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基于GIM标准的电力三维设计与造价一体化研究与实践

2024-06-06 110 上传者：管理员

摘要：本文基于GIM标准研究了电力工程中三维设计与造价一体化的理论与实践。首先，介绍电力工程领域的背景与需求，指出传统造价与设计之间的不足。其次，详细探讨相关理论与技术，包括三维设计基础、电力工程设计造价、数据交互格式与数据映射、跨专业数据格式转换技术、物料编码与定额项对应关系建立、数据库的建立与维护等。接着，提出三维设计与造价的深度融合机制，以及统一的设计与造价数据交互格式，跨专业数据格式转换技术等关键技术。最后，详细阐述架空线路三维设计造价一体化编制软件的开发与功能特点。本文旨在提高电力工程造价编制的标准性和准确性，实现三维设计与造价的深度融合，为电力工程管理提质增效提供新思路与方法。

关键词：
三维设计
数据交互
电力工程
软件开发
造价一体化
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电力工程领域一直是国家基础设施建设的关键领域之一，其规模庞大、复杂多变的特点使得电力工程的设计与造价管理备受关注。近年来数字化技术在电力工程领域的应用不断推进，特别是三维设计技术的兴起，为电力工程的高效、精确管理提供了新的可能性。随着“数字国网”战略的推进以及电力工程的不断发展，传统的电力工程设计和造价计算方法逐渐显现出局限性。研究基于GIM(Geospatial Information Model）标准的电力三维设计与造价一体化成为一项紧迫的任务。GIM标准作为地理信息模型的国际标准，为电力工程的数据交互和跨专业协同提供了强大支持。将GIM标准应用于电力工程领域，可以实现三维设计与造价的深度融合，提高工程造价的标准性和准确性，降低技经人员的工作量，推动电力工程管理的创新与提升。

1、相关理论和技术

1.1 三维设计基础

三维设计作为现代工程领域中的关键技术，已经成为电力工程设计与管理中不可或缺的一部分。它通过创建虚拟的三维模型，准确地呈现了电力工程项目的各个方面，包括线路、杆塔、设备等。这种三维建模技术不仅提高了设计过程的可视化和沟通效率，还有助于准确进行工程量测算和资源管理。在三维设计中，工程师可以使用专业软件来构建三维模型，通过精确的几何形状、空间关系和属性信息来表示设计的各个组成部分。这些模型通常包括详细的结构、材料、尺寸等信息，使得工程师能够更好地理解和分析项目。三维设计还具有可视化分析、碰撞检测、实时模拟等功能，有助于在设计阶段发现和解决问题，从而提高工程质量和效率。这些基础概念和技术将为后续的研究提供坚实的理论基础，尤其是在探讨三维设计与电力工程造价一体化的实践中。

1.2 电力工程设计造价

电力工程设计造价是电力工程项目管理的重要环节之一。涵盖了工程项目的成本估算、预算编制、工程量清单的计算、价格控制以及最终的造价成果报告。设计与造价两个领域之间的紧密关系至关重要，因为工程设计的每一个决策都会对最终的造价产生影响。电力工程设计造价需要综合考虑多个因素，包括材料成本、人工费用、机械设备租赁、施工周期等。这些因素的精确估算对于项目的预算和成本控制至关重要。同时，电力工程项目通常复杂多样，需要考虑的因素众多，因此需要使用专业的造价软件和方法来进行计算和管理。电力工程设计与造价之间的协同作用可以提高项目的效率和质量。通过将设计与造价数据进行深度融合，可以实现实时工程量计算和造价预览，减少了信息传递和数据转换的时间，提高了工程管理的精度和效率。

2、深度融合的理论方法

2.1 三维设计与造价的深度融合机制

探讨实现三维设计与造价的深度融合机制，以应对电力工程项目管理的不断挑战。深度融合机制的设计旨在将两个专业领域，即设计和造价，在工程项目中实现更紧密的协同合作以提高管理效率和准确性，如下图所示。深度融合机制内置了造价计算规则于三维设计软件中，使得在三维图形绘制的同时能够进行实时的工程量计算和造价预览。机制使设计人员能够更好地理解设计决策对造价的影响，从而增强造价意识。深度融合机制实现了自动算量与定额套用，从而显著减轻技经人员的工作负担，降低人为因素导致的错误和不一致性。机制能够自动生成初步造价文件，消除繁琐的手动提资过程，简化工作流程提高工作效率。

