核電工程數(shù)字化移交初步方案研究

摘" 要：首先，該文闡述數(shù)字化移交背景及概念，概述國內(nèi)外數(shù)字化移交相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布情況，提出核電工程實(shí)施數(shù)字化移交的必要性及建設(shè)目標(biāo)。然后提出核電工程實(shí)施數(shù)字化移交的總體策略和工作流程，包括制定移交規(guī)范、整理移交數(shù)據(jù)、開發(fā)移交平臺、建立移交數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用拓展等。最后，提出核電工程實(shí)施數(shù)字化移交的總體技術(shù)方案，包含需要開展的前期技術(shù)準(zhǔn)備、確定移交范圍和內(nèi)容、移交數(shù)據(jù)治理、移交數(shù)據(jù)質(zhì)量管理及移交平臺開發(fā)等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化移交；移交規(guī)范；數(shù)據(jù)治理；平臺開發(fā)；核電工程

中圖分類號：TM623" " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）32-0001-09

Abstract： This paper first expounds the background and concept of digital handover， summarizes the release of relevant standards for digital handover at home and abroad， and puts forward the necessity and construction goals of implementing digital handover for nuclear power projects. Then， the overall strategy and work process for implementing digital handover of nuclear power projects are proposed， including formulating handover specifications， sorting handover data， developing handover platforms， establishing handover databases and application expansion. Finally， the overall technical plan for the digital handover of nuclear power projects is proposed， which includes the preliminary technical preparations that need to be carried out， determination of the scope and content of the handover， handover data governance， handover data quality management， and handover platform development.

Keywords： digital handover; handover specifications; data governance; platform development; nuclear power engineering

隨著社會信息化、數(shù)字化程度的提高，越來越多的企業(yè)意識到，數(shù)據(jù)資產(chǎn)與物理資產(chǎn)同等重要。對于核電工程和運(yùn)營而言，沒有核電工程設(shè)計(jì)和建造階段的數(shù)據(jù)資產(chǎn)積累和繼承，業(yè)主方的日常生產(chǎn)活動(dòng)將受到很大的影響和制約。因此，業(yè)主方在工程竣工或驗(yàn)收時(shí)，如果能夠同步得到核電工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的、與核電工程運(yùn)行管理密切相關(guān)的數(shù)字化成果，顯得尤為重要[1]。

1" 概述

1.1" 數(shù)字化移交概念

數(shù)字化移交是指按照既定的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和流程，將核電工程建設(shè)過程中產(chǎn)生的、計(jì)算機(jī)能夠處理的、運(yùn)行維護(hù)所需要的數(shù)據(jù)，通過數(shù)字化移交平臺，順利移交給業(yè)主方，為業(yè)主運(yùn)維管理、安全生產(chǎn)、應(yīng)急指揮和決策分析等提供數(shù)據(jù)保障。

目前乃至未來的核電工程數(shù)字化關(guān)注的重點(diǎn)在于：一是實(shí)現(xiàn)對數(shù)字資產(chǎn)的全周期智能化管理，即實(shí)現(xiàn)核電工程建設(shè)期多參與方的可視化云協(xié)同，建立統(tǒng)一的建設(shè)數(shù)字資產(chǎn)體系，加快信息的傳遞效率，提升數(shù)據(jù)互用性，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量[2]；二是實(shí)現(xiàn)核電工程運(yùn)維期對運(yùn)營數(shù)字資產(chǎn)的全生命周期可視化管理，提升運(yùn)維效率。而介于這2個(gè)重大階段之間的則是實(shí)現(xiàn)建設(shè)數(shù)字資產(chǎn)向運(yùn)營數(shù)字資產(chǎn)高效、完整地移交，即數(shù)字化移交。

1.2" 數(shù)字化移交標(biāo)準(zhǔn)

在20世紀(jì)90年代初，國際上開始提出“全集成和項(xiàng)目自動(dòng)過程”（FIAPP）概念，即基于工廠全生命周期的數(shù)字化模型，并制定了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 15926“工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與集成”，用于規(guī)范設(shè)計(jì)、構(gòu)建和管理流程工廠過程中所涉及的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)集成、共享、交換和移交[3]。該標(biāo)準(zhǔn)建立了標(biāo)準(zhǔn)的工廠對象信息化模型（OIM），全行業(yè)業(yè)務(wù)對象引用字典（RDL）以及數(shù)字化工廠模型中的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型（Relationship），將傳統(tǒng)的各單位之間點(diǎn)對點(diǎn)的信息流轉(zhuǎn)（圖1）變成了基于統(tǒng)一平臺上的信息流轉(zhuǎn)（圖2），降低在不同的專用系統(tǒng)之間遷移信息時(shí)密鑰更新及格式更改方面的高投入。

