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设计领域三维数字化变革

行业上下游中国仪表网2012年09月24日 14:56人气:21746

  从二维到三维,由分割到交互,电网设计领域的一场深刻变革正在我们身边发生。
  
  7月18日,“电网三维数字化设计成果研讨会”在北京召开,以“分享、融合、共赢”为主题,将近年来我国数字化三维变电设计平台在电力设计行业的实际应用成果进行了集中展示,来自全国各地的业内专家也围绕这个新兴领域的未来发展,展开了深入探讨。
  
  正如此次会议的主办方———中国电力规划设计协会副理事长兼秘书长李爱民所说:“电力设计技术手段向三维空间挺进是电力发展的长足进步,具有革命性意义。”
  
  管理维度向纵深发展
  
  数字化三维技术可以应用于工程项目的全生命周期,在这一领域,我国一些电力设计院早已有所涉及。以华北电力设计院工程有限公司(简称“华北院”)与北京博超时代软件有限公司联合开发的《变电站数字化(三维)设计平台(DDSv1.0)》为例,这个包括了变电站数字化三维设计平台(DDS)、变电站数字化三维施工管理平台(DCM)、变电站数字化三维工程信息管理系统(SDIM)三大构成的全新平台,已经突破了以往不同工种之间的壁垒,实现无缝连接。
  
  对此,华北院副总工李智介绍,这一平台通过数据库管理方式和三维展现手段,提升了工程管理过程的信息化水平,使得工程管理执行效率更高,流程更直观。“施工管理平台与设计平台有效对接之后,业主、监理、施工单位通过现场局域网,采用电子化流程便可以便捷地读取数字化三维设计成品中的各种模型或数据,实现工程相关资料的共享。工程信息管理系统(SDIM)与变电站数字化三维设计平台(DDS)无缝连接之后,更是实现了面向审查部门的初步数字化移交功能。”三个平台之间的无缝连接,可以提高工程设计施工的质量和效率,为工程设计成果数据管理配以树状结构的资源管理器,便于设计方案评审,能够显著提高设计质量管理水平。“在这个新平台上,只需要将国家电网公司‘两型一化’(资源节约型、环境友好型、工业化)、电网重大反事故措施、预防设计质量通病、强制性条文、标准化工艺等文件中的要求录入平台数据库,就能够方便的与通用设计及标准物料进行对比。”广东省电力设计研究院(简称“广东院”)与北京博超时代软件有限公司联合开发的《GEDI电网三维协同设计及信息化管理平台(2011)》也是行业数字化变革过程中的一项重要成果,广东院副院长黄志秋这样归纳其特点:变电三维信息化设计平台是以开放性网络公共数据库为底层,以二三维一体化设计为手段,全专业整合进行协同设计的一体化设计平台。它以三维协同设计及三维GIS信息化管理技术为核心,以三维设计数据为源头,贯穿电网系统规划、勘测设计、施工建设和运行维护全过程,为电网公司资产全生命周期管理平台及三维GIS可视化管理平台的建设,提供了数据支撑及信息化管理服务。
  
  不仅如此,广东院还研发了三维优化选线系统,以先进的影像匹配技术为核心,把低空遥感影像、卫星遥感影像、航摄影像等多数据源匹配融合生成真三维立体场景,配合强大的空间立体量测功能,开展线路路径优化。
  
  分析这套系统的创新点不难发现两大突出优势,一是四窗口交互优化选线。选线人员可以从线路的俯视角度、平视角度、线路断面角度多窗口、多层次地开展路径优化工作,从而使各个窗口共同使用共享内存中的文件,实现转角塔、直线塔增减及属性、位置变化时各窗口的联动;二是立体大场景三维漫游,平台可以生成线路经过区域的大范围真三维场景,通过导入线路设计成果和交叉跨越情况,真实展现线路建成后的立体大场景,对导线对地距离、房屋避让、交叉跨越等设计关键点一目了然。
  
  “数字化”时代需要技术支持
  
  数字化是采用格式化、编码化的数据格式对设计对象进行存储;三维设计是采用三维的方式,全景展现变电站的各个对象。按照华北院副总工李智的表述,数字化的优势在于,使对象可被各种设计功能调用,进行协同设计与数据交互,数据可反复使用直至形成完整的数字化档案。三维设计的优势在于,设计人员可直观掌握相关细节,尤其对于复杂的空间布置方案,可展现良好的立体效果。数字化三维是将两种技术合二为一,同时嵌入多种常用的计算功能,从三维模型中读取布置信息,从数据库中读取各种对象的相关参数,实现计算绘图一体化,从而提高变电站设计质量与效率,进而到达1>1 1的效果。
  
  这场二维向三维的数字化变革,使传统的设计理念发生了彻底改变,将以图纸设计为核心转化为以数据建模为核心,实现了二维平面设计向三维设计的转变,由以往的数据、图纸分离交付转化为三维图形和数据一体交付,由通过书面文字传递的协作方式转变为多专业面向同一三维模型、在同一平台上流水线作业的方式。在这一过程中,设计及其质量的控制,也由人工标准转向将设计标准、规则等在系统中定制,通过强制约束设计以提高施工质量。无疑,这将会成为未来的发展趋势,也是正在进行中的技术构建。
  
  一位业内人士告诉《工程周刊》:“当前,数字化热潮逐步涌入电力设计行业,从当年的手绘图纸到今天的计算机输入,再从今天的仅仅是计算机输入发展到计算机优化流程,再到未来实现三维图形数字化提交,这中间会经历一段漫长岁月。当技术真正得到纯熟运用的时候,它将带来一场真正的变革。当前,这场变革才刚刚开始,处在初期数据积累阶段。正是有了这个开始,才能给未来带来无限机遇和可能。就像当年人们很难相信,今天的网上购物会有如此大的空间和市场一样,数字化三维技术的运用会随着相关配套数据地不断完善,最终带来一场新的技术进步,并最终会改变现在的电力设计、施工、管理流程,就像是生产力和生产关系之间的相互促进一样。”
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