輸變電工程三維設計資料及歸檔實踐

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隨著三維設計技術在電網建設項目中的廣泛應用，三維設計資料如何歸檔保存、提供利用成為檔案部門面臨的重點和難點問題。國網江蘇省電力有限公司（以下簡稱“國網江蘇電力”）高度重視檔案管理工作，率先開展了輸變電工程三維設計資料歸檔研究和探索實踐，取得了顯著成效。

立項研究

三維設計資料與傳統的文書、會計等紙質文件不同，在歸檔管理過程中面臨著歸檔內容不明確、存儲和瀏覽利用要求高等問題。為了解決這些歸檔和利用難題，國網江蘇電力辦公室立項開展了三維設計資料歸檔研究工作，并引入專業研究團隊開展典型單位現狀調研。通過不斷深入研究，在三維設計資料的歸檔范圍、歸檔方式、保管和利用模式等方面取得一定突破，具體情況如下：1.明確三維設計資料歸檔范圍及內容根據國家電網有限公司管理規定，三維設計資料統一采用GIM文件格式進行管理，但因其高度封裝和內部結構的不可見性等特點，需對其歸檔內容進行詳細研究。對此，國網江蘇電力在深入研究三維設計資料產生過程及利用價值的基礎上，結合《國家電網有限公司輸變電工程數字化移交技術導則》，確定了三維設計資料應歸檔保存的具體范圍。以35千伏變電站（換流站）工程為例，主要歸檔的是各設計階段（初步設計、施工圖設計、竣工圖編制三個階段）產生的工程地理信息數據、三維設計模型、文檔資料、裝配模型和原始工程數據等。三維設計資料歸檔范圍及內容的明確，為后期順利開展歸檔工作提供了參考和指導。2.研究論證三維設計資料歸檔方式按照國家電網基建部《國家電網有限公司關于全面應用輸變電工程三維設計及建設工程數據中心的意見》要求，目前，各設計院已將完成的三維設計資料移交數字化電網工程交付中心。據初步統計，數字化電網工程交付中心已接收600余個工程項目的三維設計資料。針對這種管理現狀，國網江蘇電力辦公室提出了三種三維設計資料歸檔方式，對比研究結果如下：一是按照電網建設項目檔案傳統的管理方式，要求各設計院按照檔案歸檔要求，將三維設計資料提交建設管理單位進行歸檔保存；二是采用和經研院數字化電網工程交付中心集成的方式，對三維設計資料進行邏輯歸檔（即條目信息歸檔管理，電子檔案本身還保存在數字化電網工程交付中心），對于后期利用采用數據訪問的方式調取服務；三是系統集成后，將三維設計資料在線歸入數字檔案館系統。通過對歸檔流程的分析和論證，發現第一種方案會使設計院重復工作，歸檔效率較低；第二種方案，相對簡易，但是不符合檔案歸檔管理要求，且安全隱患較大；第三種方案，雖然對檔案部門存儲和利用要求較高，但也是最佳管理方案。3.技術驗證文件保管及利用模式為了實現三維設計資料歸檔保存、提供利用的管理目標，國網江蘇電力對三維設計資料的保管和利用進行了技術驗證。在保管方面，針對三維設計模型存儲空間較大的特點，國網江蘇電力對三維設計資料分布式存儲在數字檔案館系統中的保存方案進行了成功驗證，同時攻克技術難關，解決了歸檔數據可用性、可靠性和一致性等問題；在利用方面，國網江蘇電力驗證了數字檔案館系統在線解析GIM模型的可行性，從而為利用人員提供在線瀏覽及利用功能。除此之外，對便捷化利用方式進行了研究，即將不必要的數據進行簡化壓縮，減小數據量，來實現快速瀏覽。在線利用模式的成功驗證，為后期三維設計資料的開發利用奠定了堅實的基礎。