ISO 15926標(biāo)準(zhǔn)最初僅包含一個(gè)數(shù)據(jù)模型和一個(gè)參考數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)在包括以下7個(gè)部分：概述和基本原理、數(shù)據(jù)模型、幾何和拓?fù)涞谋倔w論、參考數(shù)據(jù)、參考數(shù)據(jù)的注冊和維護(hù)程序、參考數(shù)據(jù)的開發(fā)和驗(yàn)證方法、分布式系統(tǒng)集成的實(shí)現(xiàn)方法[4]。

目前，國內(nèi)的一些行業(yè)已經(jīng)建立了數(shù)字化移交體系，并著手建立行業(yè)的數(shù)字化移交標(biāo)準(zhǔn)，列舉如下。

中國能源建設(shè)股份有限公司、中國電力工程顧問集團(tuán)有限公司、中國電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司和中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司等于2014年6月聯(lián)合發(fā)布了《發(fā)電工程數(shù)據(jù)移交》標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿，并于2016年4月25日正式發(fā)布，標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T 32575—2016，2016年11月1日正式實(shí)施。

中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院于2012年底啟動(dòng)了《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》的編制工作，并分別于2014年10月發(fā)布了征求意見稿。其中《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（送審稿）于2015年12月順利通過了審查；《建筑工程設(shè)計(jì)信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》（送審稿）于2017年3月順利通過了審查。

由中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司西南分公司、中國石油勘探與生產(chǎn)分公司、中國石油塔里木油田分公司和中國石油長慶油田分公司共同起草的《油氣田地面建設(shè)數(shù)字化工程信息移交規(guī)范》于2017年正式發(fā)布。

由中國石化工程建設(shè)有限公司、中國寰球工程有限公司、中石化洛陽工程有限公司、中石化上海工程有限公司、中石化寧波工程有限公司、中石化南京工程有限公司和中國石化鎮(zhèn)海煉化分公司等共同編寫的《石油化工工程數(shù)字化交付標(biāo)準(zhǔn)》于2018年9月正式發(fā)布，2019年3月正式實(shí)施。

住房城鄉(xiāng)建設(shè)部于2014年7月1日發(fā)布《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于推進(jìn)建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》，要求推進(jìn)建筑信息模型等信息技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)全過程的應(yīng)用，探索開展白圖替代藍(lán)圖、數(shù)字化審圖等工作。2016年12月發(fā)布GB/T 51212—2016《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》。

交通運(yùn)輸部辦公廳于2017年9月11日發(fā)布《交通運(yùn)輸部辦公廳關(guān)于開展公路BIM技術(shù)應(yīng)用示范工程建設(shè)的通知》，決定開展公路BIM技術(shù)應(yīng)用示范工程建設(shè)，在公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和運(yùn)營管理全過程開展BIM技術(shù)應(yīng)用示范，或圍繞項(xiàng)目管理各階段開展BIM技術(shù)專項(xiàng)示范工作。

上海市政府從2016年10月開始，要求已立項(xiàng)尚未開工的工程項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前實(shí)施階段，從設(shè)計(jì)或施工招標(biāo)投標(biāo)或發(fā)承包中明確應(yīng)用BIM技術(shù)要求；已開工項(xiàng)目鼓勵(lì)在竣工驗(yàn)收歸檔和運(yùn)營階段應(yīng)用BIM技術(shù)。從2017年10月開始要求規(guī)模以上新建、改建、擴(kuò)建的政府和國有企業(yè)投資的工程項(xiàng)目全部應(yīng)用BIM技術(shù)。

1.3" 數(shù)字化移交必要性

數(shù)字化發(fā)展已經(jīng)給工業(yè)領(lǐng)域帶來了深遠(yuǎn)的影響。計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造等數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，深刻地顛覆了傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。數(shù)字化技術(shù)在各個(gè)行業(yè)不斷得到越來越廣泛的應(yīng)用，并在顯著提高效率、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級方面發(fā)揮了重要的作用[5]。