图三维设计造价一体化编制软件框图

2.2 统一的设计与造价数据交互格式

在电力三维设计与造价一体化的实践中建立统一的设计与造价数据交互格式至关重要。格式的制定旨在确保设计与造价之间的数据交流无缝衔接，从而实现更高效的工作流程。通过定义统一的数据交互格式，不仅可以降低数据传输和转换的复杂性，还有助于减少错误和信息丢失的风险。这种格式将涵盖各种关键信息，如工程量计算规则、定额与价格信息、工程划分等，确保了信息的一致性和准确性。统一的设计与造价数据交互格式不仅简化了数据传输过程，还为电力工程管理提供了更可靠和高效的解决方案。它有望促进电力工程领域的现代化和智能化，为未来的发展打下坚实的基础。

3、物料与电力定额对应关系研究

3.1 物料编码与定额项对应关系建立

物料编码的建立要求深入了解电力工程中各种材料的特性和规格。将收集并分析超过500种不同的电力工程材料，确保物料编码体系覆盖从基本电缆（例如直径为2～10mm的铜质电缆）到复杂电路板（例如具有至少50个不同组件的电路板）等各类物料。这些材料的细节将包括名称、规格（如长度、直径、电阻率等）、型号，以及其在电力工程中的使用情况（如使用频率、典型应用环境等）和应用范围。与定额项的对应关系建立过程将包括至少200项定额标准的细致分析，以确保每项物料都能与相应的定额项精准匹配。这需要对定额项的内容和要求进行深入理解，例如，某型号的电缆适用于高压输电（>10k V），而另一型号则更适用于低压配电（<1k V）。可以确保对应关系的准确性和完整性达到98%以上。在建立了物料编码与定额项对应关系后，可以实现自动化的物料清单生成和工程量计算，从而将电力工程的造价编制效率提高30%，并增强准确性至少95%。这一步骤不仅有助于减少人为错误，降低误差率至少降低5%，还为电力工程设计与造价一体化提供可操作的数据支持，为整个项目管理周期节省至少15%的时间。下表是电力工程物料应用成效分析。

表电力工程物料应用成效分析

3.2 数据库的建立与维护

数据库的建立与维护是确保数据可靠性和持续性的关键步骤。数据库的建立涉及数据的收集、整理和存储。各种数据必须按照一定的规范进行录入和存储，以确保数据的一致性和可查询性。数据库的结构需要合理设计，以满足电力工程的具体需求，并能够支持数据的快速检索和更新。数据库的维护是一个持续的过程，包括数据的更新、修正和补充。随着电力工程的发展和变化，数据库中的数据需要及时反映这些变化，以保持数据的准确性。数据库的备份和安全性措施也是维护的重要方面，以防止数据丢失或泄露。

4、基于三维技术的软件开发

4.1 架空线路三维设计造价一体化编制软件

架空线路三维设计造价一体化编制软件代表了电力工程领域的创新和发展。软件的开发旨在实现三维设计与造价的深度融合，将传统电力工程设计和造价计算的独立过程合二为一，从而提供一种全新的、高度智能化的工作模式。软件内置了电力工程的造价计算规范，使得在三维设计过程中可以实时进行工程量计算和造价预览。设计人员能够在设计过程中即时了解工程造价情况，自动提取工程量，自动套用定额从而降低设计与造价之间的交流成本和工作量。通过软件工程师可以在三维设计完成后，直接生成初步的造价成果文件，而不再需要将三维模型提交给技术经济部门进行复杂的造价计算。这不仅提高工作效率，还规避由于设计不满足造价要求而导致的问题，从而进一步提高电力工程的造价管理水平。

4.2 软件功能特点

软件实现了三维设计与造价的深度融合，内置了电力工程的造价计算规范，使得工程师可以在三维设计过程中实时进行工程量计算和造价预览。提高了工作效率，减少了设计与造价之间的沟通成本。软件具备自动化的工程量计算和定额套用功能，减少了人工计算的复杂性，提高了准确性和速度。设计人员只需完成三维设计，软件便能够自动提取工程量和自动套用定额，生成初步的造价成果文件。同时，软件支持数据库的建立与维护，使物料编码与定额项之间的对应关系能够得以有效管理和更新。

5、结束语

电力三维设计与造价一体化研究与实践的成果表明，基于GIM标准的深度融合可以显著提高电力工程的设计与造价效率和准确性。通过统一的数据交互格式、跨专业数据格式转换技术、物料编码与定额项对应关系建立以及数据库的建立与维护，实现三维设计与造价的无缝衔接。开发的架空线路三维设计造价一体化编制软件不仅提供了自动工程量计算和自动定额套用功能，还将造价计算规范内置于设计场景中，促进设计人员对造价的重视。软件具有标准性和高效性的特点，为电力工程管理提质增效提供了可行性的解决方案。电力三维设计与造价一体化的深度融合将在电力工程领域带来革命性的改变，推动电力工程管理的现代化和智能化发展。

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文章来源:丁宝,陶江平,王琨,等.基于GIM标准的电力三维设计与造价一体化研究与实践[J].电器工业,2024(06):67-70.