数据存储标准（精选8篇）
数据存储标准 篇1
1 引言
大数据作为信息化时代的战略新兴产业, 以一种前所未有的方式高速发展, 通过对海量数据进行分析, 可以获得有巨大价值的产品和服务, 但是不断产生的海量数据对数据存储提出了巨大的挑战。目前国际上尚未出现针对大数据的数据存储接口标准, 而且国内也未出现比较成熟的此类服务, 需要根据国内的实际情况, 并适当参考国际上现有的服务接口, 建立大数据存储的标准化体系, 形成大数据存储的基础性标准, 为产业发展提供有力保障。
2 大数据存储技术发展概述
大数据的出现以及结构数据的改变使常规技术的数据存储和管理面临新的挑战。
2.1 三种类型的大数据存储技术
针对不同类型的海量数据, 业界提出了不同的存储技术, 主要有以下三种:
(1) 存储海量非结构化数据的分布式文件系统
比较代表性的是Google的GFS和开源的HDFS (Hadoop Distributed File System) 。HDFS对应用程序的数据提供高吞吐量, 适用于那些大数据集应用程序。HDFS开放了一些POSIX的必须接口, 容许流式访问文件系统的数据。HDFS是主/从结构, 由一个名字结点和多个数据结点组成。HDFS将大规模数据分割为多个64 MByte的数据块, 存储在多个数据节点组成的分布式集群中。随着数据规模的不断增长, HDFS只需要在集群中增加更多的数据节点即可, 具有很强的可扩展性;同时每个数据块会在不同的节点中存储三个副本, 具有高容错性;数据的分布式存储可以提供高吞吐量的数据访问能力, 在海量数据批处理方面有很强的性能表现。
(2) 存储海量无模式的半结构化数据的No SQL数据库
传统关系型数据库在处理数据密集型应用方面显得力不从心, 主要表现在灵活性差、扩展性差、性能差等方面。在这样的背景下, No SQL数据库应运而生, 作为对关系型SQL数据系统的补充。由于No SQL数据库能够极大的适应云计算的需求, 因此各种No SQL数据库如雨后春笋般涌现, 当前主要有四种类型的No SQL数据库。
●键值 (Key-Value) 存储数据库
此类数据库主要会使用到一个哈希表, 这个表中有一个特定的键和一个指针指向特定的数据。Key-Value模型对于IT系统来说, 其优势在于简单、易部署, 见表1。
●列存储数据库
此类数据库通常用来应对分布式存储的海量数据。键仍然存在, 但是它们的特点是指向了多个列, 这些列是由列簇来安排的, 见表2。
●文档型数据库
文档型数据库同第一种键值存储相类似。该类型的数据模型是版本化的文档, 半结构化的文档以特定的格式存储, 比如JSON。文档型数据库可以看作是键值数据库的升级版, 允许之间嵌套键值, 而且文档型数据库比键值数据库的查询效率更高, 见表3。
●图形数据库
图形结构的数据库同其他行列以及刚性结构的SQL数据库不同, 它是使用灵活的图形模型, 并且能够扩展到多个服务器上, 见表4。No SQL数据库没有标准的查询语言 (SQL) , 因此进行数据库查询需要制定数据模型。许多No SQL数据库都有REST式的数据接口或者查询API。
(3) 存储海量结构化数据的分布式并行数据库系统
Greenplum是基于Postgre SQL开发的一款海量并行处理架构的、无共享的分布式并行数据库系统。采用Master/Slave架构, Master只存储元数据, 真正的用户数据被散列存储在多台Slave服务器上, 并且所有的数据都在其他Slave节点上存有副本, 从而提高了系统可用性。
2.2 大数据与云存储
上述存储技术能够针对某一类型的数据进行存储, 但是大数据类型往往是结构化、非结构化数据并存的, 大数据存储系统须能同时支持各种类型的数据统一存储。在这样的背景下, 云存储成为大数据存储的必然选择。在存储资源获取接口上, 云存储和传统存储在功能上并无差异, 二者的区别体现在云存储可以按需提供易管理、高可扩展、高性价比的存储资源。根据存储的数据类型不同和应用需求不同, 云存储系统可以分为以下四种类型:基于块存储、基于文件存储、基于对象存储以及基于表存储。
云存储的四类服务接口上, 块存储和文件存储接口方面, 已有的标准协议已经非常成熟, 这里着重介绍下基于对象的云存储和基于表的云存储。
(1) 基于对象的云存储系统
Amazon S3 (Amazon Simple Storage Service) 采用桶和对象的两层结构来存储数据, 支持REST和SOAP两种访问协议, 可与多种网络开发工具集成工作。作为最早的云存储服务, 基于客户应用实践的积累, S3在对象存储的功能丰富方面也走在业界前列, 如对于超大数据 (数据容量5 TB) 存储、BT方式下载以及第三方支付的功能支持等。由于针对S3应用开发的广泛性, 围绕S3有一些开源项目, 使S3的编程工作变得更加简单, 方便非HTTP编程开发者使用。
(2) 基于表存储的云存储系统
表结构存储是一种结构化数据存储, 与传统数据库相比, 它提供的表空间访问功能受限, 但更强调系统的可扩展性。提供表存储的云存储系统的特征就是同时提高并发的数据访问性能和可伸缩的存储和计算架构。
提供表存储的云存储系统有两类接口访问方式。一类是标准的XDBC、SQL数据库接口, 一类是Map Reduce的数据仓库应用处理接口。分布式数据仓库一般采用MPP (Massive Parallel Processing) 架构实现海量数据存储和处理以及高并发数据读写能力, 它实现了SQL到Map Reduce的翻译、优化、执行和结果收集, 具有良好的扩展能力。分布式数据仓库的代表系统有商业软件Green Plum、中国移动Huge Table、开源Hive等。
3 大数据存储标准研究
目前国内外对于大数据存储技术标准的研究刚刚开始, 很多存储方面的标准化组织也开展了一些相关工作。
SNIA在2012年4月成立了大数据分析技术委员会 (ADBC) 致力于大数据分析的市场培育和发展, 并注重和大数据分析相关的产业主体的合作, 共同推动大数据的市场拓展和教育。ADBC技术委员会在大数据分析方面的工作侧重于存储和存储网络的使用。云标准客户委员会 (CSCC) 新成立大数据工作组致力于大数据标准的研究和培育。
此外, ITU-T、NIST、OASIS也纷纷展开大数据方面的标准研究工作。
云存储作为大数据存储下一步的重点发展方向, 其在标准化方面的工作值得大数据存储借鉴。因此, 本文以基于对象的云存储为例, 介绍其在存储接口方面的工作, 以供大数据存储标准的制定借鉴。
3.1 大数据存储参考模型
CDMI (Cloud Data Management Interface) 标准是由SNIA于2010年4月12日推出的首个云存储标准, 主要面向存储即服务 (Daa S) , 属于对象存储的范畴。CDMI给出了整个云存储参考模型, 如图1所示。按照存储系统提供存储资源接口的不同, 云存储的接口可分为四类:块存储 (如i SCSI) 、文件存储 (如POSIX) 、基于对象的存储 (如CDMI和适配器转换方式XAM) , 以及基于表的存储。
3.2 数据模型
SNIA的CDMI借鉴了Amazon S3中对象和桶的两层架构, 并且进一步采用五类对象进行数据存储管理和访问操作, 包括容器对象、数据对象、域对象、能力对象和队列对象, 其中后三个可以看做特殊的容器对象。每个对象通过多个Key-Value数据进行元数据描述。元数据包括安全和数据存储管理方面的元数据、用户自定义元数据等。
3.3 接口协议
SNIA的CDMI支持REST接口协议, 并在HTTP标准基础上进行了扩展。
3.4 操作能力
CDMI除了对能力对象仅仅提供读操作以外, 其他对象均支持增删改查四种操作。CDMI还支持对域对象、队列对象和能力对象的操作能力。
3.5 服务使用方式
目前用户使用基于对象的云存储服务, 主要有以下三种方式:
(1) 直接采用REST或HTTP接口, 编程实现与云存储系统的交互。
(2) 通过与特定编程语言绑定的API开发包。这种方式通过在REST接口之上封装一层, 可以提高特定语言开发者的编程效率。
(3) 通过云存储运营商管理门户 (Portal) 或第三方管理软件实现。用户无需编程, 直接通过图形界面使用, 或直接使用管理软件, 由管理软件调用REST接口实现存储的管理。这种方式下, 用户对后台的控制能力受到Portal或第三方管理软件的限制。
不同的支持方式可以服务于开发者、最终用户等不同需求的云存储用户。
3.6 大数据存储标准化方面的建议
从以上分析可以看出, 云存储标准与大数据的存储标准需求在架构模型、数据模型、接口协议、操作模式以及服务使用方式上十分类似, 但大数据存储本身还有许多特殊的需求, 与大数据分析关系比较密切。因此, 大数据存储标准可以在现有云存储标准上进行扩展, 以适应大数据存储的需求。
4 结语
虽然国内尚未有关于大数据的数据存储管理服务, 但是这一领域正在迅速发展, 已经有很多公司关注并投身到这一领域, 因此, 针对中国大数据存储市场的需求并适当参考国际上现有的服务接口, 制定适合中国市场的大数据存储接口标准, 建立大数据存储的标准化体系, 将对促进整个产业的稳定发展具有重大的意义。
大数据商机：云存储 篇2
如果3000多年前商朝的史官穿越到今天这个时代，他们一定会产生一种对信息数据的眩晕感。
这是一个数据爆炸的世界，人类从未像今天这样随时随地地创造数据。有统计称，现在全球一天创造的数据相当于过去几百年创造的数据。我们可以在互联网上搜索、聊天、购物、摄影、看视频、听音乐、写文档……现在BAT（百度、阿里巴巴、腾讯）各自处理的数据量已达到100P（1P=1024T，1T=1024G））级别。据说淘宝和天猫每天新增的数据量，能让人连续不断地看28年高清电影。
随着数据量的与日俱增，如何方便、安全地存储信息就成了人们考虑的问题。在随处是“云计算”的“云时代”，人们纷纷将数据搬到云端。数据云端化趋势催热了存储市场，各种云存储产品纷纷落地。
“云计算”催热“云存储”
2002年左右，陈进才所在的研究团队正从事一项数字电视台研究，需要存储高清的数字电视信号，当时主流的硬盘大小只有几十“G”（1G=1024M），无法满足存储需求。陈进才想到的办法是，将几个小容量且便宜的硬盘组合成为一个磁盘阵列，每个磁盘阵列大小为1T，总共用了四个这样的磁盘阵列。
“现在在京东、淘宝上很轻易就能买到几‘T’大小的移动硬盘。”回想起12年前的存储条件，陈进才感叹道。计算机科学出身的陈进才现在是华中科技大学光电国家实验室信息存储与光显示功能实验室的科学家，专注于信息存储的基础研究工作。
“硬盘是信息存储历史上具有里程碑意义的发明。我最早使用的硬盘大小只有几十‘M’，现在几百‘G’、几‘T’容量的硬盘都很常见了。”陈进才的硬盘使用史大致与硬盘发展史相当。
不过现在，陈进才可能要跟硬盘说拜拜了。人们逐渐将数据搬到云端，而不是硬盘、U盘或者光盘，而这一切都拜“云计算”这个时髦词儿所赐。
“计算和存储是两个密不可分的概念。人们在计算什么？数据。计算的结果是什么？还是数据。只要是数据，都需要有一个场地，这就是存储。”陈进才说，“以前学术界和产业界对计算的投入较多，所以云计算才发展这么快，不过紧接着云存储又落地了，现在网盘已经走进了人们的生活。”
人们日常使用水、电，只要拧开水龙头、插上插头就可以用了，并不需要知道所使用的水和电来自何方。事实上，水、电来自不同的水厂、电厂，并纳入统一的水电供应网络中。云存储也是一样的道理。以前，人们知道一个文档存储在U盘、光盘、硬盘当中，现在数据走向云端，人们不知道数据究竟存储在哪里，但这并不妨碍人们随时随地使用数据。
云存储技术的出现是符合时代发展需要的。这是一个大数据时代，生活在这个时代的人跟商朝史官的最大不同是，人们能随时随地记录和保存自己的历史。人们记录个人历史的方式各式各样，产生的数据诸如文字、语音、照片、视频、消费记录、搜索记录等，五花八门。特别是智能硬件兴起以后，各种可穿戴设备正马不停蹄地记录我们身体的数据。个人拥有的数据量与日俱增，传统硬盘已经无法满足需求，云存储适时出现，缓解了存储压力。
这又是一个移动互联网时代，人们随时随地都在使用PC、笔记本、手机、平板等多种终端设备，而这些设备之间的数据同步和共享问题也日益突出。人们使用数据的场景日益丰富：工作时在单位的PC上办公，有时又需要在其他终端上查看数据；用手机拍摄了照片、视频，想在PC或者电视的屏幕上观看。传统的解决办法是用U盘、移动硬盘等存储介质转移数据，但使用起来总是不便。一旦终端设备或者U盘、硬盘损坏或丢失，造成的数据损失无法弥补。云存储技术则很好地解决了数据同步和共享，给用户带来便捷。
据思科公司发布的《思科全球云指数：2013-2018》报告预测显示，到2018年，全球将有78%的数据量会在云端存储和处理，只有22%的数据会在传统物理介质中存储和处理。对此，陈进才表示：“具体的比例我无法评价，但是数据云端化趋势是明显的，这个预测大方向是对的。”
云存储应用无处不在
正因为数据无处不在，所以云存储也无处不在。近两年，个人云、家庭云、企业云、行业云等各式各样的“云”纷纷问世。
对家庭来说，照片是最值得回忆的纪念。360云盘就打算把用户的照片作为未来发展的重点。“照片对用户来说是很重要的数据。我们想把用户的照片都备份到云盘中，避免用户手机、电脑故障时丢失照片的情况。以后用户也可以在手机的云盘或相册内看到这些照片，实现无障碍查看，且不占用手机存储空间。”360云盘产品经理刘航对《支点》记者说。
云存储的好处还在于能突破传统U盘物理时空的局限。比如人们拍摄了照片，将照片保存并分享到云存储，远在老家的爸妈可以瞬时查看这些照片。类似的使用照片数据的场景很多，而家庭云存储则能很好地满足家庭成员在不同地区、不同场景下查看照片的需求。
随着物联网建设的推进，家庭智能化也逐步实现。“一个家庭就是一个物联网系统。现在家里一般都有好几台移动设备，还有其他的智能设备，比如空调、电视、冰箱等。对这些智能设备的控制、需求都会产生信息数据，而有数据就需要存储配置。家庭云存储能够把这些电子设备共用起来，建立在一个共同的平台上，从而达到数据同步和共享的目的。”陈进才认为，家庭云存储前景广阔，“按照现有技术，家庭云存储很快就能够推广开来。”
云存储在智慧城市建设中也应用广泛。比如城市智慧交通，有了云存储，交警可随时在个人终端上查看道路交通信息。比如智能安防系统，由于要存储大量的高清监控视频，传统的存储方式根本无法满足。云存储不仅能存储大量视频，还能让用户随时随地调取视频数据。又比如在智慧医疗中，云存储平台将人们跟医院等健康机构联系起来。各种可穿戴设备记录人们身体的数据，并实时将数据上传到云端，医生则可随时查看数据并提出指导意见。