在工業(yè)數(shù)字化發(fā)展浪潮下，核電工程數(shù)字化是未來核電行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。以系統(tǒng)工程思想為指導(dǎo)，以工程需求為牽引，打造全面協(xié)同集成的核電工程數(shù)字化體系，通過核能與新一代數(shù)字技術(shù)的深度融合與創(chuàng)新，高度集成設(shè)計(jì)建造各階段流程、數(shù)據(jù)與資源，實(shí)現(xiàn)核電工程的數(shù)字化移交。

核電工程（圖3）具有技術(shù)難度大、生命周期長、系統(tǒng)裝備復(fù)雜、安全性要求高、設(shè)計(jì)建設(shè)參與單位多和多專業(yè)深度交叉等特點(diǎn)[6]，在工程設(shè)計(jì)和建造過程中，產(chǎn)生了大量的對工程全生命周期各階段有重要價(jià)值的設(shè)計(jì)信息，如以圖紙文件搭載的設(shè)計(jì)信息、通過采用先進(jìn)的數(shù)字化設(shè)計(jì)和驗(yàn)證手段產(chǎn)生的以三維模型搭載的設(shè)計(jì)信息。

通過建立數(shù)字化移交體系，統(tǒng)一存儲和維護(hù)工程全生命周期各方面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。將核電工程設(shè)計(jì)、建造等階段孤立的、分散的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行整合，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、共享使用，并保證其應(yīng)用的適用性、清晰性、易用性、兼容性、一致性、完整性、適時(shí)性和準(zhǔn)確性等，可以支撐后續(xù)調(diào)試和運(yùn)維工作便捷、有序地開展。

2" 數(shù)字化移交目標(biāo)

核電工程數(shù)字化移交目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字信息化模型及數(shù)據(jù)集成管理、三維可視化展示、碰撞檢查、關(guān)聯(lián)信息查詢、虛擬漫游、項(xiàng)目搜索、地下管網(wǎng)管理、地形地貌查詢和電纜路徑展示等，消除數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享等功能目標(biāo)（圖4）[7]，并具有以下特性：①可在計(jì)算機(jī)、平板電腦，通過IE、Google Chrome、Firefox等主流瀏覽器無插件瀏覽三維模型；②采用對象化數(shù)據(jù)管理，支持多種項(xiàng)目導(dǎo)航，智能關(guān)聯(lián)模型、文件、數(shù)據(jù)等項(xiàng)目資料，可在線關(guān)聯(lián)查詢及瀏覽項(xiàng)目信息；③兼容多種數(shù)據(jù)源模型，包括rvm、dgn、dwg、iges、att、3dm和sat等主流三維數(shù)據(jù)模型格式，實(shí)現(xiàn)與這些數(shù)據(jù)模型的連接；④支持超大模型，可實(shí)現(xiàn)秒級加載和流暢展示，滿足高精度三維性能要求，渲染、操作流暢；⑤考慮可擴(kuò)展性和開放性，具備開放的二次開發(fā)接口，便于用戶根據(jù)自身需要開發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)功能。

3" 數(shù)字化移交總體策略及工作流程

3.1" 總體策略

數(shù)字化移交總體策略應(yīng)包含下列工作內(nèi)容：①制定數(shù)字化移交參與各方的目標(biāo)、原則、范圍和責(zé)任。②分析數(shù)字化移交的范圍和內(nèi)容，包括移交數(shù)據(jù)的分類及其被創(chuàng)建的階段、數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)用途。③建立數(shù)字化移交的組織管理機(jī)構(gòu)。明確數(shù)據(jù)移交的牽頭方及各參與方的組織機(jī)構(gòu)，確保數(shù)據(jù)移交工作的順利有序開展。④搭建數(shù)字化移交管理信息系統(tǒng)。應(yīng)結(jié)合具體工程實(shí)際說明各階段、各參與方的數(shù)據(jù)交接方式及管理要求，使數(shù)據(jù)可以及時(shí)、有效地移交和利用。⑤確定數(shù)字化移交計(jì)劃、數(shù)據(jù)移交質(zhì)量和進(jìn)度的控制方法和驗(yàn)收準(zhǔn)則。⑥確定數(shù)字化移交規(guī)定、要求及標(biāo)準(zhǔn)，包括數(shù)據(jù)移交各參與方的相關(guān)合同及采購要求、法律法規(guī)要求等。

