一种基于BIM技术进行装配式变电站数据交互的方法与流程

一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法
技术领域
1.本发明涉及变电站技术领域，具体来说，涉及一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法。


背景技术：

2.近几年随着社会经济的不断进步和迅速发展，用电负荷也在不断的增加，而随着用电负荷的持续增加，大部分地区的用电基础设施建设和设计的时间周期也越来越短，特别是在一些变电工程中。装配式变电站是采用先进、可靠、环保的智能模块化单元组成集约型封闭式的变电站，它以信息数字化、网络化、标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等基本功能，相对常规变电站是一种占地少、工期短、造价低、无噪声、无辐射、免维护的环保智能型变电站；因此，装配式变电站结构越来越被广泛的运用。
3.装配式变电站通常采用标准化设计、工厂加工以及装配的建设方式，然后将建构筑物及围墙、辅助建筑楼梯、电缆沟等在工厂内进行预制加工，并预制加工的成品运输到装配现场进行快速拼装，然后将变电站的电气设备、气体绝缘组合电器设备、无功补偿装置、变压器、高低压开关柜和二次设备等模块进行标准化设计、组合，工业化生产，将模块化产品运输至现场进行安装、调试，使其在建设、安装、调试效率明显高于传统变电站施工。
4.然而，在装配式变电站的装配建设中，装配式变电站的施工进度作为装配式变电站装配管理的一个重要组成部分，装配式变电站的装配进度决定了装配式变电站进行装配建设中的装配效率，其重要性不言而喻，但是，传统的装配式变电站的施工进度数据往往通过管理人员进行人工的数据记录，工程量较大，而且通过人工记录的方式无法直观的查看出装配式变电站的在进行装配建设中是否按照装配计划进行装配，因此，在需要对了解装配式变电站的装配进度时不能准确和直观的进行了解，从而会造成装配数据了解的不及时，当装配进度延缓时，不能够及时做出相应的措施，进而会造成人力、财力和时间上的极大损失。
5.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
7.为此，本发明采用的具体技术方案如下：
8.一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法，该方法包括以下步骤：
9.s1、获取装配式变电站数据信息并构建bim计划模型；
10.s2、采集装配式变电站装配过程中的装配信息并进行处理；
11.s3、基于处理后的装配信息对bim计划模型进行变换，并得到bim实时模型；
12.s4、通过bim实时模型获取装配式变电站的装配进度，并基于改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行评价；
13.s5、将所述装配式变电站的装配进度及对装配式变电站的装配进度的评价通过交互终端进行同步展示；
14.s6、基于bim实时模型调整装配式变电站的装配任务。
15.进一步的，所述获取装配式变电站数据信息并构建bim计划模型包括以下步骤：
16.s11、通过资料查询的方式获取装配式变电站在进行装配前的数据信息，所述装配前的数据信息包括空间信息及属性信息；
17.s12、对数据信息进行划分归类，并建立数据库；
18.s13、通过人工技术在revit三维建模软件中，构建配式变电站的bim计划模型。
19.进一步的，所述采集装配式变电站装配过程中的装配信息并进行处理包括以下步骤：
20.s21、通过摄影测量技术采集装配式变电站的装配信息；
21.s22、对采集的装配进行按照信息种类进行归纳分类，得到装配数据组；
22.s23、计算每组数据的均值及残差值，并根据所述均值及所述残差值计算每组数据的标准偏差估计值；
23.s24、通过3σ准则对每组数据进行异常值判断。
24.进一步的，所述计算每组数据的标准偏差估计值的计算公式为：
[0025][0026]
其中，σ表示每组数据的标准偏差估计值；
[0027]
yi表示第i组数据的残差值；
[0028]
表示第i组数据的均值；
[0029]
n表示装配数据组的数量。
[0030]
进一步的，所述通过3σ准则对每组数据进行异常值判断包括以下步骤：
[0031]
s241、若第i组数据的残差值满足公式或者时，则认为y1或者yn含粗大误差，属于异常数据，反之属于正常数据；
[0032]
s242、将每组数据中的异常数据进行剔除，得到正常数据组。
[0033]
进一步的，所述基于处理后的装配信息对bim计划模型进行变换，并得到bim实时模型的转换公式为：
[0034]
b＝f(p)
[0035]
其中，b表示bim实时模型；
[0036]
p表示bim计划模型；
[0037]
f表示模型变换；
[0038]
所述bim计划模型转换为bim实施模型的最优变换参数的计算公式为：
[0039][0040]
其中，d表示采集的装配信息以及特征；
[0041]