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类似的云存储技术应用还有很多，未来云存储将在智慧城市的各个细分领域都将得到长足发展。据IDC的《2020年的数字宇宙》报告预测，到2020年数字宇宙的规模将达到40万亿GB，其中40%的数据将会在云服务商那里被存储或处理，15%的数据将始终存储在云中。
业内混战跑马圈地
尽管云存储市场空间巨大，但无论是美国，还是中国，云存储行业还处于起步阶段，市场中还没有形成占绝对优势领头羊的局面。
比如在美国，不仅苹果公司推出iCloud云存储服务，其他巨头如谷歌、亚马逊和微软也纷纷角逐云存储市场。而Box这样的初创公司也开始与大牌公司Dropbox（世界上最大的云存储服务公司之一）抢市场。一时间，美国云存储市场好不热闹。
国内云存储市场也热闹非凡，互联网巨头和初创企业纷纷在云存储市场上跑马圈地，并没有哪一家处于很明显的优势地位。网盘作为针对个人用户的一种云存储产品，尤其受到青睐。百度云盘、360云盘、微云、天翼云、115网盘、金山快盘、华为网盘、新浪微盘，都在使出浑身解数，积攒人气。
“现在PC没落了，移动设备越来越普及。云存储可以备份终端设备中的重要资料，防止丢失，各个终端之间也可以同步和分享数据，给用户带来便利。另外，手机制造商也想用云存储黏住用户，资料备份在他们的云存储里，用户换品牌的机会就变少了。”刘航向《支点》记者解释了为什么云存储会引发起众多互联网公司的兴趣。
热闹归热闹，陈进才从热闹中看出了些门道。在他看来，目前国内的云存储服务提供商还处于聚集用户的初级阶段。“通过提供免费的大容量的网盘服务，达到聚集大量用户的目的，再通过提供增值服务收费，比如扩充存储容量等。”
“企业这么做也很无奈。毕竟云存储刚出现，消费者心里没底，如果一开始就收费的话，用户肯定不买账，免费则符合国内用户的心理。”陈进才认为，国内云存储服务提供商还需慢慢探索更有效的商业模式。
刘航也坦言，360云盘还没有找到有效的盈利模式，处于用户积累期。不过他坚持认为：“好的基础服务应该是免费的，未来我们也不会向云盘用户收费。”
陈进才建议，云存储服务商应转向企业级用户要利润。“企业有时会存储大量数据，所以迫切需要云存储。”当然企业可以自建私有云，但云存储技术门槛很高，需要企业投入大量资金购买存储硬件和软件设备建设云存储平台，还得请专业人员运营和维护这一平台，成本投入较大。当然企业也可以把这些工作交给专业的云存储服务商，这就给国内云存储服务商们带来了机会。
未来存储将生物智能化
人类自文明诞生以来，就一直在探索存储信息的方式。从结绳记事到龟甲兽骨，从莎草纸到竹简丝绸，从纸张到软盘，从硬盘到光盘，从U盘到云盘，信息存储能力在越来越强、越来越便捷的同时，人们也越来越注重存储的安全问题。
艾媒咨询在去年底发布的《2014中国个人云存储行业及用户行为研究报告》显示，80.3%的中国网民会选择用U盘存储文件，只有33.6%的网民会选择云存储产品存储文件，同时还显示，有59.6%的网民在选择云存储服务时比较关注存储的安全性。
安全的云存储对用户使用习惯的形成至关重要。一说到“云”，总给人一种虚无缥缈的感觉，用户对于云存储也有这样的感觉。跟U盘存储不一样，数据云端化以后，用户不知道数据究竟存储在哪里，从而对云存储的数据安全产生担忧。
云存储，究竟安不安全？去年闹得沸沸扬扬的好莱坞女星艳照门事件，不禁让人们对云存储安全性产生怀疑。女星的艳照就是从苹果公司的云存储服务iCloud中流出的。
刘航解释说，iCloud泄漏是因为苹果公司对iCloud账户登录没有限制，允许用户反复重试密码，黑客利用这个漏洞开发软件穷举各种密码，从而破解账户盗取文件。
刘航认为没有绝对的安全。要提高安全性能，一方面云存储服务商本身要将安全措施做到极致；另一方面用户也要提高自身安全意识。
陈进才认为，安全问题是目前云存储推广的最大障碍之一，但用户没有必要因此就排斥云存储。“以前我们去银行柜台存钱就觉得安全，而在网上交易则觉得不安全，可现在大家普遍都在网上转账、付款。请给云存储一点时间，未来云存储的安全体系会越来越先进。”陈进才对云存储的未来充满信心。
当然，云存储也并不是人类存储信息的最终形态，事实上云存储的数据依然存储在硬盘上。刘航认为，未来肯定会出现更为先进的存储技术，比如蛋白质存储器。据悉，一个蛋白质存储器的存储容量可达5万GB，与传统光盘相比访问数据的速度更快，且在无电源的情况下还能存储数据。
“互联网预言帝”凯文·凯利在《失控》一书中认为，人造事物和天生事物正在联姻。他说：“机器，正在生物化；而生物，正在工程化。”蛋白质存储器正是生物工程化的体现。未来，蛋白质存储器很有可能会成为继云存储以后存储市场新的增长点。
依靠存储技术，人类知识得以传承。毫不夸张地说，未来人类文明的延续，存储技术的进步至关重要。（支点杂志2015年3月刊）
云数据存储和管理标准化研究 篇3
关键词：云数据存储,云数据管理,标准体系架构,对象存储,Key-Value数据管理
1 引言
云数据存储和管理作为云计算的基石, 发展极为迅速。一方面, 传统的数据存储和数据管理产品逐步向云计算转型;另一方面, 新型的云数据存储和管理产品逐步兴起。这些系统形态各异, 接口形式多样。接口的不统一带来了服务供应商绑定和数据绑定问题, 影响到产业的长远发展。为此, 需要对云数据存储和管理接口标准进行总体规划, 以保证数据层和上层应用的互操作和可移植。
2 云数据存储和管理接口标准化问题
云数据存储和管理系统的日益繁荣一方面解决了云计算环境下数据存储和数据管理面临的挑战, 另一方面, 这些系统对外提供的访问接口形式各异, 接口的差异同时带来了以下问题:
(1) 服务提供商绑定和数据绑定问题:由于数据模型、接口协议、服务功能和访问形式的差异, 用户在不同的云数据存储和管理系统之间进行数据迁移、数据集成和数据访问时面临服务提供商绑定问题。
(2) 对Saa S产业的影响:云数据存储和管理作为典型的Iaa S层和Paa S层服务, 支撑各类Saa S应用。如果云数据存储接口和云数据管理接口不一致, 基于这些接口的Saa S应用需要做多种适配, 影响了Saa S产业的发展。
因此, 对现有的云数据存储和数据管理接口进行调研, 制定统一的接口规范, 不仅可以有效解决服务提供商绑定和数据绑定问题, 而且对Saa S产业的健康发展起到了重要作用。
3 云数据存储和管理接口标准体系架构
云数据存储和管理主要包含两个方面:云数据存储和云数据管理。云数据存储和管理涉及面广, 参与厂商众多。通过对现有主流的云数据存储和管理系统进行调研, 经过梳理分析, 我们提出云数据存储和管理接口标准体系架构, 如图1所示。
图1中, 云数据存储包括两个部分:基于对象的云存储应用接口和基于文件的云存储应用接口;云数据管理包括三个部分:分布式关系数据库应用接口、基于Key-Value的云数据管理应用接口和分布式数据仓库应用接口。
3.1 基于对象的云存储应用接口
在云计算推出以前, 数据存储通常采用两种方式:基于块的存储 (Block) 和基于文件的存储。这两类存储采用不同的标准接口。例如, 基于块的存储接口包括i SCSI、FC等, 基于文件的存储接口包括POSIX系列接口, 如NFS、CIFS、Web DAV等。
对象存储是传统块存储的延伸, 是具有一定“智能”的数据容器。用户通过对象ID来访问对象, 而不需要了解对象的具体空间分布情况。相对于文件存储系统的复杂API, 对象存储系统提供基于对象的创建、读取、更新、删除等接口, 接口简单。此外, 文件系统中采用命名空间 (Name Space) 的树状逻辑结构进行文件的管理, 可扩展性有限, 而对象的管理十分灵活, 可扩展性好。
目前, 国外已有多家云存储服务提供商提供基于对象的云存储服务, 包括Amazon S3、Google Storage、AT&T Synaptic Storage as a Service等。其中, Amazon S3是目前使用最广泛的一个事实规范。S3采用桶和对象的结构来存储数据, 提供对桶和对象的增、删、改、查操作接口, 提供REST和SOAP两种协议, 可与多种网络开发工具集成工作, 且拥有多个开源项目的支持。
标准化协会SNIA (Storage Networking Industry Association) 下属的Cloud Storage Technical Working Group工作组致力于云存储的标准化工作。SNIA的云存储模型包括了块、文件、对象和表等层面, 考虑到现有标准和产业发展现状, SNIA选择对象作为突破口, 并于2010年4月推出了云数据管理接口 (Cloud Data Management Interface, CDMI) 规范。CDMI提供5种对象支持数据存储管理和访问操作:域对象、容器对象、数据对象、队列对象和能力对象。其中, 能力对象主要提供访问接口, 用来描述云数据存储和管理服务提供商能够提供的能力。域对象、容器对象、数据对象和队列对象分别提供对域、容器、数据和队列的增、删、改、查操作接口。容器对象可嵌套。域对象、容器对象和数据对象之间存在一定的层次关系。域对象下包含容器对象, 容器对象下包含数据对象。队列对象是一类特殊的容器对象, 以先进先出的方式提供对数据的访问。对象访问协议上提供REST API接口。
CDMI的编制由传统存储厂商主导, 因此CDMI在设计之初就考虑到和传统存储产品和访问协议的兼容, 导致整个CDMI体系比较复杂, 目前还没有相应的商业系统实现。
基于对象的云存储是云计算环境下数据存储的主流方式之一, 也是目前发展较快的数据存储方式。在进行基于对象的云存储接口规范设计时, 既要考虑到对象的特点, 提供足够的灵活性, 又要考虑传统的数据访问协议, 保证一定的兼容性。
3.2 基于文件的云存储应用接口
Google采用的Google File System (GFS) 是分布式文件系统的典型案例。Apache的HDFS (Hadoop Distributed File System) 是GFS的开源版本。
针对云计算环境的一些典型特点, 如超大文件的访问 (TB级别的文件) , 一次写多次读的数据访问特点, 运行在廉价的普通硬件上, 硬件和网络故障经常发生, GFS在设计上和传统分布式文件存储系统不同, 呈现以下特点:
(1) 高可靠性:利用多副本自动复制技术 (每个系统中副本的个数设置不同, GFS中每块数据至少有3份以上的备份) , 用软件的可靠性来弥补硬件可靠性的不足。
(2) 分布式海量数据的支持:将元数据和用户数据分开存放, 用少量的元数据服务器进行元数据管理, 用大量的数据服务器分块存储用户数据, 规模可以达到PB级及以上。
(3) 高性能:增大文件I/O单位 (GFS中为64 M) ;面向一次写多次读的数据处理应用, 采用移动计算而不是移动数据的方式减少网络传输时间, 提高处理效率。
在传统文件访问接口的基础上, 基于文件的云存储应用接口支持创建、删除、打开、关闭、读、写、追加、快照等多种操作功能。在读写接口上, 支持大数据量的I/O访问。在元数据管理上, 提供对文件大小、位置、用户和权限的管理。
GFS/HDFS非常适于进行以大文件形式存储的海量数据的并行处理, 但是当文件系统的文件数量持续上升时, 元数据服务器的可扩展性面临极限。以HDFS为例, 只能支持千万级的文件数量, 如果用于存储互联网应用的小文件则有困难。在这种应用场景面前, 分布式对象存储系统更为有效。
3.3 分布式关系数据库应用接口
随着云计算的日益盛行, 传统的关系数据库管理系统也被迁移至云中。例如, Amazon推出的关系数据库服务“Amazon Relational Database Service (RDS) ”, 能够在云计算中运用My SQL的数据管理功能, 且不需要复杂的设定, 很容易根据规模扩张。Oracle也推出了能够在云中运行的Oracle 10 G XE (快捷版) 。
传统的关系数据库管理系统向云进行迁移时, 在接口层面临两个问题:
(1) 传统的关系数据库管理系统在进行数据访问和数据管理时大多遵循SQL规范。SQL规范内容丰富, 支持非常复杂的查询语义, 如多表关联查询、嵌套查询等。在云计算环境下是否需要对这些接口进行一定的裁剪, 还需要进一步调研。此外, 传统的关系数据库在事务管理上一般采用强一致性:一旦一个事务做了更改操作, 其他事务需要尽可能早的看到更新之后的数据。而在云计算环境下, 对数据一致性 (Consistency) 的要求降低, 通常采用最终一致性, 不要求对数据的更新被立刻看到。相反, 对数据可用性 (Availability) 和分区容忍性 (Tolerance to network Parititions) 的要求提高。
(2) Web访问协议。目前主流的Web访问协议包括HTTP、REST、SOAP等。目前大部分的系统都支持HTTP和REST的Web访问协议。对SOAP协议的支持度还不是很高。对关系数据库服务在这方面的需求还需要进一步调研。
3.4 基于Key-Value的云数据管理应用接口
云计算环境下, 大部分应用不需要支持完整的SQL语义, 而只需要Key-Value形式或略复杂的查询语义。在这样的背景下, 各种Key-Value数据库纷纷涌现。商业系统包括Google的Big Table、Amazon的Dynamo和Simple DB、Yahoo的YQL和PNUTS等。开源系统包括Apache的HBase和Cassandra、Mongo DB等。从数据访问特点上看, 传统的关系数据库管理系统强调数据的一致性和可用性, 而Key-Value数据管理方式强调数据的可用性和分区容忍性。
目前, Key-Value数据库市场正在迅速发展, 不同Key-Value数据库提供的数据访问和数据管理接口形式各异。通过对这些Key-Value数据库的调研我们发现, 这些Key-Value数据库虽然接口形式各异, 但是服务功能类似, 都提供对数据的增删改查和元数据管理功能。因此, 对Key-Value数据库在服务功能上进行规范有必要且可行。此外, 在数据模型、数据访问协议 (如REST、SOAP) 、元数据定义、操作接口 (增删改查) 和服务质量定义方面也需要进行统一规范。
3.5 分布式数据仓库应用接口
云计算环境下的数据通常都是海量的, 传统的数据仓库很难处理如此大量的数据, 因此云计算环境下分布式数据仓库应运而生, 但是这种技术目前正处于发展初期, 只有一些开源的产品, 还没有成熟的商业服务。分布式数据仓库在操作集合、应用环境等方面都与传统数据仓库存在一些差异, 因此在应用接口方面也面临传统数据仓库访问接口裁剪和Web访问协议两方面的问题。