3.2" 工作流程

數(shù)字化移交流程如圖5所示。

3.2.1" 制定移交規(guī)范

根據(jù)需求形成數(shù)字化移交頂層策劃，確定移交范圍、移交內(nèi)容及內(nèi)容深度，并制定一套可落地性、可指導(dǎo)性、可衡量性和可操作性的數(shù)據(jù)移交規(guī)范和信息模板，用以統(tǒng)一和規(guī)范數(shù)據(jù)整理與交付[8]；同時(shí)規(guī)定移交系統(tǒng)的各類型數(shù)據(jù)屬性信息，形成移交配置數(shù)據(jù)庫準(zhǔn)則，用以構(gòu)架數(shù)據(jù)庫基本框架。

3.2.2" 整理移交數(shù)據(jù)

基于移交規(guī)范制定的各專業(yè)數(shù)據(jù)收集模板，開展原始數(shù)據(jù)采集與填寫，整理出滿足要求的數(shù)據(jù)并完成電子化轉(zhuǎn)換，形成可以載入交付移交平臺的電子化數(shù)據(jù)文件。開發(fā)解析數(shù)據(jù)模板的軟件工具，提供電子化數(shù)據(jù)文件驗(yàn)證、裝載及批量裝載功能[9]；利用該裝載工具完成數(shù)據(jù)收集過程中形成的電子化數(shù)據(jù)文件的裝載。

3.2.3" 搭建移交平臺

搭建移交平臺，將所需的移交相關(guān)信息（包括設(shè)計(jì)、施工等工程建設(shè)階段的三維模型、文檔資料及相互間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等）完整導(dǎo)入進(jìn)行加工處理，并存儲于移交數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)由工程設(shè)計(jì)側(cè)向調(diào)試、運(yùn)維側(cè)的直接數(shù)字化移交。

3.2.4" 建立移交數(shù)據(jù)庫

根據(jù)移交準(zhǔn)則建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)組織模式，數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)模型管理及面向最終用戶的數(shù)據(jù)查詢檢索等多種功能，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)移交平臺對數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、全面的組織管理。

3.2.5" 應(yīng)用拓展

基于移交平臺功能和信息，進(jìn)一步根據(jù)用戶需求特殊定制拓展功能，如安裝、維修仿真模擬、VR/AR虛擬現(xiàn)實(shí)等[10]。

4" 數(shù)字化移交總體技術(shù)方案

目前，國內(nèi)石化、火電等行業(yè)有一些成功的工程數(shù)字化移交案例，根據(jù)實(shí)施項(xiàng)目特點(diǎn)，結(jié)合石化、火電等行業(yè)數(shù)字化移交現(xiàn)狀和經(jīng)驗(yàn)，提出初步的數(shù)字化移交技術(shù)方案。

4.1" 前期技術(shù)準(zhǔn)備

為保證實(shí)施核電工程項(xiàng)目數(shù)字化移交工作順利成功完成，首先需進(jìn)行充分必要的技術(shù)準(zhǔn)備工作，主要完成以下專項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究（表1）。

核電工程數(shù)據(jù)移交規(guī)范研究主要從交付策略、交付原則、交付內(nèi)容、交付方法和質(zhì)量控制等方面展開研究。

核電工程移交數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究主要研究內(nèi)容為：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的組織模式、構(gòu)建及裝載方法，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)抽取、清洗、轉(zhuǎn)換和加載技術(shù)。

核電工程數(shù)據(jù)移交平臺開發(fā)研究是針對本項(xiàng)目數(shù)據(jù)移交的特點(diǎn)進(jìn)行功能開發(fā)，包括：數(shù)據(jù)、模型編碼技術(shù)、數(shù)模自動(dòng)關(guān)聯(lián)技術(shù)、三維模型在線可視化交互操作，文檔、動(dòng)畫視頻在線查看功能，數(shù)據(jù)安全與用戶權(quán)限管理，與現(xiàn)有其他系統(tǒng)平臺接口開發(fā)等功能[11]，如圖6所示。

核電工程數(shù)據(jù)收集整理及入庫技術(shù)研究內(nèi)容包括：①對核電工程數(shù)據(jù)應(yīng)用用戶的需求進(jìn)行梳理，包括數(shù)據(jù)范圍、數(shù)據(jù)類型、使用方式等；②對核電工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行階段的原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)數(shù)據(jù)的格式特征，凝練數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容特性，構(gòu)建原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集技術(shù)要求與搜集數(shù)據(jù)模板；③基于數(shù)據(jù)采集技術(shù)要求及制定的數(shù)據(jù)模板，實(shí)現(xiàn)對原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的規(guī)范化歸類、整理及電子化轉(zhuǎn)換，形成可面向分析展示的不同基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；④開發(fā)讀取數(shù)據(jù)模板的軟件工具，按照流程發(fā)布到數(shù)據(jù)交付平臺。

