洪敏 王偉

對電氣專業(yè)而言，電纜敷設(shè)無疑是手工設(shè)計工作量最大，設(shè)計周期最長，所涉及設(shè)備數(shù)量最多，是提高工作效率最為迫切的部分。借助于地理信息系統(tǒng)、三維建模技術(shù)、數(shù)字化協(xié)同等先進(jìn)技術(shù)的集成應(yīng)用，數(shù)字化設(shè)計能提供更加真實(shí)、準(zhǔn)確的設(shè)計成品。

數(shù)字化電纜敷設(shè)研究背景

根據(jù)湖北省電力勘測設(shè)計院變電站電纜敷設(shè)設(shè)計的情況來看，主要有兩種處理方式。一是完全依靠人工一根根理清電纜路徑，通過對橋架關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)做剖面的方式來表達(dá)設(shè)計意圖。這種方式費(fèi)時費(fèi)力，同時也不方便施工。二是在橋架和電纜支架布置圖上對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號，然后在編制電纜清冊時依次列出每根電纜從起點(diǎn)到終點(diǎn)所經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)編號，這種方法在一定程度上降低了設(shè)計人員的工作量，同時方便現(xiàn)場施工，但是該方法沒有計算過橋架的容積率，有可能出現(xiàn)某根電纜所要經(jīng)過的橋架已經(jīng)滿了的情況，不利于電纜在不同通道上的合理分布。同時業(yè)主對于電纜敷設(shè)的要求也不斷提高，比如動力電纜要與控制電纜分開，電纜在橋架上排列整齊，減少交叉等，這些要求按照現(xiàn)有電纜敷設(shè)設(shè)計方式是難以甚至無法滿足的，所以必須尋求新的解決方案。

BRCM（Bentley Raceway And Cable Management）軟件主要用于在3D環(huán)境下完成電纜溝、電纜橋架、埋管、支吊架、設(shè)備等布置;它可以定義綜合的橋架、電纜溝、埋管參數(shù)，放置電氣設(shè)備，導(dǎo)入電纜和設(shè)備列表。軟件通過讀取電纜清冊的邏輯信息，結(jié)合平面設(shè)備布置及路徑，自動進(jìn)行電纜優(yōu)化敷設(shè)，精確統(tǒng)計電纜長度。電纜敷設(shè)后，可以生成材料清冊（電纜及其連接信息、路徑信息等）;最后從模型中剖切生成提資圖和施工圖。

原有設(shè)計流程是基于手工設(shè)計的基礎(chǔ)上，而BRCM電纜敷設(shè)是在一個各專業(yè)統(tǒng)一的協(xié)同平臺上完成，數(shù)據(jù)信息屬于共享，多個設(shè)計人員也可以在同一平臺上集體完成整套電纜敷設(shè)設(shè)計過程。從流程上減少了錯誤的幾率，保證了設(shè)計質(zhì)量。

運(yùn)用BRCM軟件進(jìn)行電纜敷設(shè)的工作流程

在電纜敷設(shè)過程中，首先根據(jù)工程實(shí)際情況搭建電纜溝、橋架、埋管及輔助設(shè)施，然后對電纜路徑及電氣設(shè)備等進(jìn)行智能編號，采用“最優(yōu)路徑法”自動計算電纜起點(diǎn)到終點(diǎn)的最優(yōu)路徑，同時準(zhǔn)確計算出電纜長度，模擬實(shí)際的電纜，最終生成滿足實(shí)際工程需要的成品。整個過程完全數(shù)字化設(shè)計，有效避免了各種碰撞問題，此方法可實(shí)現(xiàn)電纜敷設(shè)路徑自動選擇與優(yōu)化，提高了質(zhì)量。

電纜敷設(shè)流程主要可分為配置BRCM工作空間，實(shí)現(xiàn)與ProjectWise集成;多專業(yè)、多設(shè)計人員基于ProjectWise協(xié)同平臺工作;繪制橋架、電纜溝、埋管等路徑;自定義設(shè)備模型及電纜清冊編制;電纜自動敷設(shè)及優(yōu)化等幾個過程，接下來將詳細(xì)介紹一下各個過程的工作流程。

