，实现人员对三维模型的精确操作。虚拟交互过程通过逻辑控制脚本、过程脚本等多种脚本实现，可实现虚拟手、音效、图形菜单等多种交互方式。

(3)建立虚拟三维施工模型；

建立数字化等比例二维模型导入开发平台并通过脚本编译，实现图形与数据相关联，建立数据与图形的逻辑关系，最终完成数字化的施工模拟。

(4)施工进度仿真，对各种施工方案进行优化与调整，得到最佳施工方案；

综合设计施工图出版计划、物资供应计划、辅助设施施工计划、设备安装施工计划，并与模块化三维零件结构模型相关联，形成可按不同进度时期进行相应显示的施工进度仿真模型，全程精细化模拟施工过程。施工进度仿真模型同时具有实际施工进度导入端口，可通过数据驱动三维模型生长，并实时进行实际施工进度与计划施工进度的变色对比展示，直观显示进度差异，协助完成施工进度动态控制并有助于实现施工进度主动控制。

本发明涉及的三维数字化仿真模型具有质量、结构、密度、材料特性等现实中的物理状态。施工模拟仿真系统通过综合物体力学、结构力学、材料力学、空气动力学、计算力学等物理规则，构建物理引擎，能够完成对三维模型的受力分析，符合现实力学逻辑。在各个关键点的设计、施工中，可通过施工模拟仿真系统调用任何机具与设备的模型，进行碰撞检测、吊装模拟、受力分析等，系统可以真实模拟物体受力状态，给出受力后果，真实反应施工过程。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种GIL管廊工程项目三维数字化仿真系统及其实现方法，将工程几何信息、工程环境信息、施工信息、施工进度信息集成于三维数字化模型中，实现GIL管廊工程的数字化管理。本发明的优点在于工程管理目标可视，现场管理标准化、规范化、实现现场数据实时采集、数据自动归档、快捷查询；同时综合施工计划、实际施工数据展示建设进度信息，并提供各专业各工序的实际施工进度场景，用户可以直观地查看苏通GIL施工的当前进度，为施工管理人员提供辅助决策。

技术研发人员：朱海峰;吴威;钱玉华;陈勇;杜长青;刘亮;卢胤;柏彬;朱正希;刘凯;李东鑫;刘巍;黄云天
受保护的技术使用者：国网江苏省电力工程咨询有限公司;国网江苏省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：2018.07.17
技术公布日：2018.12.14