4 结语
数据存储标准 篇4
根据铁路工程建设信息化总体方案的部署, 以及中国铁路总公司建设管理信息化要求, 在铁路BIM标准框架指导下, 在IFC4×1的基础上进行扩展, 制定了本标准。
本标准涵盖铁路通信、信号、电力变电、接触网4个专业领域。
本标准由铁路BIM联盟负责解释。在使用本标准过程中如发现需要修改和补充之处, 请及时将意见反馈给铁路BIM联盟。
本标准主编单位及人员
中铁第一勘察设计院集团有限公司:
魏州泉、任晓春、张峰、闫鹏、李志彪、王嘉、杨长辉、朱铁栓、宋元斌、郭世勇、王朝存、肖志强、路长平、金光、郝帅、冯亦博、赵乐、宫衍圣、黄文勋、张学武、王继来、魏佳良、刘彦明、许兴旺、魏方华、王鹏、徐博、张生延、周福军、靳猛、王玮
本标准参编单位及人员
中国铁路总公司工程管理中心:
盛黎明、沈东升、刘延宏、陈亮、王江、索宁、陈云、李慧
中国铁道科学研究院:
史天运、王万齐、王辉麟、解亚龙、郭歌、卢文龙、冯云梅、梁策、王楠、牛宏睿、张松峰、郝蕊、刘北胜、钱进、张静涵、刘雨娜、朱亚静、徐晓磊、智鹏、陈杰、王超、鲍榴
中国中铁二院工程集团有限责任公司:
周建、董凤翔、李朝阳、张毅、杨佳、麦洋、王彦哲、邵岩、叶明珠、朱聪、吴桦林、郑毅、胡水、袁蕾、梁莹
铁道第三勘察设计院集团有限公司:
李华良、杨绪坤、刘航、刘新宇、车爽、郑新新、江传东、张妍君、柴天娇、张文利、辛宇、苗桦、卢静、赵飞飞、姚峰峰、苏林、武长海、侯震宇、彭良勇、马静波、陈兴强、何永发、罗健
中铁第四勘察设计院集团有限公司:
张颋、孙建明、吴华丹、吴杰、张雷、石瑞霞、刘畅、李红梅、周洁云、刘继洲、刘正自、卫旭初、沈志淩、许永宏
中建交通建设集团有限公司:
王永义、张坤、黄鑫
目录
1总则
1.1编制原则
本标准的编制遵循以下原则:
(1) 兼容性原则。本标准与building SMART组织已发布的IFC (Industry Foundation Class) 标准保持最大限度的兼容。
(2) 可移植性原则。本标准仅规范铁路四电工程领域的基础数据模型。该数据模型中的元素可以被不同技术平台的不同编码方式使用。
(3) 抽象性原则。本标准仅定义在国内外广泛应用, 且被整个领域共同认知与接受的重要铁路四电工程元素, 以使本标准的固定模型最小化。
(4) 可扩展性原则。本标准可与具体的信息分类、编码、字典相结合、对本标准定义的元素进行进一步“修饰”或限度, 而不扩大和改变元素的基本含义, 从而满足特定用户的信息存储与交换需求。
(5) 可选择性原则。本标准中定义的任何元素在信息存储与交换需求中都是可选的。
(6) 可重复性原则。本标准中定义的任何元素在数据交换与存储的应用中都是可重复的。
(7) 易用性原则。本标准提供标准作者之间、作者与软件开发人员之间描述标准的形式化文件与可读性文件, 从而不给相关人员增加过多的工作负担。
1.2编制范围
本标准目前涵盖铁路通信、信号、电力变电、接触网专业领域。
1.3适用范围
本标准适用于铁路工程BIM实施标准制定、铁路BIM软件研发和铁路BIM应用研究。
1.4引用规范
本标准引用以下标准和规范:
GB/T 16656.1—2008工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第1部分:概述与基本原理 (ISO 10303—1:1994) 。
GB/T 16656.11—2010工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第11部分:描述方法:EXPRESS语言参考手册 (ISO 10303—11:2004) 。
GB/T 16656.21—2008工业自动化系统与集成产品数据表达与交换第21部分:实现方法:交换文件结构的纯正文编码 (ISO 10303—21:2002) 。
ISO 16739:2013工业基础类平台规范。
building SMART Industry Foundation Classes IFC4x1。
2术语和缩略语
2.1术语
下列术语适用于本标准:
实体 (entity) :表示具有共同特性的概念或物理对象的一类集合。
属性 (attribute) :对实体特性的抽象描述。
直接属性 (direct attribute) :对实体特征进行直接描述的信息单元。
反向属性 (inverse attribute) :定义获取关联实体的信息单元, 以保证参照完整性。
衍生属性 (derived attribute) :从其他属性计算得到的信息单元。
属性集 (property set) :属性的集合。
模式 (schema) :构造部分或全部模型的数据项的集合。
信息模型 (information model) :某领域概念及关系的一种抽象的数据语言表达。
空间结构单元 (spatial structure element) :通常表示物体的空间主体及其主要组成结构。
空间组成 (spatial composition) :指空间结构单元之间部分与整体间的组成关系。
空间分解 (spatial decomposition) :指空间结构单元间整体与部分间的分解关系。
空间包含 (spatial containment) :指空间结构单元包含实体的关系。
被空间包含 (contained in spatial structure) :指实体被空间结构单元包含的关系。
实体组成 (entity composition) :指组合件包含实体的关系。
Express-G:EXPRESS语言的图形子集, 用图形化的方法描述概念与概念之间的关系。
2.2缩略语
下列缩略语适用于本标准。
AEC/FM:Architecture, Engineering, Construction and Facilities Management/建筑、设计、施工和设备管理。
BIM:Building Information Modeling/建筑信息模型。
IFC:Industry Foundation Classes/工业基础类。
HVAC:Heating, Ventilation and Air Conditioning/暖通空调。
XML:Extensible Markup Language/可扩展标记语言。
3铁路四电工程信息模型基础数据体系结构
3.1铁路四电工程信息模型基础数据体系结构
铁路四电工程信息模型基础数据体系结构是在IFC4和铁路工程信息模型数据存储标准1.0版的基础上, 根据铁路四电工程的特点及需求进行扩展。为了维持IFC标准的可延续性, 在扩充过程中遵循了以下扩展原则:
(1) 四电专业在领域层、共享层做扩展, 不增加新领域。
(2) 主要利用既有实体进行扩展。
(3) 主要通过增加属性或预定义类型来扩充实体。
(4) 当以上两点都不能满足需要时, 增加新实体, 并增加相应的通用属性类。
根据上述原则进行扩展, 如图3.1所示。在资源层 (Resource Layer) 、核心层 (Core Layer) 没有扩展。在领域层 (Domain Layer) 的电气领域 (Electrical Domain) 和建筑控制领域 (Building Controls Domain) 、共享层 (Interop Layer) 根据四电专业特点新增和扩展了一些实体。
3.2铁路四电工程空间结构组成
铁路四电工程空间结构组成如图3.2所示。在铁路车站 (IfcRailway Sation) 下面包含多个配送系统 (Ifc Distribution System) 。配送系统可以是通信、信号、接触网、电力或者变电系统。
图3.3是IFC4中一个配电系统的电路图, 铁路四电系统基本上和该系统类似。一个配送系统 (Ifc Distribution System) 通过Ifc Rel Aggregates包含多个子配送系统, 配送系统内部通过Ifc Rel Assigns To Group包含多个设备、接线盒和线缆, 设备和线缆通过Ifc Rel Nests包含多个端口;端口之间通过Ifc Rel Connects Ports关联。
4铁路四电工程公用
铁路四电工程信息模型基础数据架构由配送系统 (Ifc Distribution System) 、配送构件 (Ifc Distribution Element) 以及配送接口 (Ifc Distribution Port) 等组成。
其中, 部分铁路四电工程公用构件或零部件采用原IFC4中已有类型或已有类型的枚举项, 部分构件通过增加类型或枚举项的方式进行扩展, 具体如下:
(1) 铁路四电工程公用部分参见本标准第4章节。
(2) 灯具采用IFC4中Ifc Lamp和Ifc Light Fixture类型。
(3) 电容采用IFC4中Ifc Electric Flow Storage Device类型。
(4) 继电器采用IFC4中Ifc Electric Time Control类型。
(5) 报警器采用IFC4中Ifc Alarm类型。
(6) 接线盒/箱采用IFC4中Ifc Junction BoxDATA或POWER。
(7) 端口采用IFC4中Ifc Distribution Port类型。
(8) 电缆井采用IFC4中Ifc Distribution Chamber ElementMANHOLE。
(9) 基础采用IFC4中Ifc Footing类型。
(10) 立柱采用IFC4中Ifc Column类型。
(11) 电缆槽采用IFC4中Ifc Cable Carrier SegmentCABLETRUNKINGSEGMENT。
(12) 过轨管采用IFC4中Ifc Cable Carrier SegmentCONDUITSEGMENT。
(13) 桥架采用IFC4中Ifc Cable Carrier SegmentCABLELADDERSEGMENT。
(14) 走线架采用IFC4中Ifc Cable Carrier SegmentCABLETRAYSEGMENT。
(15) 配线模块采用IFC4中Ifc Cable Fitting, 并新增预定义类型。
(16) 电缆段、绞线段、贯通地线采用IFC4中Ifc Cable Segment, 并增加预定义类型。
(17) 熔断器、断路器采用IFC4中Ifc Protective Device, 并增加预定义类型。
(18) 配电箱、配电板采用IFC4中Ifc Electric Distribution Board, 并增加预定义类型。
(19) 变压器、整流器采用IFC4中Ifc Transformer类型, 并增加预定义类型。
(2 0) 不间断电源设备采用I F C 4中采用I f c E l e c t r i c F l o w S t o r a g e D e v i c eU P S, 蓄电池采用Ifc Electric Flow Storage DeviceBATTERY, 并增加预定义类型。
(21) 开关电源采用IFC4中Ifc Electric Flow Storage Device类型, 并增加预定义类型。
(22) 设备柜 (Ifc Device Cabinet) 为新增实体, 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) 。主要包括:箱合、方向盒、防护盒、分线盘、接口柜、轨道柜、通信机柜等。
(23) 绝缘装置 (Ifc Insulation Device) 为新增实体, 继承自流处理设备 (Ifc Flow Treatment Device) 。
(24) 防雷设施 (Ifc Lightning Protection) 为新增实体, 继承自流控制器 (Ifc Flow Controller) 。
(25) 接地装置 (Ifc Ground Device) 为新增实体, 继承自流控制器 (Ifc Flow Controller) 。
电缆槽、电缆井和过轨管的连接关系示意如图4.1所示, 电缆槽、电缆井与过轨管配送系统的连接关系如图4.2所示, 四电公用EXPRESS-G如图4.3所示。
4.1公用类型
4.1.1电缆桥架段类型 (Ifc Cable Carrier SegmentType Enum)
Ifc Cable Carrier Segment Type Enum是电缆桥架段类型枚举, 从功能的角度定义电缆桥架段的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
CABLELADDERSEGMENT:电缆梯架段;
CABLETRAYSEGMENT:电缆托架段;
CABLETRUNKINGSEGMENT:电缆槽段;
CONDUITSEGMENT:导管段 (过轨管) ;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
CANTILEVER:腕臂;
SUPPORTOR:肩架。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Cable Carrier Segment Type Enum=ENUMERATION OF
(CABLELADDERSEGMENT,
CABLETRAYSEGMENT,
CABLETRUNKINGSEGMENT,
CANTILEVER,
CONDUITSEGMENT,
SUPPORTOR,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.2电缆段类型 (Ifc Cable Segment Type Enum)
Ifc Cable Segment Type Enum是电缆段类型枚举, 从功能的角度定义电缆段的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
BUSBARSEGMENT:母线段;
CABLESEGMENT:电缆段;
CONDUCTORSEGMENT:导体段;
CORESEGMENT:核心段;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
INTEGRATEDGROUNDINGWIRESEGMENT:综合贯通地线;
STRANDEDSEGMENT:绞线段。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Cable Segment Type Enum=ENUMERATION OF
(BUSBARSEGMENT,
CABLESEGMENT,
CONDUCTORSEGMENT,
