基于GIS＋BIM的配網運行管理維護策略研究

劉羨敏　范申

摘 要：為解決目前配網運行管理維護工作中存在的問題，對基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略進行研究。研究過程主要以建立快速標準化參數模型為基礎，從而實現數字化施工過程管控、工程質量在線云驗收等功能。通過實驗，對基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略于傳統管理維護策略效率進行比對，從而證明研究有效性。

關鍵詞：GIS;BIM;配網;維護;

中圖分類號：TP319? 文獻標識碼： A

0引言

在新時代電網高質量發展的背景下，配網運行是服務社會民生連接千家萬戶，實現人民群眾追求美好生活的電力需求的“最后一公里”。但在配網規劃建設到運維管理的過程中，存在規劃設計階段現場察勘不到位，導致建設過程頻繁設計變更、施工管理階段現有管理模式不能滿足全過程精細化管理的需要、質量驗收階段驗收方式不高效、配網工程點多面廣，參與各方協同難，需高效精準的信息共享與服務等多種問題[1]。因此借助GIS和BIM技術，對現有配網運行管理維護工作進行改進。地理信息系統（Geographic Information System，簡稱GIS）是一門綜合性科學，而+BIM（Building Information Modeling）為建筑物的模型數字化表達形式，將這兩種技術相結合，搭建配網參與各方共享的智慧管理平臺，為配電 網建設的規劃、實施、運維參與各方提供了一個共享的數字資產管理解決方案和平臺服務[2]。有效地提升配網全生命周期建設和運營質效，加速推進國家配網建設。

1基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略

1.1快速標準化參數建模

在對基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略研究過程中，首先以電力行業BIM技術應用標準為基礎，搭建配網標準物料BIM族庫系統（以下簡稱“族庫”），明確設備材料BIM構件建模方法以及命名規則[3]。系統首先建立一個功能較為完善的快速標準化參數模型，根據用戶需求的不同，可以在維護系統中滿足配網運行內部構造的同時，直觀對配網設備進行拆分詳細了解其內部構造，同時還可以針對外面信號與室內信號設備之間的連線進行管理。配網運行管理維護根據實際需求，對管理維護計劃進行實行。配網運行管理維護對管理維護區域進行檢測并記錄，并將已經完成管理維護后的區域進行記錄統計。將未完成的管理維護任務放置到臨時工作單中，對壞掉的設備及時進行檢修，避免漏檢事件的發生。其快速標準化參數建模，如圖1所示：

1.2三維精準化規劃設計

以快速標準化參數模型為基礎，實現三維精準化規劃設計，主要通過傾斜攝影技術建立項目區域實景模型，導入GIS信息，進行路徑規劃設計;在實景模型中利用已建成的族庫，進行參數化設計[4]。對配網運行中的三維精準化，不僅包括一般一樣的物體表面溝紋表現，同時也包括物體表面出現的高低不平的溝紋，以及平滑表面上的彩色圖形。為了實現三維精準化規劃，可以將紋理按照一定方式映射到物體表面。其表面紋理可以通過搜索網絡元素與實地攝影獲取物體表面紋理數據。

1.3數字化施工過程管控

在實現三維精準化規劃后，利用項目模型，開展三維模擬施工并分析實景情況，進行安全、技術交底;三維進度管理模塊可對施工計劃進行模擬，并與現狀對照分析，對項目進度滯后作出預警，并通過模型參數信息進行5D成本核算[5]。在項目狀態分析、交底會議中提供高效溝通渠道。結合管理需求，對系統中數據進行統計，并匯總如相關數據庫，其主要部分為用戶數據庫與設備數據庫兩部分，如表1、2所示：

1.4工程質量在線云驗收

配網運行管理維護除對其設備進行管理外，管理中工程質量在線云驗收也是較為重要的一部分。這一部分主要通過空間坐標對應，將竣工照片關聯至與現場坐標位置相對應的模型中，便于質量驗收及竣工項目的展示。通過添加設備屬性信息，最終將一個具備工程建設過程資料及設備屬性信息的三維數字化模型移交生產運行。通過添加地表透明、空間顯隱、光照管理、距離測量以及天氣管理等功能，對相應功能進行控制，從而達到想要的顯示結果。根據工程質量驗收標準，該模塊作為管理維護策略中最重要的一部分，一方面需要為管理維護提供數據，另一方面對統計查詢提供數據。

2實驗驗證

2.1實驗目的及要求

本次實驗分別基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略與傳統配網運行管理維護方法進行對比。其中，將基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略作為實驗組，傳統配網運行管理維護方法作為對照組，分別對兩組管理維護方法的進行對比，對兩組維護效率進行對比。為保證實驗的公平性，在控制單一變量前提下，對兩組實驗數據設定相應的條件。

2.2配網運行管理維護效率對比

在實驗過程中，通過對設置相同參數，對兩組配網運行管理維護效率進行對比。在對控制指令相同的情況下，實驗組與對照組的維護效率，得到實驗結果對比，如圖2所示：

圖2配網運行管理維護效率對比

根據實驗結果可以得出，當管理維護指令達到60時，對照組仍有著較高的管理維護效率。當管理維護指令較小時，實驗組與對照組相比效率較高。而隨著管理維護指令的逐漸增加，受到客觀因素影響，對照組效率發生漏報現象，而實驗組受到影響較小。通過對配網運行管理維護效率對比可以看出，實驗組與對照組相比，其效率提高16.46%。

3結束語

針對目前配網運行管理維護工作中存在的問題，結合GIS與BIM技術，對基于GIS+BIM的配網運行管理維護策略進行研究。利用傾斜攝影技術結合 GIS 生成具有空間信息的項目區域實景模型，以電力行業 BIM 技術應用標準為基礎，對方便人員快速簡易化參數建模，從而實現規劃設計、施工管控、質量驗收、成本核算、運行維護等功能。

參考文獻

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[2]王躍東， 李君秋. 利用新一代信息技術推動地區電網運行維護檢修模式變革[J]. 企業管理， 2017 ，45（S2）：391-392.

[3]戴志輝， 陳冰研， 謝軍， et al. 含多微網的主動配網分層調度策略[J]. 電力系統保護與控制， 2018 ，46（1）：121-127.

[4]梅哲， 詹紅霞， 苑吉河， et al. V2G模式下基于電動汽車分群方法的配網多目標優化運行策略[J]. 電力建設， 2018， v.39;No.455（08）：63-72.

[5]陳宇星， 馬志斌， 李晨，等. 采用多態機制的未來態配網模型管理方案[J]. 電力系統自動化， 2018， 42（9）：201-206.