在前期技術(shù)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，形成一系列總體性技術(shù)文件（表2），以指導(dǎo)各參與方后續(xù)移交工作的開展。

4.2" 移交范圍及內(nèi)容

移交范圍主要包括：反應(yīng)堆系統(tǒng)、一回路系統(tǒng)等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)信息。

移交內(nèi)容主要包括：工程前期準(zhǔn)備、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及采購、施工安裝、調(diào)試移交的各業(yè)務(wù)領(lǐng)域與環(huán)節(jié)產(chǎn)生的三維模型、二維圖紙數(shù)據(jù)（流程圖、布置圖、裝配圖和結(jié)構(gòu)圖等）、文檔資料（報(bào)告、手冊、說明書、數(shù)據(jù)表和計(jì)算書等）等數(shù)據(jù)，力圖明確各類信息創(chuàng)建的格式與要素、數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)、約定數(shù)據(jù)傳輸與移交的內(nèi)容與方法。

4.3" 移交數(shù)據(jù)治理

4.3.1" 數(shù)據(jù)格式選擇

從形態(tài)上劃分，數(shù)據(jù)主要分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式直接影響數(shù)據(jù)利用效果，應(yīng)基于以下原則選擇數(shù)據(jù)格式：①數(shù)據(jù)用途與重要性；②數(shù)據(jù)顆粒度要求；③數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)；④數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本與難度；⑤各參與方交付數(shù)據(jù)的能力；⑥使用和更新頻率。

優(yōu)先選擇結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，沒有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可選擇源文件或圖片格式。當(dāng)源文件格式存在較大風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，選擇轉(zhuǎn)換的格式；交付結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的同時(shí)，應(yīng)按核電工程歸檔要求，移交正式簽署的圖紙和文件。

4.3.2" 工程分解結(jié)構(gòu)

鑒于核電工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模大、參與專業(yè)多、技術(shù)復(fù)雜和信息繁雜的特點(diǎn)，在實(shí)際工程中需要將組成該工程的各部分以某種邏輯結(jié)構(gòu)組織起來，以便有機(jī)地組織在一個(gè)工程項(xiàng)目壽命周期內(nèi)產(chǎn)生的各項(xiàng)信息，這種結(jié)構(gòu)通常被稱為工廠分解結(jié)構(gòu)PBS（Plant Breakdown Structure）。將工程劃分為土建子項(xiàng)、安裝廠房、系統(tǒng)、設(shè)備和全局性信息5類[12]。

分解結(jié)構(gòu)示例見表3。

在首級分解結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)實(shí)施工程項(xiàng)目具體特點(diǎn)進(jìn)一步細(xì)分，形成樹狀結(jié)構(gòu)。例如，對系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分的結(jié)構(gòu)見表4。

SSC樹狀結(jié)構(gòu)作為工程項(xiàng)目信息管理的基本結(jié)構(gòu)，建議由項(xiàng)目管理單位進(jìn)行統(tǒng)一管理，并通過管理與信息手段保證各項(xiàng)目相關(guān)方始終接入同樣的結(jié)構(gòu)。

依附于核電工程項(xiàng)目SSC結(jié)構(gòu)上的信息，建議由項(xiàng)目管理單位根據(jù)信息級別和類型，對不同的項(xiàng)目相關(guān)方進(jìn)行授權(quán)管理與維護(hù)。

4.3.3" 數(shù)據(jù)類型

根據(jù)核電工程運(yùn)營要求，結(jié)合核電工程數(shù)據(jù)交付規(guī)范，明確基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交付規(guī)格要求：①商定整體描述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)描述要求；②確定核電工程分解結(jié)構(gòu)規(guī)格要求，并根據(jù)工程管理信息利用要求，明確是否細(xì)分工程管理信息；③確定對象基礎(chǔ)數(shù)據(jù)范疇與規(guī)格；④確定標(biāo)識基礎(chǔ)數(shù)據(jù)移交規(guī)格；⑤結(jié)構(gòu)化工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交付模板。

核電工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是整個(gè)工程建設(shè)的客觀記錄和體現(xiàn)，期間也會有數(shù)據(jù)版本變化，移交的工程數(shù)據(jù)應(yīng)包括所有與實(shí)體工程有關(guān)的所有數(shù)據(jù)和相關(guān)版本。應(yīng)根據(jù)核電工程運(yùn)營要求，明確結(jié)構(gòu)化工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交付模板要求：①明確總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求；②明確建筑物結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求；③明確工廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求；④明確各類設(shè)備結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求；⑤明確主要材料結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求；⑥明確備品備件結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模板要求。