要實(shí)現(xiàn)BRCM工作空間（ WorkSpace） 集成到協(xié)同平臺，首先需要將 ProjectWise上的BRCM文件夾升級為項(xiàng)目級別文件夾，并編寫項(xiàng)目通用的配置文件，同一平臺上的設(shè)計人員在一個標(biāo)準(zhǔn)下建立模型。 此外，還需要在PC 機(jī)上建立本機(jī)的SQL 數(shù)據(jù)庫，在BRCM 軟件進(jìn)行電纜敷設(shè)時需從 SQL 數(shù)據(jù)庫中讀取橋架及電纜清冊的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動敷設(shè)。只有實(shí)現(xiàn)了BRCM工作空間的集成才是真正意義上的協(xié)同作業(yè)。

參考土建專業(yè)提供的三維信息模型、設(shè)備模型，精確規(guī)劃電纜橋架、電纜溝、埋管、電氣設(shè)備等。BRCM軟件提供了托盤式、梯式和槽式多種類型的橋架，導(dǎo)入了部分常用的廠家橋架尺寸，并且支持橋架自定義定制。電纜橋架布置方便，可以自動添加彎通、三通和四通。并且可以通過線條自動生成橋架，各種彎通、三通、四通自動連接，方便智能。另外橋架配件也可以用自動添加和手動添加兩種方式添加。電纜橋架和電纜溝建模原則按照前期規(guī)劃的電纜橋架走向，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行精確化建模。

通過數(shù)字化方式進(jìn)行電纜路徑規(guī)劃，并按照本單位制定的電纜橋架編碼原則對路徑自動編號，借助于精細(xì)化布置的輔助設(shè)施模型，電纜路徑能更真實(shí)地模擬現(xiàn)場實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的精確路徑規(guī)劃。電氣設(shè)備尤其是電氣屏柜，是整個電纜敷設(shè)中非常重要的環(huán)節(jié)，每一個屏柜都有唯一的編號，與電纜清冊一一對應(yīng)。屏柜尺寸、位置均依施工圖紙和現(xiàn)場情況布置，并經(jīng)過校核，準(zhǔn)確無誤。根據(jù)電氣設(shè)計人員編制的電纜清冊，整理成BRCM系統(tǒng)默認(rèn)格式的電纜清冊表，并根據(jù)電壓等級進(jìn)行劃分，導(dǎo)入系統(tǒng)中，讀取到SQL數(shù)據(jù)庫中。

電纜敷設(shè)優(yōu)化設(shè)計

湖北省電力勘測設(shè)計院進(jìn)行電纜敷設(shè)及其優(yōu)化設(shè)計時，主要采用BRCM平臺對低電壓或控制電纜進(jìn)行數(shù)字化電纜敷設(shè)設(shè)計，可以精確統(tǒng)計電纜長度、走向，但無法展示單根高壓電纜的空間走向、占位等情況，也無法進(jìn)行實(shí)體電纜的碰撞檢測。采用MicroStation平臺對全部高壓電纜進(jìn)行實(shí)體建模，開展電纜敷設(shè)的精細(xì)化設(shè)計。

在準(zhǔn)備好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后， BRCM軟件可讀取本機(jī)SQL數(shù)據(jù)庫中的電纜橋架、埋管、電纜清冊等數(shù)據(jù)，對電纜進(jìn)行自動敷設(shè)。通過軟件計算，可輸出電纜敷設(shè)拓?fù)鋱D、電纜長度表、電纜敷設(shè)路徑及各段長度明細(xì)表等信息。BRCM軟件進(jìn)行自動敷設(shè)計算后，根據(jù)電纜清冊信息自動在平面圖中查找電纜敷設(shè)路徑，并按照設(shè)定的敷設(shè)原則進(jìn)行優(yōu)化，可以將每一根電纜的走向直觀地反映到拓?fù)鋱D中，可方便查看每根電纜在拓?fù)鋱D中的走向，經(jīng)過的路徑，設(shè)備均可高亮顯示，能方便設(shè)計人員糾正設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤，及時對電纜的走向或橋架的用量進(jìn)行修改，大大提高設(shè)計的準(zhǔn)確性，敷設(shè)完成可即時查看橋架填充量信息。