工作實踐

通過上述研究成果，國網江蘇電力辦公室加強頂層設計，統籌規劃，以“應歸盡歸”為目標，通過建立歸檔工作機制、完善相應標準規范、打通在線歸檔通道、完善數字檔案館功能和開展三維設計資料深化應用等措施，實現了三維設計資料歸檔管理和高效利用，具體實踐如下：1.建立歸檔工作機制三維設計資料主體多元、來源分散、種類載體多樣的特點對歸檔工作提出了更高的要求。為此，國網江蘇電力搭建了由國網江蘇電力辦公室統一領導，地市公司辦公室、國網江蘇經研院、各設計單位具體負責的三維設計資料收集歸檔的網絡體系。其中，國網江蘇電力辦公室負責三維設計資料歸檔工作總體指導和把控，對地市公司辦公室、國網江蘇經研院等單位三維設計資料歸檔工作執行和管理情況進行監督和檢查；地市公司辦公室作為歸口管理部門，負責資料移交歸檔后的電子歸檔和提供三維設計檔案的利用服務，并對檔案收集單位的工作進行必要指導；國網江蘇經研院作為中間橋梁，負責督促各設計單位按時移交，并按照檔案部門要求進行初步檢查，主要對三維設計資料的存儲結構、格式及命名規則進行規范性審核，不符合要求退回整改，直到達標；設計單位按照明確的歸檔范圍、歸檔信息及內容，負責收集工作中產生的三維設計資料，并按照要求整理，在項目竣工驗收的3個月內，將產生的三維設計資料及時移交給經研院。各單位通力合作、內外協調，為保障三維設計資料歸檔質量奠定堅實基礎。2.完善相應標準規范健全的制度體系是三維設計資料歸檔的重要依據。為進一步明確輸變電工程三維設計資料收集的范圍及內容，國網江蘇電力基于國網江蘇經研院、國網南京設計院調研結果，結合檔案工作歸檔要求和管理辦法，對三維設計資料進行了梳理，形成了《輸變電工程三維設計資料歸檔范圍及保管期限表》。并根據三維設計資料從形成到歸檔利用全流程提出了具體的實施步驟，編制了《輸變電工程三維設計資料歸檔操作指南》。其中包含了工作組織、歸檔內容、歸檔方式、整編規則及利用模式等，為各單位開展三維設計資料歸檔提供了指導。3.打通在線歸檔通道針對三維設計文件存儲在數字化電網工程交付中心統一管理，而檔案則由數字檔案館系統集中管理的現狀，國網江蘇電力從內容需求、管理模式、管理流程等不同維度，對兩個平臺系統架構、技術路線等進行內容分析，通過Webservice接口將數字化電網工程交付中心與數字檔案館系統進行集成，打通數據壁壘，通過數據抓取、數據封裝和數據集成等，實現了輸變電工程三維設計資料在線歸檔。同時，利用https協議保障數據傳輸的保密性，并按照電子檔案的“四性”檢測要求，結合RSA非對稱加密算法，對三維設計資料歸檔的真實性、完整性、可用性和安全性進行了檢測。實現了三維設計資料歸檔率100%、準確率100%，“四性”檢測合格率100%，保證了工程三維設計資料歸檔的齊全、準確、規范、真實。4.完善數字檔案館功能為滿足輸變電工程三維設計資料在線歸檔管理需要，國網江蘇電力對數字檔案館系統相關功能進行了改造。一是開發數據收集相關功能，數字檔案館系統既可以定期自動抓取GIM文件格式的三維設計成果，也可以主動歸入，實現三維設計資料的在線歸入；同時也支持手動錄入和數據導入。二是完善系統相關管理功能。定制三維設計資料分類表，使歸檔文件能夠按照全宗級、項目級、案卷級歸屬關系，實現三維設計歸檔文件智能整編。三是增加在線利用功能，為了降低對計算機硬件和系統軟件的要求，方便一線人員瀏覽查看，國網江蘇電力進一步完善數字檔案館系統功能，主要包括權限模型、在線解析展示、在線監控等。權限模型是指三維設計模型的利用，根據利用人員的身份進行區分和控制；在線解析展示是通過在線解析GIM文件格式，實現三維設計模型在線瀏覽功能，從而解決三維設計模型利用要求高、利用難的問題，進一步增強檔案的服務能力；在線監控是對各單位三維設計歸檔情況進行統計和監督。5.開展三維設計資料深化應用相對二維設計圖，三維設計模型在優化布置、避免碰撞等方面具有較高的利用價值。國網江蘇電力基于自身豐富的三維設計資料，充分應用大數據、AI技術等，開展了輸變電工程三維設計資料深化應用實踐，使其更好地支撐數字孿生電站建設。具體措施為：國網江蘇電力參照《輸變電工程三維設計建模規范》中的設施設備分類結構，將輸變電工程中主變壓器、組合電器、電力電容器、隔離開關等設備的數字化模型進行標準化管理。通過物聯網、虛擬現實等各類數字技術手段，在虛擬空間中建立三維數字化模型數據庫，形成可復制、轉移、修改、刪除的數字鏡像。三維設計人員可在虛擬的三維數字空間修改部件或產品的每一處尺寸和裝配關系。這種利用方式使得設計人員對幾何結構和裝配可行性的驗證工作效率大幅度提高，減少了迭代過程中物理樣機的制造次數、時間，降低了設計成本，推進了數字技術與傳統電網深度融合發展，為率先基本建成具有中國特色國際領先的能源互聯網企業和“強富美高”新江蘇貢獻了檔案力量。

作者：馬生坤 陳莉 余冠霖