CORESEGMENT,
INTEGRATEDGROUNDINGWIRESEGMENT,
STRANDEDSEGMENT,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.3保护设备类型 (Ifc Protective Device Type Enum)
Ifc Protective Device Type Enum是保护设备类型枚举, 从功能的角度定义保护设备的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
CIRCUITBREAKER:断路器;
EARTHLEAKAGECIRCUITBREAKER:地漏断路器;
EARTHINGSWITCH:接地开关;
FUSEDISCONNECTOR:熔断器;
RESIDUALCURRENTCIRCUITBREAKER:漏电断路器;
RESIDUALCURRENTSWITCH:漏电开关;
VARISTOR:变阻器 (防雷单元) ;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
POINTMACHINEPROTECTION:转辙机保护器;
RESISTOR:电阻;
SWITCHINGCABINET:开关柜。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Protective Device Type Enum=ENUMERATION OF
(CIRCUITBREAKER,
EARTHLEAKAGECIRCUITBREAKER,
EARTHINGSWITCH,
FUSEDISCONNECTOR,
POINTMACHINEPROTECTION,
RESIDUALCURRENTCIRCUITBREAKER,
RESIDUALCURRENTSWITCH,
RESISTOR,
VARISTOR,
SWITCHINGCABINET,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.4配电板卡类型 (Ifc Electric Distribution Board Type Enum)
Ifc Electric Distribution Board Type Enum是配电板卡类型枚举, 从功能的角度定义配电板的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
CONSUMERUNIT:配电箱;
DISTRIBUTIONBOARD:配电板;
MOTORCONTROLCENTRE:电机控制中心;
SWITCHBOARD:开关板;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
POWERBOARD:电源板卡;
DATABOARD:数据板卡。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Electric Distribution Board Type Enum=ENUMERATION OF
(CONSUMERUNIT,
DATABOARD,
DISTRIBUTIONBOARD,
MOTORCONTROLCENTRE,
POWERBOARD,
SWITCHBOARD,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.5电缆配件类型 (Ifc Cable Fitting Type Enum)
Ifc Cable Fitting Type Enum是线缆配件设备类型枚举, 从功能的角度定义各类线缆配件设备的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
CONNECTOR:用户自定义;
ENTRY:用户自定义;
EXIT:用户自定义;
JUNCTION:用户自定义;
TRANSITION:用户自定义;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
TERMINALMOUDULE:配线模块。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Cable Fitting Type Enum=ENUMERATION OF
(CONNECTOR,
ENTRY,
EXIT,
JUNCTION,
TERMINALMOUDULE,
TRANSITION,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.6变压器类型 (Ifc Transformer Type Enum)
Ifc Transformer Type Enum是保护设备类型枚举, 从功能的角度定义电能变换设备的类型。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
CURRENT:变流器;
FREQUENCY:变频器;
INVERTER:逆变器;
RECTIFIER:整流器;
VOLTAGE:变压器;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
LIGHTINGUNIT:点灯单元。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Transformer Type Enum=ENUMERATION OF
(CURRENT,
FREQUENCY,
INVERTER,
LIGHTINGUNIT,
RECTIFIER,
VOLTAGE,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.7设备柜 (Ifc Device Cabinet Type Enum)
Ifc Device Cabinet Type Enum是设备柜类型枚举, 从功能的角度定义设备柜的类型。
新增枚举项定义:
BOX:箱盒;
CABINET:机柜;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Device Cabinet Type Enum=ENUMERATION OF
(BOX,
CABINET,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.8绝缘装置类型 (Ifc Insulation Device Type Enum)
Ifc Insulation Device Type Enum是绝缘装置类型枚举, 从功能的角度定义绝缘装置的类型。
新增枚举项定义:
AIRCORECOIL:空心线圈;
INSULATEDJOINT:绝缘节;
INSULATIONEQUIPMENT:绝缘器件;
INSULATOR:绝缘子;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Insulation Device Type Enum=ENUMERATION OF
(AIRCORECOIL,
INSULATEDJOINT,
INSULATIONEQUIPMENT,
INSULATOR,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.9防雷设施类型 (Ifc Lightning Protection Type Enum)
Ifc Lightning Protection Type Enum是防雷设施类型枚举, 从功能的角度定义防雷设施的类型。
新增枚举项定义:
LIGHTNINGROD:避雷针;
LIGHTNINGSTRIP:避雷带;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Lightning Protection Type Enum=ENUMERATION OF
(LIGHTNINGROD,
LIGHTNINGSTRIP,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.10接地装置类型 (Ifc Ground Device Type Enum)
Ifc Ground Device Type Enum是接地装置类型枚举, 从功能的角度定义接地装置的类型。
新增枚举项定义:
EARTHELECTRODE:接地极;
GROUNDBUS:接地母线;
GROUNDINGMODULE:接地模块;
IONELECTROD:离子接地极;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Ground Device Type Enum=ENUMERATION OF
(EARTHELECTRODE,
GROUNDBUS,
GROUNDINGMODULE,
IONELECTROD,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.11报警设备类型 (Ifc Alarm Type Enum)
Ifc Alarm Type Enum是指不同种类报警设备的集合。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
BELL:警铃;
BREAKGLASSBUTTON:击碎玻璃报警按钮;
LIGHT:视觉报警装置;
MANUALPULLBOX:手拉报警装置;
SIREN:声音报警装置;
WHISTLE:警笛;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
ALARMBUTTON:紧急报警装置。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Alarm Type Enum=ENUMERATION OF
(BELL,
BREAKGLASSBUTTON,
LIGHT,
MANUALPULLBOX,
SIREN,
WHISTLE,
ALARMBUTTON,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.1.12电流存储设备 (Ifc Electric Flow Storage Device Type Enum)
Ifc Electric Flow Storage Device Type Enum电流存储装置类型枚举。该类是IFC4的现有类, 四电专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
BATTERY:电池;
CAPACITORBANK:电容器组;
HARMONICFILTER:谐波滤波器;
INDUCTORBANK:电感组;
UPS:不间断电源;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
SWITCHPOWERSUPPLY:开关电源。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Electric Flow Storage Device Type Enum=ENUMERATION OF
(BATTERY,
CAPACITORBANK,
HARMONICFILTER,
INDUCTORBANK,
UPS,
SWITCHPOWERSUPPLY,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
4.2公用实体
4.2.1流终端 (Ifc Flow Terminal)
4.2.1.1实体定义
由于在流终端下需要新增信号终端实体 (Ifc Signaling Terminal) 、设备柜实体 (Ifc Device Cabinet) 和信号机机构实体 (Ifc Signal Mechanisms) , 因此流终端需要被重新描述。
4.2.1.2属性定义
流终端保持原有的属性不做改变。
4.2.1.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Flow Terminal
SUPERTYPE OF (ONEOF
(Ifc Air Terminal,
Ifc Audio Visual Appliance,
Ifc Communications Appliance,
Ifc Device Cabinet
Ifc Electric Appliance,
Ifc Fire Suppression Terminal,
Ifc Lamp,
Ifc Light Fixture,
Ifc Medical Device,
Ifc Outlet,
Ifc Sanitary Terminal,
Ifc Signal Mechanisms,
Ifc Signaling Terminal,
Ifc Space Heater,
Ifc Stack Terminal,
Ifc Waste Terminal) )
SUBTYPE OF (Ifc Distribution Flow Element) ;
END_ENTITY;
4.2.2设备柜 (Ifc Device Cabinet)
4.2.2.1实体定义
设备柜 (Ifc Device Cabinet) 是用于摆放设备的流终端设备。
4.2.2.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将设备柜进一步细分为机柜、箱盒等。
4.2.2.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Device Cabinet
SUBTYPE OF (Ifc Flow Terminal) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Device Cabinet Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Device Cabinet Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Device Cabinet Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCDEVICECABINETTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