核電工程文檔交付屬性要求：工程文檔是工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的重要組成部分，工程文檔交付按總包合同約定的交付范圍與內(nèi)容執(zhí)行，此處的工程文檔交付主要定義文檔元數(shù)據(jù)屬性要求，應(yīng)根據(jù)工程運(yùn)營要求，明確文檔各類元數(shù)據(jù)具體要求：①明確文檔基礎(chǔ)元數(shù)據(jù)要求；②明確文檔關(guān)聯(lián)元數(shù)據(jù)要求；③明確文檔檔案元數(shù)據(jù)要求。

綜上所述，移交數(shù)據(jù)類型主要包括以下4類：①文件、報(bào)告、圖紙類。存檔設(shè)計(jì)文件、報(bào)告、圖紙，以doc、pdf、dwg等格式的文件作為最終錄入的文件格式[13]。②重要完工類數(shù)據(jù)。包括各專業(yè)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)手冊、說明書、竣工圖（限于總圖和組件圖）、影響設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的重要不符合項(xiàng)報(bào)告，以pdf格式的文件作為最終錄入的文件格式。③三維模型。涵蓋了模型對象名稱、模型對象編碼、設(shè)計(jì)模型、輕量化模型、模型格式、模型大小和建模軟件版本等模型數(shù)據(jù)的基本信息。④結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。主要包括各設(shè)備及工藝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、使用二維表結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯表達(dá)和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，并通過關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲和管理。

4.3.4" 數(shù)據(jù)顆粒度

根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的要求，分析確定移交數(shù)據(jù)的信息顆粒度。參與移交的各方應(yīng)使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類和信息顆粒度，且實(shí)現(xiàn)相互間的信息共享。

針對不同的數(shù)據(jù)應(yīng)用，對于信息顆粒度有不同要求。應(yīng)提出核電工程全生命周期各個(gè)階段移交數(shù)據(jù)的信息顆粒度要求。在信息顆粒度選擇上應(yīng)綜合考慮各階段應(yīng)用中信息顆粒度最細(xì)的需求和數(shù)字化設(shè)計(jì)工具產(chǎn)生數(shù)據(jù)的交換需求，同時(shí)防止采用過細(xì)的信息顆粒度。

4.3.5" 數(shù)據(jù)級別

根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性初步劃分4個(gè)級別。

1級：法律法規(guī)、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)書要求、上級或業(yè)主要求的數(shù)據(jù)。

2級：必要數(shù)據(jù)。影響項(xiàng)目建設(shè)完整性和安全的數(shù)據(jù)。

3級：可選數(shù)據(jù)。根據(jù)移交方的差異化需要選擇移交。有關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工建設(shè)和安裝調(diào)試活動(dòng)方面的數(shù)據(jù)。

4級：臨時(shí)數(shù)據(jù)。針對執(zhí)行特定任務(wù)和沒有長期使用價(jià)值、具有臨時(shí)特性的數(shù)據(jù)，不移交此類數(shù)據(jù)不會對項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行維護(hù)產(chǎn)生不良影響。

4.4" 移交數(shù)據(jù)質(zhì)量管理

參與移交各方應(yīng)議定一個(gè)數(shù)據(jù)移交質(zhì)量管理方案，確立質(zhì)量管理目標(biāo)、管理體系、管理責(zé)任，規(guī)范數(shù)據(jù)移交過程的管理流程，通過對數(shù)據(jù)移交主要過程進(jìn)行監(jiān)控和分析，采取必要的改進(jìn)措施，以確保移交數(shù)據(jù)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)移交質(zhì)量管理方案應(yīng)作為工程整體質(zhì)量方案的一部分。數(shù)據(jù)移交質(zhì)量管理方案應(yīng)包括下列內(nèi)容：①需移交的數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；②數(shù)據(jù)移交方法、校驗(yàn)檢測方法；③導(dǎo)入數(shù)據(jù)時(shí)間，更新數(shù)據(jù)時(shí)間；④導(dǎo)入數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求以及保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的流程；⑤發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的處理流程；⑥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的類型、責(zé)任方和用途的記錄；⑦基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分發(fā)流程；⑧甄別及解決不一致性的流程；⑨基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼結(jié)構(gòu)等。

4.5" 移交平臺開發(fā)

