阅读说明：本技术 老电站改造施工4d模拟及优化方法、装置、存储介质及设备 (4D simulation and optimization method, device, storage medium and equipment for old power station transformation construction ) 是由 刘文辉 沈惠良 郑波 陆炅 周杰 侯进皎 邹雯 于 2021-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种老电站改造施工4D模拟及优化方法、装置、存储介质及设备。适用于老电站施工改造领域。本发明所采用的技术方案是：一种老电站改造施工4D模拟及优化方法,其特征在于：获取改造对象的点云模型及改造的施工进度计划；基于点云模型构建改造对象的BIM模型,BIM模型由若干采用BIM单体化建模形成的单体化模型组成,单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化；将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务通过4D编码进行配对；将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真,并通过BIM模型仿真展示施工过程。所述点云模型由激光扫描获取的改造对象点云数据经去噪、配准、拼接处理获得。(The invention relates to a 4D simulation and optimization method, a device, a storage medium and equipment for old power station transformation construction. The method is suitable for the field of construction and transformation of old power stations. The technical scheme adopted by the invention is as follows: A4D simulation and optimization method for old power station transformation construction is characterized by comprising the following steps: acquiring a point cloud model of a modified object and a modified construction progress plan; constructing a BIM model of a modified object based on a point cloud model, wherein the BIM model consists of a plurality of monomer models formed by BIM monomer modeling, and the monomer granularity of the monomer modeling needs to be converted into monomers according to a construction progress plan; pairing a single body model in the BIM model with a construction task in a construction progress plan through 4D coding; and importing the matched monomer model and the construction progress plan into construction simulation software for construction simulation, and displaying the construction process through BIM model simulation. The point cloud model is obtained by de-noising, registering and splicing reconstructed object point cloud data obtained by laser scanning.)

老电站改造施工4D模拟及优化方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本发明涉及一种老电站改造施工4D模拟及优化方法、装置、存储介质及设备。适用于老电站施工改造领域。

背景技术

在水电站技术改造过程中经常会碰到施工场地条件复杂，需要在实际施工之前对施工方案进行验证，比如对施工方案的施工工艺顺序、空间、碰撞等问题进行验证，节约实际施工时间和成本，过去是依靠施工单位和专家的丰富经验进行论证，但是这个过程需要丰富的经验和想象力，专业要求很高并且耗费很多时间，无法对施工方案的施工工艺顺序、空间、碰撞等进行直观展示。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种老电站改造施工4D模拟及优化方法、装置、存储介质及设备。

本发明所采用的技术方案是：一种老电站改造施工4D模拟及优化方法，其特征在于：

获取改造对象的点云模型及改造的施工进度计划；

基于点云模型构建改造对象的BIM模型，BIM模型由若干采用BIM单体化建模形成的单体化模型组成，单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化；

将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务通过4D编码进行配对；

将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真，并通过BIM模型仿真展示施工过程。

所述点云模型由激光扫描获取的改造对象点云数据经去噪、配准、拼接处理获得。

所述基于点云模型构建改造对象的BIM模型，包括：

对点云模型进行点云模型抽稀处理，经过点云模型抽稀处理之后再导入BIM建模软件进行建模。

所述将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务配对，包括：

对每个单体化模型进行4D编码赋值，对施工进度计划中的施工任务进行相应的4D编码。

所述4D编码根据BIM模型的单体名称、专业、楼层(高程)、房间/机组编号/轴网坐标、设备类型和顺序号等进行划分并制定4D编码规则表，其中编码规则为：[单体名称].[专业].[高程].[房间/机组编号/轴网坐标].[设备类型][顺序编号]

所述将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真，包括：

将已经完成4D编码赋值的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件，通过4D编码自动匹配功能将单体化模型和施工进度计划中的施工任务一一对应。

一种老电站改造施工4D模拟及优化装置，其特征在于：

资料获取模块，用于获取改造对象的点云模型及改造的施工进度计划；

模型构建模块，用于基于点云模型构建改造对象的BIM模型，BIM模型由若干采用BIM单体化建模形成的单体化模型组成，单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化；

配对模块，用于将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务配对；

施工仿真模块，用于将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真，并通过BIM模型展示施工仿真过程。

一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述的老电站改造施工4D模拟及优化方法。

一种电子设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被执行时实现所述的老电站改造施工4D模拟及优化方法。

本发明的有益效果是：本发明通过激光扫描技术获取改造对象点云数据，基于点云数据结合施工进度计划进行BIM单体化建模，并将单体化模型与施工进度计划配对，采用施工进度计划驱动相配对的BIM模型对施工方案进行4D模拟和优化，实现施工方案的可视化呈现，对施工过程中的空间限制、碰撞和工序的合理安排进行检验，避免实际施工时出现错、漏、碰撞、空间不足和工序不合理等问题，节约实际施工时间和成本。