4.2.3流控制器 (Ifc Flow Controller)
4.2.3.1实体定义
由于在流控制器下需要新增信号中继器实体 (Ifc Signaling Relay) 、防雷设施 (Ifc Lightning Protection) 、接地装置 (Ifc Ground Device) , 因此流控制器需要被重新描述。
4.2.3.2属性定义
流控制器保持原有的属性不做改变。
4.2.3.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Flow Controller
SUPERTYPE OF (ONE OF
(Ifc Air Terminal Box,
Ifc Damper,
Ifc Electric Distribution Board,
Ifc Electric Time Control,
Ifc Flow Meter,
Ifc Ground Device,
Ifc Lightning Protection,
Ifc Protective Device,
Ifc Signaling Relay,
Ifc Switching Device,
Ifc Valve) )
SUBTYPE OF (Ifc Distribution Flow Element) ;
END_ENTITY;
4.2.4流处理设备 (Ifc Flow Treatment Device)
4.2.4.1实体定义
由于在流处理设备下需要新增绝缘装置实体 (Ifc Insulation Device) , 因此流处理设备需要被重新描述。
4.2.4.2属性定义
流处理设备保持原有的属性不做改变。
4.2.4.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Flow Treatment Device
SUPERTYPE OF (ONEOF
(Ifc Duct Silencer,
Ifc Filter,
Ifc Interceptor,
Ifc Insulation Device) )
SUBTYPE OF (Ifc Distribution Flow Element) ;
END_ENTITY;
4.2.5绝缘装置 (Ifc Insulation Device)
4.2.5.1实体定义
绝缘装置 (Ifc Insulation Device) 定义了接触网系统中带电体与其他设备或接地体保持电气绝缘的重要部件或构件。
4.2.5.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从结构形式上将绝缘装置进一步细分为空心线圈、绝缘节、绝缘器件、绝缘子、绝缘套管等。
4.2.5.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Insulation Device
SUBTYPE OF (Ifc Flow Treatment Device) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Insulation Device Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Insulation Device Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Insulation Device Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCINSULATIONDEVICETYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
4.2.6防雷设施 (Ifc Lightning Protection)
4.2.6.1实体定义
防雷设施 (Ifc Lightning Protection) 是用于减少闪击击于建 (构) 筑物上或建 (构) 筑物附近造成的物质性损害和人员伤亡的设施。
4.2.6.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将防雷设施进一步细分为避雷带、避雷针等。
4.2.6.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Lightning Protection
SUBTYPE OF (Ifc Flow Controller) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Lightning Protection Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Lightning Protection Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Lightning Protection Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCLIGHTNINGPROTECTIONTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
4.2.7接地装置 (Ifc Ground Device)
4.2.7.1实体定义
接地装置 (Ifc Ground Device) 是接地体和接地线的总合, 用于传导雷电流并将其流散入大地。
4.2.7.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将接地装置进一步细分为接地母线、接地极、接地模块、离子接地极等。
4.2.7.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Ground Device
SUBTYPE OF (Ifc Flow Controller) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Ground Device Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Ground Device Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Ground Device Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCGROUNDDEVICETYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
4.3公用属性集
4.3.1 Pset_Device Cabinet Common
属性集名称:Pset_Device Cabinet Common。
适用的实体:Ifc Device Cabinet。
描述:设备柜通用属性集。
属性列表:见表4.1。
4.3.2 Pset_Electri Distribution Board Type Power Board
属性集名称:Pset_Electri Distribution Board Type Power Board。
适用的实体:Ifc Electri Distribution Board。
描述:电源板卡属性集。
属性列表:见表4.2。
4.3.3 Pset_Ground Device Type Common
属性集名称:Pset_Ground Device Type Common。
适用的实体:Ifc Ground Device。
描述:接地装置通用属性集。
属性列表:见表4.3。
4.3.4 Pset_Chainage Common
属性集名称:Pset_Chainage Common。
适用的实体:四电室外部分设备或基础。
描述:里程通用属性集。
属性列表:见表4.4。
4.3.5 Pset_Ifc Lightning Protection
属性集名称:Pset_Lightning Protection。
适用的实体:Ifc Lightning Protection。
描述:防雷设施属性集。
属性列表:见表4.5。
4.3.6 Pset_Ifc Lightning Protection Type Lightning Rod
属性集名称:Pset_Lightning Protection Type Lightning Rod。
适用的实体:Ifc Lightning Protection。
描述:避雷针属性集。
属性列表:见表4.6。
4.3.7 Pset_Ifc Distribution System Type Rail System
本标准引用IFC4中配送系统 (Ifc Distribution System) 来表达铁路四电工程中系统的定义, 并新定义“Pset_Distribution System Type Rail System”属性集, 使用该属性集中的Type属性进一步说明系统的类型。
属性集名称:Pset_Distribution System Type Rail System。
适用的实体:Ifc Distribution System。
描述:配送系统铁路子系统类型。
属性列表:见表4.7。
5通信
本标准中通信定义了铁路通信、信息、自然灾害监测及异物侵限3部分的内容。
通过引用IFC4中配送系统 (Ifc Distribution System) 、配送构件 (Ifc Distribution Element) 以及配送接口 (Ifc Distribution Port) 来构成通信的定义。图5.1以铁路车站票务系统为例, 展示了构件、端口的连接关系。
其中, 部分通信构件或零部件采用IFC4中已有类型或已有类型的枚举项, 部分构件通过增加枚举项的方式进行扩展, 具体如下:
(1) 路由器采用IFC4中Ifc Communications ApplianceROUTER。
(2) 采用IFC4中Ifc Communications Appliance类型, 并新增预定义类型TRANSMISSIONEQUIPMENT (传输设备) 、A C C E S S N E T W O R K E Q U I P M E N T (接入网设备) 、E X C H A N G E E Q U I P M E N T (交换设备) 、N E T W O R K S W I T C H (网络交换机) 、S Y N C H R O N I Z A T I O N N E T W O R K E Q U I P M E N T (同步设备) 、EMERGENCYHANDLINGEQUIPMENT (应急处理设备) 、MONITORHANDLEEQUIPMENT (监控设备) 、CONVERTER (转换器) 、WIRELESSCOMMUNICATIONEQUIPMENT (无线通信设备) 、LOCOMOTIVEEQUIPMENT (车载设备) 、PORTABLEDEVICES (便携设备) 、DATA STORAGE (数据存储设备) 。
(3) 天线采用IFC4中Ifc Communications ApplianceANTENNA。
(4) 风速风向计采用IFC4中Ifc SensorWINDSENSOR。
(5) 采用IFC4中Ifc Sensor类型, 并新增预定义类型PLUVIOGRAPH (雨量计) 、SNOWMETER (雪深仪) 、SEISMOMETER (地震仪) 、CLEARANCEINTRUSIONMONITORINGDEVICE (异物侵限监测装置) 。
(6) 数据或语音插座采用IFC4中Ifc OutletDATAOUTLET或TELEPHONEOUTLET。
(7) 摄像头采用IFC4中Ifc Audio Visual ApplianceCAMERA。拾音器采用IFC4中Ifc Audio Visual ApplianceMICROPHONE。
(8) 时钟采用IFC4中Ifc Electric Time ControlTIMECLOCK。
(9) 各类信息查询、办公、管理终端采用IFC4中Ifc Communications ApplianceCOMPUTER。
(10) 客运信息显示屏采用IFC4中Ifc Communications ApplianceDISPLAY。
(11) 扬声器采用I F C4中I f c A u d i o V i s u a l A p p l i a n c eS P E A K E R, 噪声探测器采用I F C4中I f c S e n s o rSOUNDSENSOR, 无线呼叫站采用IFC4中Ifc Audio Visual ApplianceRECEIVER, 广播主机采用IFC4中Ifc Audio Visual AppliancePLAYER, 广播功放采用IFC4中Ifc Audio Visual ApplianceAMPLIFIER。
(12) 声光报警器采用IFC4中Ifc AlarmLIGHT、BELL。
(13) 采用IFC4中Ifc Sensor类型, 并增加预定义类型INTRUSIONDETECTOR (入侵探测器) 。
(14) 采用IFC4中Ifc Alarm类型, 并增加预定义类型ALARMBUTTON (紧急报警装置) 。
(15) 采用I F C4中I f c A u d i o V i s u a l A p p l i a n c e类型, 并增加预定义类型R E C O R D E R (记录仪) 、CONFERENCEEQUIPMENT (会议设备) 、CONSOLE (监控台) 。
(1 6) 自动售票机采用I F C 4中I f c E l e c t r i c A p p l i a n c eV E N D I N G M A C H I N E, 人工售票机采用Ifc Communications ApplianceCOMPUTER, 票据打印机采用Ifc Communications AppliancePRINTER。
(17) 不间断电源设备采用Ifc Electric Flow Storage DeviceUPS, 蓄电池采用Ifc Electric Flow Storage DeviceBATTERY。
(18) 开关电源设备采用IFC4中Ifc Electric Flow Storage Device类型, 并增加预定义类型SWITCHPOWERSUPPLY (开关电源) 。