4.5.1" 移交平臺總體技術(shù)方案

開發(fā)數(shù)字化移交平臺，實(shí)現(xiàn)核電工程設(shè)計(jì)建造數(shù)據(jù)信息集成管理，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)多源多維信息數(shù)據(jù)的共享和協(xié)同設(shè)計(jì)，提高數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性、一致性、完整性。移交平臺邏輯架構(gòu)如圖7所示，典型功能如圖8所示。

4.5.2" 移交平臺詳細(xì)技術(shù)方案

移交平臺主要包括三維引擎技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)、模型數(shù)據(jù)源整合和存儲技術(shù)、三維模型傳輸技術(shù)和模型對象交互技術(shù)等技術(shù)。下面對這些技術(shù)方案進(jìn)行一一描述。

1）三維引擎開發(fā)。三維引擎借用了機(jī)器制造工業(yè)中的術(shù)語，表明了它在整個(gè)虛擬三維系統(tǒng)中的核心地位，是整個(gè)平臺的靈魂。而三維引擎則可以解釋為三維數(shù)字化應(yīng)用中的核心可重用模塊，它是一套運(yùn)用于虛擬三維應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的核心工具，包含許多核心的技術(shù)以及通用功能，一般應(yīng)用其框架在系統(tǒng)開發(fā)時(shí)衍生出來各種各樣的具體應(yīng)用。引擎具有以下3個(gè)特點(diǎn)：①驅(qū)動(dòng)性，是引擎的最大特點(diǎn)，也就是說僅僅在功能上對某個(gè)方面的應(yīng)用支持，但具體的實(shí)施細(xì)節(jié)則依賴于該應(yīng)用本身。②完整性，是能夠完整地實(shí)現(xiàn)某個(gè)方面的功能的函數(shù)集。③獨(dú)立性，是可以獨(dú)立存在而不是依賴于某些具體的應(yīng)用而存在。

當(dāng)前國內(nèi)主要工業(yè)三維引擎技術(shù)路線有4類：①引擎封裝，即基于Unity3D、UE4和Techsoft等引擎進(jìn)行封裝建立三維引擎，視覺效果表現(xiàn)優(yōu)秀，不足之處在于對大型三維模型對象的加載和數(shù)據(jù)庫的還原面臨較大壓力；②軟件封裝，基于Navisworks等三維軟件進(jìn)行封裝，獲取三維引擎功能，兼容性較好，能夠兼容較多的模型格式，但是這類客戶端的沉重移交方式已經(jīng)被現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)式的輕移交方式慢慢替代，與“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念和發(fā)展趨勢逐漸背離；③基于Web端直接瀏覽三維模型，建立三維引擎，受瀏覽器計(jì)算能力和內(nèi)存限制等方面的影響，單純的HTML5技術(shù)也不能適應(yīng)性能要求；④自主研發(fā)。

三維引擎的結(jié)構(gòu)、架構(gòu)和數(shù)據(jù)流如圖9、圖10和圖11所示。

整個(gè)三維引擎可包括如下模塊。

系統(tǒng)相關(guān)模塊。系統(tǒng)相關(guān)模塊主要負(fù)責(zé)引擎與操作系統(tǒng)、硬件之間的交互，并包括以下子模塊：①圖形子模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)渲染。②聲音子模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)引擎的聲音、音效處理。③輸入輸出子模塊。該模塊的功能是負(fù)責(zé)接收控制指令或者輸入輸出功能的管理。④shell。該模塊可以更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，為使用者提供更豐富的控制指令。⑤網(wǎng)絡(luò)子模塊。該模塊主要是為引擎提供數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信及網(wǎng)絡(luò)控制等功能。

用戶接口模塊。該模塊提供的主要功能就是控制。引擎每一個(gè)部分幾乎都有自己動(dòng)態(tài)的屬性，而用戶接口模塊則是為用戶提供一個(gè)接口，使用戶通過該接口控制修改動(dòng)態(tài)屬性。

引擎核心模塊。該模塊是引擎中最重要的部分，通過該模塊可完成其所需要的最基本的處理功能：①對象處理。該模塊是其中最基本的組織方式。②攝像機(jī)。該模塊完成場景的顯示。③場景構(gòu)造。該模塊從數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)的場景數(shù)據(jù)，并構(gòu)造場景。④場景渲染。該模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基本圖元的繪制、光線處理和紋理處理等。⑤事件處理。該模塊負(fù)責(zé)將不同的消息發(fā)送到與此事件相關(guān)的模塊中，并對其進(jìn)行處理，事件就是對象狀態(tài)的變化。

