Journal of Graphics ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 1021-1033.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2023051021
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PAN Ze-yu(), SHI Jian-yong(
), JIANG Liu
Received:
2023-03-02
Accepted:
2023-06-05
Online:
2023-10-31
Published:
2023-10-31
Contact:
SHI Jian-yong (1975-), associate professor, Ph.D. His main research interests cover smart city digital twin and information and knowledge management of civil engineering. E-mail:About author:
PAN Ze-yu (1996-), PhD candidate. His main research interest covers key technologies for infrastructure digital twin. E-mail:panzeyu@sjtu.edu.cn
Supported by:
CLC Number:
PAN Ze-yu, SHI Jian-yong, JIANG Liu. Semantic web-based BIM model integrity checking approach for power grid projects[J]. Journal of Graphics, 2023, 44(5): 1021-1033.
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URL: http://www.txxb.com.cn/EN/10.11996/JG.j.2095-302X.2023051021
编码 | 类型关键字 | 类别中文 | 系统分级 | 类别英文 |
---|---|---|---|---|
10-10 | TSE | 变电站工程 | 1 | Transformer substation engineering |
10-10.10 | EEG | 电气工程 | 2 | Electrical engineering |
10-10.10.10 | PEL | 电气一次 | 3 | Primary electrical engineering |
10-10.10.10.10 | PEE | 一次设备 | 4 | Primary electrical equipment |
10-10.10.10.10.01 | MTF | 变压器 | 5 | Transformer |
10-10.10.10.10.01.10 | MT | 主变压器 | 6 | Main transformer |
10-10.10.10.10.01.20 | ST | 站用变压器 | 6 | Station transformer |
Table 1 BIM classification information table of power grid project collated according to the delivery standard (partly)
编码 | 类型关键字 | 类别中文 | 系统分级 | 类别英文 |
---|---|---|---|---|
10-10 | TSE | 变电站工程 | 1 | Transformer substation engineering |
10-10.10 | EEG | 电气工程 | 2 | Electrical engineering |
10-10.10.10 | PEL | 电气一次 | 3 | Primary electrical engineering |
10-10.10.10.10 | PEE | 一次设备 | 4 | Primary electrical equipment |
10-10.10.10.10.01 | MTF | 变压器 | 5 | Transformer |
10-10.10.10.10.01.10 | MT | 主变压器 | 6 | Main transformer |
10-10.10.10.10.01.20 | ST | 站用变压器 | 6 | Station transformer |
属性需求分组 | 属性需求 | 度量类型 | 度量单位 | 允许枚举值 | 必填与否 | 应录入阶段 |
---|---|---|---|---|---|---|
设备参数 | 型号 | 文本型 | - | - | 是 | 施竣 |
设备参数 | 相数 | 列表型 | - | 单相 三相 | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 高压侧额定电压 | 文本型 | kV | - | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 交流/直流 | 列表型 | - | AC DC | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 类型 | 列表型 | - | MT ST | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 声压级 | 文本型 | dB | - | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 重量 | 实数型 | 吨 | - | 是 | 施竣 |
Table 2 Property requirements of transformer (code group)
属性需求分组 | 属性需求 | 度量类型 | 度量单位 | 允许枚举值 | 必填与否 | 应录入阶段 |
---|---|---|---|---|---|---|
设备参数 | 型号 | 文本型 | - | - | 是 | 施竣 |
设备参数 | 相数 | 列表型 | - | 单相 三相 | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 高压侧额定电压 | 文本型 | kV | - | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 交流/直流 | 列表型 | - | AC DC | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 类型 | 列表型 | - | MT ST | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 声压级 | 文本型 | dB | - | 是 | 初施竣 |