(19) 线缆、防雷、接地、沟槽管井参见四电公用部分。
5.1类型定义
5.1.1视听设备类型枚举 (Ifc Audio Visual Appliance Type Enum)
Ifc Audio Visual Appliance Type Enum是指不同种类视听设备的集合。
现有枚举项定义:
AMPLIFIER:放大器;
CAMERA:摄像机;
DISPLAY:显示器;
MICROPHONE:麦克风;
PLAYER:播放器;
PROJECTOR:幻灯机;
RECEIVER:接收器;
SPEAKER:扬声器;
SWITCHER:转接器;
TELEPHONE:电话;
TUNER:调节器;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
RECORDER:记录仪;
CONFERENCEEQUIPMENT:会议设备;
CONSOLE:监控台。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Audio Visual Appliance Type Enum=ENUMERATION OF
(AMPLIFIER,
CAMERA,
CONFERENCEEQUIPMENT,
CONSOLE,
DISPLAY,
MICROPHONE,
PLAYER,
PROJECTOR,
RECEIVER,
RECORDER,
SPEAKER,
SWITCHER,
TELEPHONE,
TUNER,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
5.1.2通信设备类型枚举 (Ifc Communications Appliance Type Enum)
Ifc Communications Appliance Type Enum是指不同种类通信设备的集合。
现有枚举项定义:
ANTENNA:天线;
COMPUTER:电脑;
FAX:传真机;
GATEWAY:网关;
MODEM:调制解调器;
NETWORKAPPLIANCE:网络设备;
NETWORKBRIDGE:网桥;
NETWORKHUB:网络集线器;
PRINTER:打印机;
REPEATER:中继器;
ROUTER:路由器;
SCANNER:扫描仪;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
TRANSMISSIONEQUIPMENT:传输设备;
ACCESSNETWORKEQUIPMENT:接入网设备;
EXCHANGEEQUIPMENT:交换设备;
NETWORKSWITCH:网络交换机;
SYNCHRONIZATIONNETWORKEQUIPMENT:同步设备;
EMERGENCYHANDLINGEQUIPMENT:应急处理设备;
MONITORHANDLEEQUIPMENT:监控设备;
CONVERTER:转换器;
WIRELESSCOMMUNICATIONEQUIPMENT:无线通信设备;
LOCOMOTIVEEQUIPMENT:车载设备;
PORTABLEDEVICES:便携设备;
DATA STORAGE:数据存储设备。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Communications Appliance Type Enum=ENUMERATION OF
(ACCESSNETWORKEQUIPMENT,
ANTENNA,
COMPUTER,
CONVERTER,
DATA STORAGE,
EMERGENCYHANDLINGEQUIPMENT,
EXCHANGEEQUIPMENT,
FAX,
GATEWAY,
LOCOMOTIVEEQUIPMENT,
MODEM,
MONITORHANDLEEQUIPMENT,
NETWORKAPPLIANCE,
NETWORKBRIDGE,
NETWORKHUB,
NETWORKSWITCH,
PRINTER,
REPEATER,
PORTABLEDEVICES,
ROUTER,
SCANNER,
SYNCHRONIZATIONNETWORKEQUIPMENT,
TRANSMISSIONEQUIPMENT,
WIRELESSCOMMUNICATIONEQUIPMENT,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
5.1.3传感器类型枚举 (Ifc Sensor Type Enum)
Ifc Sensor Type Enum是指不同种类传感器的集合。
现有枚举项定义:
CO2SENSOR:CO2传感器;
CONDUCTANCESENSOR:电导传感器;
CONTACTSENSOR:接触传感器;
FIRESENSOR:火传感器;
FLOWSENSOR:流传感器;
FROSTSENSOR:霜传感器;
GASSENSOR:气体传感器;
HEATSENSOR:热量传感器;
HUMIDITYSENSOR:湿度传感器;
IDENTIFIERSENSOR:识别传感器;
IONCONCENTRATIONSENSOR:离子浓度传感器;
LEVELSENSOR:填充传感器;
LIGHTSENSOR:灯光传感器;
MOISTURESENSOR:水分传感器;
MOVEMENTSENSOR:移动传感器;
PHSENSOR:p H传感器;
PRESSURESENSOR:压力传感器;
RADIATIONSENSOR:辐射传感器;
RADIOACTIVITYSENSOR:无线传感器;
SMOKESENSOR:烟感器;
SOUNDSENSOR:声音传感器;
TEMPERATURESENSOR:温度传感器;
WINDSENSOR:风速传感器;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
CLEARANCEINTRUSIONMONITORINGDEVICE:异物侵限监测装置;
GLASSBREAKSENSOR:玻璃破碎传感器;
INFRAREDSENSOR:红外传感器;
SEISMOMETER:地震仪;
SNOWMETER:雪深仪;
PLUVIOGRAPH:雨量计;
WATERLOGGINGSENSOR:水浸传感器;
INTRUSIONDETECTOR:入侵探测器。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Sensor Type Enum=ENUMERATION OF
(CO2SENSOR,
CONDUCTANCESENSOR,
CONTACTSENSOR,
FIRESENSOR,
FLOWSENSOR,
FROSTSENSOR,
GASSENSOR,
HEATSENSOR,
HUMIDITYSENSOR,
IDENTIFIERSENSOR,
IONCONCENTRATIONSENSOR,
LEVELSENSOR,
LIGHTSENSOR,
MOISTURESENSOR,
MOVEMENTSENSOR,
PHSENSOR,
PRESSURESENSOR,
RADIATIONSENSOR,
RADIOACTIVITYSENSOR,
SMOKESENSOR,
SOUNDSENSOR,
TEMPERATURESENSOR,
WINDSENSOR,
CLEARANCEINTRUSIONMONITORINGDEVICE,
GLASSBREAKSENSOR,
INFRAREDSENSOR,
SEISMOMETER,
SNOWMETER,
PLUVIOGRAPH,
WATERLOGGINGSENSOR,
INTRUSIONDETECTOR,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
5.1.4电气设备类型枚举 (Ifc Electric Appliance Type Enum)
Ifc Electric Appliance Type Enum是指不同种类电气设备的集合。
现有枚举项定义:
DISHWASHER:洗碗机;
ELECTRICCOOKER:电灶具 (烤箱等) ;
FREESTANDINGELECTRICHEATER:可移动电暖气;
FREESTANDINGFAN:可移动电风扇;
FREESTANDINGWATERHEATER:可移动热水器;
FREESTANDINGWATERCOOLER:可移动冷水器;
FREEZER:冷柜;
HANDRYER:干手机;
KITCHENMACHINE:厨房器械 (如搅拌机) ;
MICROWAVE:微波炉;
PHOTOCOPIER:复印机;
REFRIGERATOR:冰箱;
TUMBLEDRYER:烘干机;
VENDINGMACHINE:自动贩卖机;
WASHINGMACHINE:洗衣机;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
AUTOMATICGATEMACHINE:自动检票机;
LUGGAGEINSPECTION:安检仪;
PERSONNELSCREENING:安检门。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Electric Appliance Type Enum=ENUMERATION OF
(DISHWASHER,
ELECTRICCOOKER,
FREESTANDINGELECTRICHEATER,
FREESTANDINGFAN,
FREESTANDINGWATERHEATER,
FREESTANDINGWATERCOOLER,
FREEZER,
HANDRYER,
KITCHENMACHINE,
MICROWAVE,
PHOTOCOPIER,
REFRIGERATOR,
TUMBLEDRYER,
VENDINGMACHINE,
WASHINGMACHINE,
AUTOMATICGATEMACHINE,
LUGGAGEINSPECTION,
PERSONNELSCREENING,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
5.2属性集定义
5.2.1 Pset_Audio Visual Appliance Type Recorder
属性集名称:Pset_Audio Visual Appliance Type Recorder。
适用的实体:Ifc Audio Visual Appliance。
描述:记录仪属性集。
属性列表:见表5.1。
5.2.2 Pset_Audio Visual Appliance Type Conference Equipment
属性集名称:Pset_Audio Visual Appliance Type Conference Equipment。
适用的实体:Ifc Audio Visual Appliance。
描述:会议设备属性集。
属性列表:见表5.2。
5.2.3 Pset_Audio Visual Appliance Type Console
属性集名称:Pset_Audio Visual Appliance Type Console。
适用的实体:Ifc Audio Visual Appliance。
描述:监控台属性集。
属性列表:见表5.3。
5.2.4 Pset_Communications Appliance Type Transmission Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Transmission Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:传输设备属性集。
属性列表:见表5.4。
5.2.5 Pset_Communications Appliance Type Access Network Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Access Network Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:接入网设备属性集。
属性列表:见表5.5。
5.2.6 Pset_Communications Appliance Type Exchange Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Exchange Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:交换设备属性集。
属性列表:见表5.6。
5.2.7 Pset_Communications Appliance Type Network Switch
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Network Switch。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:网络交换机属性集。
属性列表:见表5.7。
5.2.8 Pset_Communications Appliance Type Synchronization Network Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Synchronization Network Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:同步设备属性集。
属性列表:见表5.8。
5.2.9 Pset_Communications Appliance Type Emergency Handling Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Emergency Handling Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:应急处理设备属性集。
属性列表:见表5.9。
5.2.10 Pset_Communications Appliance Type Monitor Handle Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Monitor Handle Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:监控设备属性集。