pk表示第k次迭代变换的bim计划模型；
[0042]
match(d,pk)表示测度bim计划模型和bim实施模型匹配程度的函数；
[0043]
p
′
表示match函数的最优解；
[0044]
b表示bim实时模型。
[0045]
进一步的，所述通过bim实时模型获取装配式变电站的装配进度，并基于改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行评价包括以下步骤：
[0046]
s41、根据影响装配进度的因素建立模糊综合评价指标体系，确定评价因子集；
[0047]
s42、建立各评价因子的评价标准集；
[0048]
s43、建立隶属度函数及模糊矩阵；
[0049]
s44、通过层次分析法确定评价因子的权重集；
[0050]
s45、对评价因子的权重集剂及模糊矩阵进行合成，得到模糊综合评价的综合指标；
[0051]
s46、采用加权平均综合原则确定模糊综合评价的综合指标的向量，得到装配式变电站的装配进度的程度。
[0052]
进一步的，所述加权平均综合原则的计算公式为：
[0053][0054]
其中，c
t
表示模糊综合评价的综合指标的向量结果；
[0055]cj
表示评价对象对第j级装配进度的隶属度；
[0056]
β表示加权系数，β＝1或β＝2；
[0057]
c表示模糊综合评价综合指标；
[0058]
m表示装配进度的程度类别个数。
[0059]
进一步的，所述将所述装配式变电站的装配进度及对装配式变电站的装配进度的评价通过交互终端进行同步展示包括以下步骤：
[0060]
s51、根据bim实时模型中各构件的参数信息建立参数明细表；
[0061]
s52、将所述参数明细表及装配式变电站的装配进度的评价发送至交互终端，完成数据交互。
[0062]
进一步的，所述基于bim实时模型调整装配式变电站的装配任务包括以下步骤：
[0063]
s61、根据装配进度，管理人员对装配式变电站的装配进度计划进行调整，并更新bim实时模型；
[0064]
s62、在bim实时模型中加入调整后的装配进度计划进行模拟；
[0065]
s63、通过模拟，分析调整后的装配进度计划是否可行，以及逻辑关系是否合理；
[0066]
s64、编制新的装配方案进行实施。
[0067]
本发明的有益效果为：
[0068]
1、本发明通过交互终端实现了管理人员对装配式变电站在进行装配过程中的装配进度进行实时交互，从而使得管理人员能够及时掌握装配式变电站装配过程中状态变化，能够及时了解装配式变电站装配的动态进度，进而能够加强装配式变电站在装配过程中的监管，规范装配式变电站现场的作业行为，可以确保装配式变电站中每项工作都能够根据计划有序进行，确保装配式变电站的装配进度。
[0069]
2、本发明通过摄影测量及时对装配式变电站的装配进度进行采集，从而能够实时获取装配式变电站的动态进度，然后对采集的数据进行分类归纳，计算每组数据的均值及
残差值及标准偏差估计值，然后分析出采集数据中的异常数据并进行剔除，进而能够真实反映出装配式变电站的装配情况，保证了进度数据的准确性，并为之后的构建bim实时模型的准确性提供了保障。
[0070]
3、本发明通过根据装配式变电站的数据信息构建bim计划模型，然后根据采集的现场装配信息转换为bim实时模型，从而能够将装配式变电站的装配信息进行数字化的展现，且无需人工现场采集，不仅提高了管理人员的工作效率，降低了运营成本，还通过bim技术将装配式变电站装配的实时信息进行可视化展示，进而能够使得管理人员可以快速且准确的了解装配变电站的装配进度。
[0071]
4、本发明通过改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行综合评价，从而能够使得管理人员更好的了解装配式变电站的装配进度，以便管理人员更好的指导装配式变电站装配的管理工作，有助于装配式变电站的装配工作能够顺利的开展。
附图说明
[0072]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0073]
图1是根据本发明实施例的一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法的流程图。
具体实施方式
[0074]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
[0075]
根据本发明的实施例，提供了一种基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法。
[0076]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于bim技术进行装配式变电站数据交互的方法，该方法包括以下步骤：
[0077]
s1、获取装配式变电站数据信息并构建bim计划模型；
[0078]
所述获取装配式变电站数据信息并构建bim计划模型包括以下步骤：
[0079]