设备参数 | 重量 | 实数型 | 吨 | - | 是 | 施竣 |
顺序 | 接地电阻 | |
---|---|---|
命名组分标签 | 含义 | |
1 | 类别关键字 | GRT |
2 | 电压等级(kV) | 电压等级代码 |
3 | 设备型号 | 采用生产厂家型号,型号中所有“_”“/”均采用“-”替代 |
4 | 生产厂家 | 采用设备供应商名称的英文字母大写缩写(不大于4位字母) |
示例 | ||
接地电阻_35 kV_设备型号_上海思源 | ||
GRT_V30_(设备型号英文字母)_SHSY |
Table 3 The naming rule of grounding resistance
顺序 | 接地电阻 | |
---|---|---|
命名组分标签 | 含义 | |
1 | 类别关键字 | GRT |
2 | 电压等级(kV) | 电压等级代码 |
3 | 设备型号 | 采用生产厂家型号,型号中所有“_”“/”均采用“-”替代 |
4 | 生产厂家 | 采用设备供应商名称的英文字母大写缩写(不大于4位字母) |
示例 | ||
接地电阻_35 kV_设备型号_上海思源 | ||
GRT_V30_(设备型号英文字母)_SHSY |
目的 | SPARQL语句 |
---|---|
Q1从完备性审查知识图谱中 抽取交付需求 | ?s a simo:ElementInstance ; simo:isInstanceOf/skos:broader*/pgo:hasPropertySetTemplate ?psTemplate ; # 属性需求 simo:isInstanceOf/skos:broader*/pgo:hasNamingRule/pgo:hasNamingElements ?nes. # 命名规则 ?psTemplate pgo:hasPropertyTemplate ?propTemplate. ?propTemplate pgo:EntryPhase ?ep ; # 应录入阶段 pgo:isOptional ?optional ; # 必填与否 skos:prefLabel ?ptName ; # 属性名 pgo:PrimaryMeasureType ?pmt. # 度量类型 Optional{?propTemplate pgo:PrimaryUnit ?pu}. # 度量单位 ?nes a rdf:Seq ; ?p ?ne. # 命名组成部分 ?ne skos:definition ?def ; # 命名组成部分定义 skos:prefLabel ?label. # 命名组成部分标签 ORDER BY ?p # 在外部将命名组分顺序化 |
Q2从审查对象模型图谱中 抽取交付内容 | ?s a simo:ElementInstance ; skos:prefLabel ?sname ; # 构件命名 simo:hasPropertySet/simo:hasProperty ?prop. # 属性 ?prop skos:prefLabel ?propName ; # 属性名 simo:PropertyValue ?value. #属性值 |
Q3比对某一项目阶段下审查 对象缺失哪些交付属性 | FILTER (str(?ep) ="初步设计"&& str(?ptName) in ("电力行业标识码""相数" "设计名称""短路电流""设计ID""物资编码")) # 通过分别对属性需求 和当前属性定义求差集确定缺失的属性对应的属性名,再进行过滤 |
Q4比对某一项目阶段下审查 对象错误的属性值 | FILTER (regex(str(?ep), "初步设计") && str(?propName) = str(?ptName) && (str(?value) = "" && ?optional = false)) # 这里仅列出属性值必填但为空的情况,其他属性值错误类型 包括数据类型错误、值不在定义域内可类似过滤 |
Q5比对某一项目阶段下审查 对象可选但未填的属性 | FILTER (regex(str(?ep), "初步设计") && str(?propName) = str(?ptName) && ((str(?value) = "" && ?optional = true))) # 属性可选填但未填(不属于错误但可以提示) |
Q6校验审查对象的命名是否 满足交付需求 | # 获取到对象命名和组分需求后,通过文本处理确定是否满足条件,涉及类别关键字、电压 等级(kV)、生产厂家可进一步利用SPARQL从图谱中检索和过滤相关信息 |
Table 4 Five query clauses related to integrity checking
目的 | SPARQL语句 |
---|---|
Q1从完备性审查知识图谱中 抽取交付需求 | ?s a simo:ElementInstance ; simo:isInstanceOf/skos:broader*/pgo:hasPropertySetTemplate ?psTemplate ; # 属性需求 simo:isInstanceOf/skos:broader*/pgo:hasNamingRule/pgo:hasNamingElements ?nes. # 命名规则 ?psTemplate pgo:hasPropertyTemplate ?propTemplate. ?propTemplate pgo:EntryPhase ?ep ; # 应录入阶段 pgo:isOptional ?optional ; # 必填与否 skos:prefLabel ?ptName ; # 属性名 pgo:PrimaryMeasureType ?pmt. # 度量类型 Optional{?propTemplate pgo:PrimaryUnit ?pu}. # 度量单位 ?nes a rdf:Seq ; ?p ?ne. # 命名组成部分 ?ne skos:definition ?def ; # 命名组成部分定义 skos:prefLabel ?label. # 命名组成部分标签 ORDER BY ?p # 在外部将命名组分顺序化 |
Q2从审查对象模型图谱中 抽取交付内容 | ?s a simo:ElementInstance ; skos:prefLabel ?sname ; # 构件命名 simo:hasPropertySet/simo:hasProperty ?prop. # 属性 ?prop skos:prefLabel ?propName ; # 属性名 simo:PropertyValue ?value. #属性值 |
Q3比对某一项目阶段下审查 对象缺失哪些交付属性 | FILTER (str(?ep) ="初步设计"&& str(?ptName) in ("电力行业标识码""相数" "设计名称""短路电流""设计ID""物资编码")) # 通过分别对属性需求 和当前属性定义求差集确定缺失的属性对应的属性名,再进行过滤 |