属性列表:见表5.10。
5.2.11 Pset_Communications Appliance Type Converter
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Converter。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:转换器属性集。
属性列表:见表5.11。
5.2.12 Pset_Communications Appliance Type Wireless Communication Equipment
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Wireless Communication Equipment。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:无线通信设备属性集。
属性列表:见表5.12。
5.2.13 Pset_Communications Appliance Type Portable Devices
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Portable Devices。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:便携设备属性集。
属性列表:见表5.13。
5.2.14 Pset_Communications Appliance Type Data Storage
属性集名称:Pset_Communications Appliance Type Data Storage。
适用的实体:Ifc Communications Appliance。
描述:数据存储设备属性集。
属性列表:见表5.14。
5.2.15 Pset_Sensor Wind Sensor Snow Meter Pluvio Graph Interface Type Common
属性集名称:Pset_Sensor Wind Sensor Snow Meter Pluvio Graph Interface Common。
适用的实体:Ifc Sensor。
描述:雪深仪、风速计、雨量计接口通用属性集。
属性列表:见表5.15。
5.2.16 Pset_Insulation Device Type Common
属性集名称:Pset_Insulation Device Type Common。
适用的实体:Ifc Insulation Device。
描述:绝缘装置属性集。
属性列表:见表5.16。
6信号
铁路信号系统是统一调度指挥列车运行、保证行车安全、提高运输效率、改善劳动强度的重要行车装备, 主要包括行车指挥系统、列控系统、区间及闭塞系统、车站联锁系统、信号集中监测系统、电源系统等系统。
通过引用IFC4中Ifc Shared Bldg Service Elements模式中Ifc Distribution System (分布系统) 表达信号系统及其各子系统。
信号信息模型基础数据架构由构件 (Ifc Element) 和端口 (Ifc Port) 组成。其中, 部分信号构件或零部件采用IFC4中已有类型或已有类型的枚举项, 部分构件通过增加类型或枚举项的方式进行扩展, 具体如下:
(1) 铁路四电公用部分参见本标准第4章节。
(2) 继电器采用IFC4中Ifc Electric Time ControRELAY。
(3) 断路器采用IFC4中Ifc Protective DeviceCIRCUITBREAKER。
(4) 熔断器采用IFC4中Ifc Protective DeviceFUSEDISCONNECTOR。
(5) 防雷单元采用IFC4中Ifc Protective DevicVARISTOR。
(6) 电阻采用IFC4中Ifc Protective Device, 并新增预定义类型RESISTOR (电阻) 。
(7) 隔离单元采用IFC4中Ifc Protective Devic, 并新增预定义类型ISOLATIONUNIT (隔离单元) 。
(8) 交流限时断相保护器、直流限时保护器采用I F C4中I f c P r o t e c t i v e D e v i c e, 并新增预定义类型POINTMACHINEPROTECTION (转辙机保护器) 。
(9) 直流限时报警器、灯丝断丝报警器、熔丝断丝报警器、排架报警器等报警器采用IFC4中Ifc AlarmBELL或Ifc AlarmLIGHT。
(10) 电容采用IFC4中Ifc Electric Flow Storage DeviceCAPACITORBANK。
(11) 变压器采用IFC4中Ifc TransformerVOLTAGE。
(12) 整流器采用IFC4中Ifc TransformerRECTIFIER。
(13) 扼流变压器采用IFC4中Ifc Transformer, 并新增预定义类型IMPEADANCEBOND (扼流变压器) 。
(14) 点灯单元采用IFC4中Ifc Transformer, 并新增预定义类型LIGHTINGUNIT (点灯单元) 。
(15) 方向盒、终端盒、电子接线盒采用IFC4中Ifc Junction BoxPOWER或Ifc Junction BoxDATA。
(16) 端子板采用IFC4中Ifc Cable Fitting, 并新增预定义类型TERMINALBOARD (端子板) 。
(17) 接线端子采用IFC4的Ifc Distribution PortCABLE。
(18) 信号电缆、计轴电缆、应答器电缆、信号室内软线采用IFC4中CABLESEGMENT。
(1 9) 综合贯通地线采用I F C 4中I f c C a b l e S e g m e n t T y p e E n u m, 并新增预定义类型INTEGRATEDGROUNDINGWIRESEGMENT (综合贯通地线) 。
(20) 绝缘节采用新增实体Ifc Insulation Device, 并新增预定义类型INSULATEDJOINT (绝缘节) 。
(21) 空心线圈绝缘节采用新增实体Ifc Insulation Device, 并新增预定义类型AIRCORECOIL (空心线圈) 。
(22) 箱盒基础采用IFC4中Ifc FootingSTRIP_FOOTING。
(23) 高柱信号机机柱采用IFC4中Ifc ColumnCOLUMN。
(24) 组合柜、轨道柜、分线盘、接口柜、移频柜、综合柜、机柜、变压器箱、双体防护盒使用在铁路四电公用部分新增的实体Ifc Device Cabinet。
(25) 机柜中各种电路板 (如计算机联锁机柜中联锁逻辑部二重系、电子终端、光分路器、UPS电源、逻辑24 V电源、接口24 V电源) 采用IFC4中Ifc Electric Distribution Board, 并新增预定义类型POWERBOARD (电源板) 或DATABOARD (数据板) 。
(26) 信号机、应答器、计轴器、转辙机、道岔安装装置、密贴检查器、锁闭器采用新增实体信号终端 (Ifc Signaling Terminal) , 信号终端 (Ifc Signaling Terminal) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) 。
(27) 发送器、接收器、衰耗器、功放器、应答器编码单元、采集器、电缆模拟网络盘, 25 Hz相敏轨道电路防护盒 (FH-25) 采用新增实体信号中继器 (Ifc Signaling Relay) , 信号中继器 (Ifc Signaling Relay) 继承自流控制 (Ifc Flow Controller) 。
(28) 信号机机构采用新增实体信号机机构 (Ifc Signal Mechanisms) , 信号机机构 (Ifc Signal Mechanisms) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) 。
CTC中心设备、CTC车站分机、计算机联锁机、列控中心、临时限速服务器、RBC设备、轨道电路维护机、微机监测中心设备、微机监测车站分机, 轨道电路送电端、轨道电路受电端等设备采用IFC4中的Ifc Distribution SystemDATA。
信号构件Express-G如图6.1所示。
信号系统由各种构件 (Ifc Element) 和端口 (Ifc Port) 连接实现, 图6.2、图6.3以信号联锁子系统为例体现了信号构件及端口连接关系。图6.2为信号联锁子系统室内设备连接关系, 图6.3为信号联锁子系统室外设备连接关系, 室内设备与设备设通过室外电缆连接。
新增信号终端 (Ifc Signaling Terminal) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) ;新增信号中继器 (Ifc Signaling Relay) 继承自流控制器 (Ifc Flow Controller) ;新增信号机机构 (Ifc Signal Mechanisms) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) 。
6.1类型定义
6.1.1信号终端类型 (Ifc Signaling Terminal Type Enum)
Ifc Signaling Terminal Type Enum是信号终端类型枚举, 从功能的角度定义信号终端的类型。
新增枚举项定义:
SIGNAL:信号机;
AXLECOUNTER:计轴器;
BALISE:应答器;
ENDPOSITIONDETECTOR:密贴检测器;
LOCKSTRETECHER:锁闭器;
POINTMACHINE:转辙机;
MOUNTEDDEVICE:道岔安装装置;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Signaling Terminal Type Enum=ENUMERATION OF
(SIGNAL
AXLECOUNTER,
BALISE,
ENDPOSITIONDETECTOR,
LOCKSTRETECHER,
MOUNTEDDEVICE,
POINTMACHINE,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
6.1.2信号中继器类型 (Ifc Signaling Relay Type Enum)
Ifc Signaling Relay Type Enum是信号中继器类型枚举, 从功能的角度定义信号中继器的类型。
新增枚举项定义:
ACQUISITION:采集器 (CP) ;
AMPLIFIER:功放器;
ATTENUATOR:衰耗器 (SH) ;
LEU:应答器编码单元;
RECEIVER:接收器;
SENDER:发送器;
SIMULATOR:模拟网络盘;
25HZTRACKCIRCUITPROTECTIONBOX:25 Hz轨道电路防护盒;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Signaling Relay Type Enum=ENUMERATION OF
(ACQUISITION,
AMPLIFIER,
ATTENUATOR,
LEU,
RECEIVER,
SENDER,
SIMULATION,
25HZTRACKCIRCUITPROTECTIONBOX:
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
6.1.3信号机机构类型 (Ifc Signal Mechanisms Type Enum)
Ifc Signal Mechanisms Type Enum是信号机机构类型枚举, 从信号机灯位结构数量的角度定义信号机机构的类型。
新增枚举项定义:
SINGLEMECHANISMS:一灯位;
DOUBLEMECHANISMS:二灯位;
TRIPLEMECHANISMS:三灯位;
QUADRUPLEMECHANISMS:四灯位;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Signal Mechanisms Type Enum=ENUMERATION OF
(SINGLEMECHANISMS,
DOUBLEMECHANISMS,
TRIPLEMECHANISMS,
QUADRUPLEMECHANISMS,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
6.2实体定义
6.2.1信号终端 (Ifc Signaling Terminal)
6.2.1.1实体定义
信号终端 (Ifc Signaling Terminal) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) , 定义了信号系统中的终端设备。
6.2.1.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将信号终端进一步细分为信号机、计轴器、应答器、密贴检查器、转辙机、锁闭器、道岔安装装置等。
6.2.1.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Signaling Terminal
SUBTYPE OF (Ifc Flow Terminal) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Signaling Terminal Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Signaling Terminal Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Signaling Terminal Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCSIGNALINGTERMINALTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