附图说明

图1为实施例的流程图。

图2为实施例的流程细化框图。

图3为实施例中机电设备4D编码规则。

图4为实施例中结构和建筑4D编码规则。

具体实施方式

本实施例为一种老电站改造施工4D模拟及优化方法，具体包括以下步骤：

S1、获取改造对象的点云模型及改造的施工进度计划。本实施例中通过激光扫描获取改造对象的点云数据，经过去噪、配准、拼接等处理获得改造对象的点云模型。

S2、基于点云模型构建改造对象的BIM模型，BIM模型由若干采用BIM单体化建模形成的单体化模型组成，单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化。

一般获取的点云模型点云密度都比较大，直接导入BIM建模软件建模会出现不流畅等现象，因此为了提高建模效率本实施例需要对点云模型进行点云模型抽稀处理，经过点云模型抽稀处理之后再导入BIM建模软件进行BIM单体化建模，形成若干单体化模型，单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化，为顺利实施4D仿真和优化4提供基础。

S3、将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务配对。为保证BIM单体化建模的单体化模型跟施工进度计划中的任务一一对应，需要对BIM单体化建模中的模型进行BIM模型4D编码赋值，4D编码按照机电设备、结构和建筑等不同专业编码规则来编制，不管采用何种编码规则，保证BIM单体化建模中的模型4D编码是唯一的。同时，为确保施工进度计划能跟BIM单体化建模中的模型一一对应，也需要对施工进度计划进行4D编码配对施工任务。

4D编码根据BIM模型的单体名称、专业、楼层(高程)、房间/机组编号/轴网坐标、设备类型和顺序号等进行划分并制定4D编码规则表，其中编码规则为：[单体名称].[专业].[高程].[房间/机组编号/轴网坐标].[设备类型][顺序编号]，其中[单体名称]主要包含：主厂房(MPH)、副厂房(VPH)、主变洞(TPH)、开关站(SH)、中控室(CR)和尾闸洞(PSH)等，[专业]主要包含电气专业(E)、机械专业(M)、通风空调专业(MV)、给排水专业(P&S)、结构专业(S)和建筑专业(A)等，[高程]主要按照楼层来区分如第一层(L1)、第二层(L2)和第三层(L3)并以此类推，[房间]主要按照房间的功能进行定义区分，如配电室(SR)、冷冻机室(CR)、空压机室(ACR)等，[顺序编号]是按照以设备为中心从低到高、从左到右的规则来编制顺序编号。如主厂房电气专业第一层1号机组1号技术供水滤水器配电箱的4D编码：MPH.E.L1.01.WFC.01。对于结构和建筑专业，主要通过轴网进行定位编码，如柱/桩，通过X轴网和Y轴网的坐标交点进行定位，梁和墙是通过X轴网和Y轴网的包含范围进行定位，如B2B3表示梁/墙处在B2到B3范围。板是通过两个斜对角的X轴网和Y轴网交点定位，如B5C4表示板处于B5到C4之间的范围。因此，主厂房结构专业第一层轴网坐标为C2的柱编号的4D编码为：MPH.S.L1.C2.0.0,因结构和建筑专业不含[设备类型][顺序编号]，所以为保持4D编码的长度一直，以0填充。

S4、将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真，并通过BIM模型展示施工仿真过程。

本实施例将已经完成4D编码赋值的BIM单体化建模中的模型和施工进度计划导入现有的4D仿真软件，通过4D编码自动匹配功能将BIM单体化建模中的模型和施工进度计划中的施工任务一一对应，完成这一步后，可以通过4D仿真软件自动进行改造施工方案的模拟，针对模拟过程中发现的错、漏、碰撞、空间不足和工序不合理等问题结合4D仿真和优化4进行讨论和优化决策。

本实施例还提供一种老电站改造施工4D模拟及优化装置，包括资料获取模块、模型构建模块、配对模块和施工仿真模块。

本实施例中资料获取模块用于获取改造对象的点云模型及改造的施工进度计划；模型构建模块用于基于点云模型构建改造对象的BIM模型，BIM模型由若干采用BIM单体化建模形成的单体化模型组成，单体化建模的单体化颗粒度需要根据施工进度计划进行单体化；配对模块用于将BIM模型中的单体化模型与施工进度计划中的施工任务配对；施工仿真模块用于将配对完成的单体化模型和施工进度计划导入施工仿真软件进行施工仿真，并通过BIM模型展示施工仿真过程。

本实施例还提供一种存储介质，其上存储有能被处理器执行的计算机程序，该计算机程序被执行时实现本例中老电站改造施工4D模拟及优化方法。

本实施例还提供一种电子设备，具有存储器和处理器，存储器上存储有能被处理器执行的计算机程序，该计算机程序被执行时实现本例中老电站改造施工4D模拟及优化方法。