Q4比对某一项目阶段下审查 对象错误的属性值 | FILTER (regex(str(?ep), "初步设计") && str(?propName) = str(?ptName) && (str(?value) = "" && ?optional = false)) # 这里仅列出属性值必填但为空的情况,其他属性值错误类型 包括数据类型错误、值不在定义域内可类似过滤 |
Q5比对某一项目阶段下审查 对象可选但未填的属性 | FILTER (regex(str(?ep), "初步设计") && str(?propName) = str(?ptName) && ((str(?value) = "" && ?optional = true))) # 属性可选填但未填(不属于错误但可以提示) |
Q6校验审查对象的命名是否 满足交付需求 | # 获取到对象命名和组分需求后,通过文本处理确定是否满足条件,涉及类别关键字、电压 等级(kV)、生产厂家可进一步利用SPARQL从图谱中检索和过滤相关信息 |
统计内容 | 数值 |
---|---|
三元组总数 | 95465 |
系统分组个数(System) | 50 |
V级要素个数(Element) | 165 |
VI级要素个数(Element) | 473 |
属性集模板个数 | 948 |
属性模板个数 | 6903 |
Table 5 Statistics of the knowledge graph of model integrity check for electrical engineering
统计内容 | 数值 |
---|---|
三元组总数 | 95465 |
系统分组个数(System) | 50 |
V级要素个数(Element) | 165 |
VI级要素个数(Element) | 473 |
属性集模板个数 | 948 |
属性模板个数 | 6903 |
项目阶段 | 属性匹配数 | 属性缺失数 | 属性值错误数 |
---|---|---|---|
初步设计 | 24 | 6 | 5 |
施工图设计 | 32 | 13 | 7 |
竣工图设计 | 36 | 13 | 7 |
施工过程管控 | 7 | 1 | 0 |
运行 | 8 | 0 | 0 |
Table 6 Preliminary results of model integrity check in different project phases of power engineering projects
项目阶段 | 属性匹配数 | 属性缺失数 | 属性值错误数 |
---|---|---|---|
初步设计 | 24 | 6 | 5 |
施工图设计 | 32 | 13 | 7 |
竣工图设计 | 36 | 13 | 7 |
施工过程管控 | 7 | 1 | 0 |
运行 | 8 | 0 | 0 |
缺失的属性名 | 应录入 阶段 | 是否 必填 | 应录入的 数据类型 | 应录 入单位 |
---|---|---|---|---|
相数 | 初步设计 | 是 | EnumeratedValue | - |
短路电流 | 初步设计 | 是 | String | kA |
物资编码 | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
电力行业标识码 | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
设计ID | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
设计名称 | 初步设计 | 否 | String | - |
Table 7 Property missing condition of the example model in preliminary design stage
缺失的属性名 | 应录入 阶段 | 是否 必填 | 应录入的 数据类型 | 应录 入单位 |
---|---|---|---|---|
相数 | 初步设计 | 是 | EnumeratedValue | - |
短路电流 | 初步设计 | 是 | String | kA |
物资编码 | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
电力行业标识码 | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
设计ID | 初步设计 | 否 | Identifier | - |
设计名称 | 初步设计 | 否 | String | - |
构件名称 | 命名规则 | 是否合规 |
---|---|---|
MTF_V50_SZ11- 80000-110_SDKT | 类别关键字_电压 等级(kV)_设备型 号_生产厂家 | 是 |
Table 8 Naming check result of the example model
构件名称 | 命名规则 | 是否合规 |
---|---|---|
MTF_V50_SZ11- 80000-110_SDKT | 类别关键字_电压 等级(kV)_设备型 号_生产厂家 | 是 |
审查内容 | 平均耗时 |
---|---|
属性匹配 | |
初步设计阶段属性匹配情况 | 61 |
施工图设计阶段属性匹配情况 | 65 |
竣工图设计阶段属性匹配情况 | 61 |
施工过程管控阶段属性匹配情况 | 55 |
运行阶段属性匹配情况 | 58 |
属性缺失 | |
初步设计阶段属性缺失情况 | 32 |
施工图设计阶段属性缺失情况 | 29 |
竣工图设计阶段属性缺失情况 | 28 |
施工过程管控阶段属性缺失情况 | 21 |
运行阶段属性缺失情况 | 16 |
属性值错误 | |
初步设计阶段属性值错误情况 | 66 |
施工图设计阶段属性值错误情况 | 65 |
竣工图设计阶段属性值错误情况 | 68 |
施工过程管控阶段属性值错误情况 | 62 |
运行阶段属性值错误情况 | 54 |
命名审查 | |
命名审查情况 | 8 |
Table 9 Time cost of different query procedures (ms)
审查内容 | 平均耗时 |
---|---|
属性匹配 | |
初步设计阶段属性匹配情况 | 61 |
施工图设计阶段属性匹配情况 | 65 |
竣工图设计阶段属性匹配情况 | 61 |
施工过程管控阶段属性匹配情况 | 55 |
运行阶段属性匹配情况 | 58 |
属性缺失 | |
初步设计阶段属性缺失情况 | 32 |
施工图设计阶段属性缺失情况 | 29 |
竣工图设计阶段属性缺失情况 | 28 |
施工过程管控阶段属性缺失情况 | 21 |
运行阶段属性缺失情况 | 16 |
属性值错误 | |
初步设计阶段属性值错误情况 | 66 |
施工图设计阶段属性值错误情况 | 65 |
竣工图设计阶段属性值错误情况 | 68 |
施工过程管控阶段属性值错误情况 | 62 |
运行阶段属性值错误情况 | 54 |
命名审查 | |
命名审查情况 | 8 |
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