国网甘肃省电力公司平凉供电公司丁奎平获国家专利权
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龙图腾网获悉国网甘肃省电力公司平凉供电公司申请的专利基于BIM的电网数字孪生体建模方法、设备及存储介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120951451B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511486985.8,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权基于BIM的电网数字孪生体建模方法、设备及存储介质是由丁奎平;黄潇;李博;张海龙;左甜;马凡琳设计研发完成,并于2025-10-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于BIM的电网数字孪生体建模方法、设备及存储介质在说明书摘要公布了:本发明公开了基于BIM的电网数字孪生体建模方法、设备及存储介质,涉及电子数据处理技术领域,所述方法包括:基于电网项目参数,通过约束满足算法从参数化BIM元件库自动生成符合规范的BIM初始化模型;通过多模态感知网络采集具有统一时空基准的多源数据;构建融合几何、语义和物理规律的联合优化目标函数,利用多源数据求解得到模型最优调整量,生成高精度电网BIM模型;将实时与历史数据注入集成数据驱动和物理机理模型的混合仿真引擎,驱动BIM模型生成具备实时映射和预测能力的动态数字孪生体。本发明将典型设计的参数化BIM与施工现场的多源实时数据深度融合,构建一个能动态演化、精准映射物理实体的电网基建数字孪生体。
本发明授权基于BIM的电网数字孪生体建模方法、设备及存储介质在权利要求书中公布了:1.基于BIM的电网数字孪生体建模方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤S1、基于电网基建项目的参数向量,通过约束满足问题求解算法,从预构建的参数化BIM元件库中自动匹配并组合生成一个符合预存设计规范约束集的BIM初始化模型; 步骤S2、通过部署在项目现场的多模态感知设备网络,采集具有统一时间戳和空间坐标基准的多源感知数据; 步骤S3、构建联合优化目标函数,利用所述多源感知数据作为输入,通过求解所述联合优化目标函数的最小化问题,得到对所述BIM初始化模型参数向量的最优调整量,从而生成与物理实体一致的电网BIM模型; 步骤S4、将实时获取的多源感知数据与历史数据注入混合仿真引擎,所述混合仿真引擎集成数据驱动预测模型和物理机理模型,以驱动所述电网BIM模型,生成电网动态数字孪生体; 其中,所述步骤S1中,设参数化BIM元件库包含多个元件,每个元件对应一组参数化规格;定义约束条件集,包括设计规范、电气安全距离、空间碰撞规则等;将模型生成转化为优化问题,目标函数为: 其中,表示约束条件索引,表示约束条件总数,表示第r个约束条件的权重,表示项目参数向量,表示电网基建项目的关键参数集合,表示元件规格向量,表示第j个BIM元件的参数化规格集合,表示第r个约束条件,表示违反程度函数; 其中,违反程度函数的计算公式为: 其中,表示第r个约束条件与第j个BIM元件的参数化规格的约束函数; 所述步骤S3中,所述联合优化目标函数是几何拟合项、语义一致性项和物理规律项的加权和; 其中,所述几何拟合项用于计算所述电网BIM模型表面与语义点云数据之间的点到面距离的平方和;所述语义一致性项用于计算对于每个语义标签的点云簇,其与电网BIM模型中对应构件的空间体积之间的双向Chamfer距离;所述物理规律项用于计算物联网传感器测量值与基于物理机理模型的计算值之间的均方误差; 所述步骤S4中,所述混合仿真引擎的工作方法包括: 使用长短期记忆网络模型,以构件动态属性值的历史序列作为输入,输出数据驱动预测值; 以所述电网BIM模型的当前状态、构件属性当前值及环境数据作为边界条件,调用物理机理模型进行计算,得到物理机理模型计算值; 采用卡尔曼滤波算法,将所述数据驱动预测值和所述物理机理模型计算值进行融合,得到最终预测状态值,作为电网动态数字孪生体的未来推演状态; 所述步骤S4中,所述电网动态数字孪生体通过预定义的交互接口接收控制指令并映射至物理实体执行器,形成闭环控制; 其中,所述交互接口提供应用程序编程接口,用于接收来自外部应用系统的控制指令向量;所述控制指令向量经电网动态数字孪生体内的规则集校验后,通过物联网网关转换为物理实体执行器可识别的控制信号,实现对物理实体的反向控制。
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