s11、通过资料查询的方式获取装配式变电站在进行装配前的数据信息，所述装配前的数据信息包括空间信息及属性信息；空间信息包括构件尺寸及构件的位置信息等，属性信息包括变电站装配的开始时间及结束时间、完成各项装配的劳动力、变电站装配的方法及顺序等；
[0080]
s12、对数据信息进行划分归类，并建立数据库；
[0081]
s13、通过人工技术在revit三维建模软件中，构建配式变电站的bim计划模型。
[0082]
具体的，bim模型是建筑数据信息的承载体，可实现项目全过程协调管理。同时基于其可视化、模拟性特点。可对建筑外观及项目运行情况进行展示。从而便于各参与方之间
的沟通及对项目的了解。且可为项目各方的数据分析提供参考，将bim技术应用于装配式变电站中，可以提高装配式变电站的准确的性和效率，增加变电站构件生产的标准性。
[0083]
s2、采集装配式变电站装配过程中的装配信息并进行处理；
[0084]
其中，所述采集装配式变电站装配过程中的装配信息并进行处理包括以下步骤：
[0085]
s21、通过摄影测量技术采集装配式变电站的装配信息；装配信息包括构件的实际已建位置及方向等；
[0086]
具体的，摄像测量技术是可以得到对象3d坐标的一种远程传感技术，测量时不需要和物体发生接触，摄像测量技术依赖于被动的三角测量原理，需要预先在目标对象中放置参照物以识别出参照物的坐标，然后从不同的位置和角度对目标对象进行拍摄。
[0087]
s22、对采集的装配进行按照信息种类进行归纳分类，得到装配数据组；
[0088]
具体的，上述信息种类可根据装配式变电站的构件种类、构件位置方向等进行分类。
[0089]
s23、计算每组数据的均值及残差值，并根据所述均值及所述残差值计算每组数据的标准偏差估计值；
[0090]
具体的，每组数据的均值计算公式为：
[0091][0092]
其中，xi表示第i组测量数据；
[0093]
n表示装配数据组的数量；
[0094]
表示第i组数据的均值；
[0095]
每组数据的残差值计算公式为：
[0096][0097]
其中，所述计算每组数据的标准偏差估计值的计算公式为：
[0098][0099]
其中，σ表示每组数据的标准偏差估计值；
[0100]
yi表示第i组数据的残差值；
[0101]
表示第i组数据的均值；
[0102]
n表示装配数据组的数量。
[0103]
s24、通过3σ准则对每组数据进行异常值判断。
[0104]
具体的，3σ准则又称为拉依达准则，它是先假设一组检测数据只含有随机误差，对其进行计算处理得到标准偏差，按一定概率确定一个区间，认为凡超过这个区间的误差，就不属于随机误差而是粗大误差，含有该误差的数据应予以剔除。
[0105]
其中，所述通过3σ准则对每组数据进行异常值判断包括以下步骤：
[0106]
s241、若第i组数据的残差值满足公式或者时，则认为y1或者yn含粗大误差，属于异常数据，反之属于正常数据；
[0107]
s242、将每组数据中的异常数据进行剔除，得到正常数据组。
[0108]
具体的，通过摄影测量及时对装配式变电站的装配进度进行采集，从而能够实时获取装配式变电站的动态进度，然后对采集的数据进行分类归纳，计算每组数据的均值及残差值及标准偏差估计值，然后分析出采集数据中的异常数据并进行剔除，进而能够真实反映出装配式变电站的装配情况，保证了进度数据的准确性；
[0109]
s3、基于处理后的装配信息对bim计划模型进行变换，并得到bim实时模型；
[0110]
其中，所述基于处理后的装配信息对bim计划模型进行变换，并得到bim实时模型的转换公式为：
[0111]
b＝f(p)
[0112]
其中，b表示bim实时模型；
[0113]
p表示bim计划模型；
[0114]
f表示模型变换；例如平移、旋转、缩放或剪切等；
[0115]
具体的，bim计划模型p可变现为一组图元及图元间的组合关系，记作p＝(e，r)，e表示图元，r表示图元间的关系，对于bim计划模型p来说，e和r都是已知的，对e和r进行相应的变换即可得到bim实时模型b，bim计划模型到bim实时模型的最优变换参数可以通过迭代计算求解；
[0116]
所述bim计划模型转换为bim实施模型的最优变换参数的计算公式为：
[0117][0118]
其中，d表示采集的装配信息以及特征；
[0119]
pk表示第k次迭代变换的bim计划模型；
[0120]
match(d,pk)表示测度bim计划模型和bim实施模型匹配程度的函数；
[0121]
p
′
表示match函数的最优解；
[0122]
b表示bim实时模型。
[0123]
s4、通过bim实时模型获取装配式变电站的装配进度，并基于改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行评价；
[0124]
其中，所述通过bim实时模型获取装配式变电站的装配进度，并基于改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行评价包括以下步骤：
[0125]
s41、根据影响装配进度的因素建立模糊综合评价指标体系，确定评价因子集；
