BIM在电力工程中的管理应用

如果你跟别人提起BIM，他们脑袋里跳出来的可能是房屋的3D电脑模型和藏在墙内复杂的机电管线。但在改建项目中，BIM的使用带来了一个全新的视角：用于计划各种改建、翻新和保护项目，或者计划与既有建筑关联的新建项目。

长期以来，变电站工程的电光缆从设计、施工、运行直到改建和扩建的管理一直存在着相关信息不完备和不正确的问题。

用BIM实现变电站工程电光缆全寿命管理——以国家电网上海电力公司青浦平朝楼110KV智能变电站的电光缆管理模型为原型

设计阶段由于电气和土建专业分别出图，造成了图纸不具备缆线走向信息和正确敷设的要求。而施工单位在安装时的安装信息在交接时由于没有相关记录又被流失。运行期间这些线缆由于种种原因不可避免地会发生变动，且大部分没有记录，即使有也很难被找到和相信。以致于在变电站扩建或者改造时不论是设计还是施工人员都为此而困扰，造成了不少停电事故。

「概述」

用BIM管理变电站电光缆的优势在于为设计提供一个平台，可以方便地将变电站的建筑设计和电气控制设备的电光缆布线方案在这个平台上对接。预先发现可能会发生的碰撞，等于在虚拟空间模拟预安装，就可以避免变电站电光缆在现实安装时经常出现的边施工边修改设计的状况。

在施工阶段，施工单位根据从BIM获取的安装信息，对电光缆材料从采购到施工实施精确的管理和控制。应用RFID技术将电光缆吊牌数字化，可以就地将安装信息记录在吊牌内，数字化后的吊牌不但记录了线缆自身的信息，而且BIM还预置了吊牌与吊牌相互之间的关联信息。在验收阶段，可以通过群读吊牌，检查关联信息，发现安装错误。

同样，在变电站投运后，如果发生隨意改变吊牌位置的情况，关联信息就会发生冲突，从而被发现。这就是BlM定义的动态全寿命管理的技术保证。实现了对线缆投运后信息变化的控制。

BIM还可以通过RFID技术将触角延伸到现场的每个角落，变电站电光缆工程的所有利益相关方可以每时每刻依靠和相信它。可以说这是个完整的符合BIM标准的解决方案。它最终克服了开篇所提的所有问题。

[如何用BIM的概念和方法建模]

「开始设计阶段」

要解决问题，第一歩是设计模型，模型反映的信息包括：线缆的起始和终点、长度、规格、走向和接入信息。而这些信息分别由电气和土建设计者输入。从一开始设计就遵循智能化中信息数字化的原则。将它的雏型用Revit建成一个3D数字数据库模型。它的载体叫BIM数据库。

「设计线缆数字模型」

新的软件摒弃了传统CAD用点、线、符号等简单元素表示某元件的理念，而采用面向对象的数据表达形式来描述变电站的每一个组成部分。例如，不再用平行的线段表示电缆，而是在设计工具中创建一个电缆类的实例，每个实例都有它的属性，包括位置、尺寸、组成和型号等。

这样的模型承载的信息比平面图加电缆清册要丰富得多得多，更适合用类似像RFID技术将模型向外延伸到现场使其更方便被识别与处理。同样建筑内的电气设备、桥架沟槽和电缆竖井不同软件处理的信息都可以按IFC标准在BIM服务器中整合。

线缆的物理信息模型一旦创建完成，其数据不但可以得到重复利用和更新，而且在变电站生命周期内工程建设参与者不但可以方便快捷地读取需要的信息，而且当任何一方将部分信息修改后，其他各方将自动更新修改内容。

「碰撞检查」

由于用了BIM就可以将电气安装和土建图纸在服务器中进行预装，从而通过模型预安装获取电光缆敷设的碰撞报告，主要消除线缆之间交叉敷设的问题。接着，优化线缆走向和路径。以避免井口拥堵。这两种碰撞都属于间隙碰撞。再与电缆桥架整合，消除桥架标高不准引起的硬碰撞。这里就不赘述。

「定义路径」

当我们用3D模型优化完了电光缆设计后，接下来就要对优化好的路径来命名。所谓路径它包括：起点、终点、桥架、竖井和地沟。其中起点和终点可以直接用所在的电气设备来命名，比如：1＃电容器柜等。但是，对于桥架这样有跨度的走廊设备，我们需要分段命名，它同房屋的命名原则是相似的，除了路名还得有门牌。一个门牌这里叫一个位置。那么怎样的一段路径算一个位置呢？

一个位置要俱备两个要素：首先它那里要有电光缆经过；其次经过的电缆从头到尾是一样的。因为“位置”是为了用电光缆信息建模而定义的。电光缆路径中的位置属性是按照其所通过的电缆信息的捆绑方式来的。换句话说，电光缆路径是指电光缆的通道及其支撑物包括起点和终点。然而，对于电光缆模型而言，必需要区分出同一个桥架上其中某两段上面承载的电光缆在数量和电光缆便号不同。数量或者编号不同对我们来说它们的属性就不同，所以就需要分别命名。事实上，这个名称的地理义意就是变电站内的不同的位置。如果我们将位置信息和它对应的电光缆信息建立一个固定关联，就叫做信息捆绑。就好比我们用带子将这一组电光缆在这个位置捆绑起来一样。

我们籍着设计模型用位置信息描述电缆的走向信息和敷设要求，即清晰又简单。对于一条电缆而言可以用RFID信息吊牌记录电缆经过的所有位置信息，其在关键位置上的吊牌不但记录了本位置信息而还有前后两个位置的指向。一则提高了信息的雍余度，再则又起到了敷设或拆除电缆时的引导作用。这个位置的概念对进一步用RFID技术现场建模非常重要。它不但是规定敷设要求的重要信息。而且是反映电缆走向发生变化的重要手段。在设计阶段通过用BIM就可以获取或生成位置信息了。