BRCM軟件可根據(jù)軟件自動計算的結(jié)果，查看每段路徑的擁塞情況及敷設(shè)的電纜信息，作為參考的依據(jù)，供設(shè)計人員調(diào)整電纜敷設(shè)。最后通過切圖，可以將三維模型切成二維視圖并保存，將保存的二維視圖參考到已制作好的圖框圖簽中，設(shè)置好相應(yīng)比例，再對視圖進(jìn)行標(biāo)注、文字注釋等即可完成提資圖和施工圖的繪制。

湖北省電力勘測設(shè)計院采用MicroStation平臺對全部高壓電纜進(jìn)行實(shí)體建模，開展電纜敷設(shè)的精細(xì)化設(shè)計。對主要電纜的空間走向進(jìn)行定位并建模，并基于變電站全站數(shù)字化模型，進(jìn)行電纜的碰撞檢測，有效避免電纜之間、電纜與支架、墻體、梁柱等構(gòu)建物之間的碰撞，并通過電纜中心軸線轉(zhuǎn)彎半徑的設(shè)置，保證了電纜設(shè)計的合規(guī)性。

利用數(shù)字化平臺直觀、高效地展示了電纜在空間上的走向、路徑，電纜與墻體、梁柱，電纜隧道、支架等各種物件的相對位置，準(zhǔn)確展現(xiàn)了設(shè)計方案并依據(jù)實(shí)體數(shù)字化設(shè)計模型回答專家提出的各種問題，打消相關(guān)方對電纜敷設(shè)可能出現(xiàn)各種問題的種種顧慮，一改以往類似工程電纜敷設(shè)不到現(xiàn)場放樣總說不清楚的局面。最后進(jìn)行相應(yīng)的碰撞檢測，并利用數(shù)字化設(shè)計模型對電纜敷設(shè)模型進(jìn)行了切圖，生成部分電纜敷設(shè)施工圖紙。

基于MicroSation基礎(chǔ)設(shè)計平臺對高壓實(shí)體電纜敷設(shè)及優(yōu)化是本單位電纜敷設(shè)的有益嘗試，利用現(xiàn)有平臺雖然可以完成大部分電纜設(shè)計工作，但是由于基礎(chǔ)平臺并沒有針對電纜敷設(shè)工作進(jìn)行優(yōu)化以及特有工具包的開發(fā)，絕大部分工作還是依靠數(shù)字化設(shè)計人員手動完成電纜路徑的選擇和修改，智能化程度較低。同時由于變電站空間位置有限，修改某根電纜的走向和空間位置往往會造成牽一發(fā)而動全身的后果，導(dǎo)致修改的過程比較繁瑣。數(shù)字化設(shè)計技術(shù)應(yīng)用于空間狹小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)計條件時，具備空間定位準(zhǔn)確、視覺效果直觀等特點(diǎn)。如何發(fā)掘現(xiàn)有平臺的潛力，更廣覆蓋本單位的業(yè)務(wù)范圍;如何更好、更快地輔助生產(chǎn)設(shè)計;如何與傳統(tǒng)二維設(shè)計優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展等等都是需要解決的問題。

BRCM作為一種先進(jìn)的數(shù)字化電纜敷設(shè)軟件，它的推廣和應(yīng)用是對設(shè)計手段的革新，通過這些功能模塊使得本單位設(shè)計產(chǎn)品的深度和精度都得到了大幅的提升，它將成為以后本單位數(shù)字化移交設(shè)計的重要組成部分。BRCM數(shù)字化電纜敷設(shè)的設(shè)計理念，自動化、高精度、高效率的設(shè)計方式，代表了未來電纜敷設(shè)設(shè)計的發(fā)展方向。

湖北省電力勘測設(shè)計院期望通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、軟件二次開發(fā)等提升電纜敷設(shè)數(shù)字化設(shè)計，提高工作效率，促進(jìn)電纜敷設(shè)數(shù)字化設(shè)計手段推進(jìn)，完成數(shù)字化移交及數(shù)據(jù)全生命周期管理。