[0126]
s42、建立各评价因子的评价标准集；
[0127]
s43、建立隶属度函数及模糊矩阵；
[0128]
s44、通过层次分析法确定评价因子的权重集；
[0129]
具体的，层次分析法是一种解决多目标的复杂问题的定性与定量相结合的决策分析方法。该方法将定量分析与定性分析结合起来，用决策者的经验判断各衡量目标能否实现的标准之间的相对重要程度，并合理地给出每个决策方案的每个标准的权数，利用权数求出各方案的优劣次序。
[0130]
具体的，通过层次分析法确定评价因子的权重集，能够使得权重系数更加精确，能够自然的反映出个因子对装配进度的影响。
[0131]
s45、对评价因子的权重集剂及模糊矩阵进行合成，得到模糊综合评价的综合指标；
[0132]
s46、采用加权平均综合原则确定模糊综合评价的综合指标的向量，得到装配式变电站的装配进度的程度；
[0133]
具体的，通过加权平均综合原则确定模糊综合评价的综合指标的向量，避免了传递方法中最大隶属度原则造成数据信息丢失的弊端，使得评价结果更加的合理，从而能够使得评价结果更加的与实际情况相符，具有较强的合理性，进而能够使得管理人员更加准确的了解装配式变电站的装配情况，并根据装配情况及时的做出调整，能够保证装配式变电站装配的顺利进行。
[0134]
其中，所述加权平均综合原则的计算公式为：
[0135][0136]
其中，c
t
表示模糊综合评价的综合指标的向量结果；
[0137]cj
表示评价对象对第j级装配进度的隶属度；
[0138]
β表示加权系数，β＝1或β＝2；
[0139]
c表示模糊综合评价综合指标；
[0140]
m表示装配进度的程度类别个数。
[0141]
具体的，通过根据装配式变电站的数据信息构建bim计划模型，然后根据采集的现场装配信息转换为bim实时模型，从而能够将装配式变电站的装配信息进行数字化的展现，且无需人工现场采集，不仅提高了管理人员的工作效率，降低了运营成本，还通过bim技术将装配式变电站装配的实时信息进行可视化展示，进而能够使得管理人员可以快速且准确的了解装配变电站的装配进度。
[0142]
s5、将所述装配式变电站的装配进度及对装配式变电站的装配进度的评价通过交互终端进行同步展示；
[0143]
具体的，交互终端包括移动手机、pc平板、pc平板等智能设备。
[0144]
其中，所述将所述装配式变电站的装配进度及对装配式变电站的装配进度的评价通过交互终端进行同步展示包括以下步骤：
[0145]
s51、根据bim实时模型中各构件的参数信息建立参数明细表；
[0146]
s52、将所述参数明细表及装配式变电站的装配进度的评价发送至交互终端，完成数据交互。
[0147]
具体的，上述参数明细表中的参数包括已安装构件的安装位置、安装方向等信息。
[0148]
s6、基于bim实时模型调整装配式变电站的装配任务。
[0149]
其中，所述基于bim实时模型调整装配式变电站的装配任务包括以下步骤：
[0150]
s61、根据装配进度，管理人员对装配式变电站的装配进度计划进行调整，并更新bim实时模型；
[0151]
s62、在bim实时模型中加入调整后的装配进度计划进行模拟；
[0152]
s63、通过模拟，分析调整后的装配进度计划是否可行，以及逻辑关系是否合理；
[0153]
s64、编制新的装配方案进行实施。
[0154]
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过交互终端实现了管理人员对装配式变电站在进行装配过程中的装配进度进行实时交互，从而使得管理人员能够及时掌握装配式变电站装配过程中状态变化，能够及时了解装配式变电站装配的动态进度，进
而能够加强装配式变电站在装配过程中的监管，规范装配式变电站现场的作业行为，可以确保装配式变电站中每项工作都能够根据计划有序进行，确保装配式变电站的装配进度；本发明通过摄影测量及时对装配式变电站的装配进度进行采集，从而能够实时获取装配式变电站的动态进度，然后对采集的数据进行分类归纳，计算每组数据的均值及残差值及标准偏差估计值，然后分析出采集数据中的异常数据并进行剔除，进而能够真实反映出装配式变电站的装配情况，保证了进度数据的准确性，并为之后的构建bim实时模型的准确性提供了保障；本发明通过根据装配式变电站的数据信息构建bim计划模型，然后根据采集的现场装配信息转换为bim实时模型，从而能够将装配式变电站的装配信息进行数字化的展现，且无需人工现场采集，不仅提高了管理人员的工作效率，降低了运营成本，还通过bim技术将装配式变电站装配的实时信息进行可视化展示，进而能够使得管理人员可以快速且准确的了解装配变电站的装配进度；本发明通过改进的模糊综合评价法对装配式变电站的装配进度进行综合评价，从而能够使得管理人员更好的了解装配式变电站的装配进度，以便管理人员更好的指导装配式变电站装配的管理工作，有助于装配式变电站的装配工作能够顺利的开展。
[0155]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。