支持模塊。該模塊包含了引擎中所有的數(shù)學(xué)成分、文件載入器、數(shù)據(jù)容器。這些底層和基礎(chǔ)功能可以在相關(guān)項(xiàng)目中重復(fù)使用。

輔助工具模塊。該模塊為引擎提供一些輔助功能，例如格式轉(zhuǎn)化程序、基于具體應(yīng)用的3D模型編輯器等。

2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和通信技術(shù)方案。瀏覽器訪問模型的時(shí)候，每次訪問的時(shí)候需要先進(jìn)行握手。握手的時(shí)候會請求服務(wù)器端分配資源，得到專屬的模型服務(wù)建立Socket連接。連接成功以后就可以和模型服務(wù)進(jìn)行通信，如圖12所示?；赪eb的Socket交互，是國際上通用的網(wǎng)絡(luò)信息交互技術(shù)，通過握手Web服務(wù)等形式，保證網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)母咝?、穩(wěn)定性和安全性。

3）模型數(shù)據(jù)源整合和存儲技術(shù)方案。模型數(shù)據(jù)源整合和存儲，分為3個(gè)階段實(shí)施：①創(chuàng)建，建立模型層次結(jié)構(gòu)，給每個(gè)模型對象創(chuàng)建索引；建立存儲塊單元，給每個(gè)塊單元分配記錄ID。②分配，將描述模型對象的三維頂點(diǎn)數(shù)據(jù)（坐標(biāo)、法向量、顏色）按照一定規(guī)律分配到塊單元中去，并記錄在當(dāng)前塊點(diǎn)單元中的地址。③持久化，建立本地?cái)?shù)據(jù)庫，記錄模型對象信息，塊單元的存儲信息，以及對象所在塊單元中的地址信息。模型數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)如圖13所示。

4）三維模型傳輸方案。三維模型傳輸，分為3個(gè)步驟：①瀏覽器在請求模型數(shù)據(jù)的時(shí)候，后臺根據(jù)模型索引獲取模型所在的塊單元以及位于塊單元中的地址。②服務(wù)器將這些信息加密壓縮后，通過Socket方式發(fā)送給瀏覽器。③瀏覽器接受數(shù)據(jù)信息，解密解壓輸送到顯卡運(yùn)用HTML5的方式渲染顯示。

5）模型對象交互方案。模型對象交互存在以下5種情況：①瀏覽器對模型對象進(jìn)行交互操作行為，包括通過鼠標(biāo)或者觸控的方式獲取模型的信息（如幾何信息、邏輯信息或者其他等），并可改變模型狀態(tài)；通過模型對象的邏輯信息（如索引）獲取其他相關(guān)信息（幾何信息、邏輯信息或者其他等），并可改變模型狀態(tài)。②后臺根據(jù)模型索引獲取模型所在的塊單元以及位于塊單元中的地址。③后臺根據(jù)射線交叉的方式獲取模型所在的塊單元以及位于塊單元中的地址。④服務(wù)器將這些信息加密壓縮后，通過Socket方式發(fā)送給瀏覽器。⑤瀏覽器接受數(shù)據(jù)信息，解壓解密獲取模型對象信息，并進(jìn)行狀態(tài)處理。

4.5.3" 移交方式

依托移交平臺，移交內(nèi)容為工程各生命周期各階段數(shù)據(jù)資料，包括三維模型、二維圖紙數(shù)據(jù)、文檔資料。移交范圍內(nèi)容由移交物清單進(jìn)行約定，依托平臺建立起相互關(guān)聯(lián)，方便數(shù)據(jù)檢索、查找、關(guān)聯(lián)和信息共享。

5" 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息孤島效應(yīng)和數(shù)據(jù)重復(fù)建設(shè)的情況也越來越明顯。數(shù)字化移交創(chuàng)新了移交工作模式，以標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為指導(dǎo)，通過建立數(shù)字化移交體系，統(tǒng)一存儲和維護(hù)工程全生命周期各方面數(shù)據(jù)資料，將核電工程設(shè)計(jì)、建造等階段孤立的、分散的設(shè)計(jì)信息進(jìn)行整合，打造基于“統(tǒng)一數(shù)據(jù)源”的數(shù)字化移交平臺，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、共享使用，促進(jìn)信息資源的高效流通和共享，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字信息化模型及數(shù)據(jù)集成管理，對滿足后續(xù)核電工程全壽期管理要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)字核能、智慧核能有著重要的借鑒和參考作用。

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