6.2.2信号中继器 (Ifc Signaling Relay)
6.2.2.1实体定义
信号中继器 (Ifc Signaling Relay) 定义了信号系统中对信号进行接收、发送、处理等操作的非整机设备。
6.2.2.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将信号中继器进一步细分为功放器、衰耗器、采集器、模拟网络盘、接收器、发送器、25 Hz相敏轨道电路防护盒等。
6.2.2.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Signaling Relay
SUBTYPE OF (Ifc Flow Controller) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Signaling Relay Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Signaling Relay Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Signaling Relay Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCSIGNALINGRELAYTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
6.2.3信号机机构 (Ifc Signal Mechanisms)
6.2.3.1实体定义
信号机机构 (Ifc Signal Mechanisms) 继承自流终端 (Ifc Flow Terminal) , 信号机构是信号机组成的一个部件, 从信号机机构灯位结构的角度定义信号机机构的设备。
6.2.3.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从信号机机构灯位结构类型上将信号机机构进一步细分为一灯位、二灯位、三灯位、四灯位等。
6.2.3.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Signal Mechanisms
SUBTYPE OF (Ifc Flow Terminal) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Signal Mechanisms Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Signal Mechanisms Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Signal Mechanisms Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCSIGNALMECHANISMSTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
6.3属性集定义
6.3.1 Pset_Signal Terminaland Processor Common
属性集名称:Pset_Signal Terminaland Processor Common。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal/Ifc Signaling Relay。
描述:信号终端设备和信号中继器通用属性集。
属性列表:见表6.1。
6.3.2 Pset_Signal Terminal PHistory
属性集名称:Pset_Signal Terminal PHistory。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:信号终端表现历史属性集。
属性列表:见表6.2。
6.3.3 Pset_Signal Terminal Occurrence
属性集名称:Pset_Signal Terminal Occurrence。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:信号终端环境属性集。
属性列表:见表6.3。
6.3.4 Pset_Signal Terminal Type Signal
属性集名称:Pset_Signal Terminal Type Signal。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:信号机属性集。
属性列表:见表6.4。
6.3.5 Pset_Signal Terminal Type Balise
属性集名称:Pset_Signal Terminal Type Balise。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:应答器属性集。
属性列表:见表6.5。
6.3.6 Pset_Signal Terminal Type Point Machine
属性集名称:Pset_Signal Terminal Type Point Machine。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:转辙机属性集。
属性列表:见表6.6。
6.3.7 Pset_Signal Terminal Type End Position Detector
属性集名称:Pset_Signal Terminal Type End Position Detector。
适用的实体:Ifc Signaling Terminal。
描述:密贴检查器属性集。
属性列表:见表6.7。
6.3.8 Pset_Signal Processor PHistory
属性集名称:Pset_Signal Processor PHistory。
适用的实体:Ifc Signaling Relay。
描述:信号中继器表现历史属性集。
属性列表:见表6.8。
6.3.9 Pset_Signal Processor Type Acquisition
属性集名称:Pset_Signal Processor Type Acquisition。
适用的实体:Ifc Signaling Relay。
描述:采集器属性集。
属性列表:见表6.9。
6.3.10 Pset_Signal Mechanisms Common
属性集名称:Pset_Signal Mechanisms Common。
适用的实体:Ifc Signal Mechanisms。
描述:信号机机构通用属性集。
属性列表:见表6.10。
7电力变电
电力变电模型基础数据架构由构件 (Ifc Element) 和端口 (Ifc Port) 组成。
其中, 部分电力变电构件或零件采用原IFC4中已有类型或已有类型的枚举项, 部分构件通过增加类型或枚举项的方式进行扩展, 具体如下:
(1) 铁路四电公用部分参见本标准第4章节。
(2) 灯具采用原IFC4中Ifc Lamp和Ifc Light Fixture类型。
(3) 发电机采用原IFC4中Ifc Electric Generator类型。
(4) 光伏电池板采用原IFC4中Ifc Solar Device类型。
(5) 变压器、电压互感器、电流互感器分别采用IFC4中Ifc TransformerVOLTAGE、Ifc TransformerVOLTAGE和Ifc TransformerCURRENT。
(6) 滤波装置采用IFC4中Ifc Electric Flow Storage DeviceHARMONICFILTER。
(7) 隔离开关、负荷开关分别采用IFC4中Ifc Switching DeviceSWITCHDISCONNECTOR和Ifc Switching DeviceLOADSWITCH。
(8) 交直流屏采用IFC4中Ifc Electric Distribution BoardDISTRIBUTIONBOARD。
(9) 补偿装置、抗雷线圈分别采用I F C4中I f c E l e c t r i c F l o w S t o r a g e D e v i c eC A P A C I T O R B A N K、Ifc Electric Flow Storage DeviceINDUCTORBANK。
(10) 端子箱、集中接地箱均采用IFC4中Ifc Junction BoxPOWER。
(11) 断路器、避雷器、熔断器分别采用IFC4中Ifc Protective DeviceCIRCUITBREAKER、Ifc Protective DeviceVARISTOR、Ifc Protective DeviceFUSEDISCONNECTO, 并在Ifc Protective Device类型中增加开关柜预定义类型。
(12) 二次屏采用IFC4中Ifc Unitary Control Element类型, 并增加预定义类型。组合电器 (Ifc Composite Apparatus) 为新增实体, 继承自能量转换装置 (Ifc Energy Conversion Device) 。
(13) 箱式所 (Ifc Box Type Substation) 为新增实体, 继承自能量转换装置 (Ifc Energy Conversion Device) 。
(14) 火灾自动报警探测器采用IFC4中Ifc Sensor类型。
(15) 火灾自动报警监控主机利用Ifc Communications Appliance新增枚举MONITORHANDLEEQUIPMENT:监控设备 (详见上文) 。
(16) BAS (Building Automation System) 楼宇自动化系统监控主机利用Ifc Communications Appliance新增枚举MONITORHANDLEEQUIPMENT:监控设备 (详见上文) 。
电力变电EXPRESS-G如图7.1所示, 电力变电逻辑关系如图7.2所示。
7.1类型定义
7.1.1组合电器类型 (Ifc Composite Apparatus Type Enum)
Ifc Composite Apparatus Type Enum是组合电器类型枚举, 从功能的角度定义组合电器的类型。
新增枚举项定义:
GIS:GIS组合电器;
HGIS:HGIS组合电器;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Composite Apparatus Type Enum=ENUMERATION OF
(GIS,
HGIS,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
7.1.2箱式所类型 (Ifc Box Type Substation Type Enum)
Ifc Box Type Substation Type Enum是箱式所类型枚举, 从功能的角度定义箱式所的类型。
新增枚举项定义:
SUBSTATION:变电所;
SECTIONPOST:分区所;
SUBSECTIONPOST:开闭所;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Box Type Substation Type Enum=ENUMERATION OF
(SECTIONPOST,
SUBSECTIONPOST,
SUBSTATION,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
7.1.3统一控制类型 (Ifc Unitary Control Element Type Enum)
Ifc Unitary Control Element Type Enum是统一控制类型枚举, 从功能的角度定义统一控制的类型。该类是IFC4的现有类, 本专业在现有的基础上进行扩充。
现有枚举项定义:
ALARMPANEL:报警面板;
CONTROLPANEL:控制面板;
GASDETECTIONPANEL:气体监测面板;
INDICATORPANEL:指示器面板;
MIMICPANEL:模拟面板;
HUMIDISTAT:温度调节器;
THERMOSTAT:温控器;
WEATHERSTATION:气象站;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
新增枚举项定义:
SECONDARYDEVICECABINET:二次屏。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Unitary Control Element Type Enum=ENUMERATION OF
(ALARMPANEL,
CONTROLPANEL,
GASDETECTIONPANEL,
INDICATORPANEL,
MIMICPANEL,
HUMIDISTAT,
SECONDARYDEVICECABINET,
THERMOSTAT,
WEATHERSTATION,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
7.2实体定义
7.2.1能量转换装置 (Ifc Energy Conversion Device)
7.2.1.1实体定义
由于在能量转换装置下需要新增能量转换实体, 因此能量转换装置需要被重新描述。
7.2.1.2属性定义
能量转换装置保持原有的属性不做改变。
7.2.1.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Energy Conversion Device
SUPERTYPE OF (ONE OF
(Ifc Air To Air Heat Recovery,
Ifc Boiler,
Ifc Box Type Substation,
Ifc Burner,
Ifc Chiller,
Ifc Coil,
Ifc Composite Apparatus,
Ifc Condenser,
Ifc Cooled Beam,
Ifc Cooling Tower,
Ifc Electric Generator,
Ifc Electric Motor,
Ifc Engine,
Ifc Evaporative Cooler,
Ifc Evaporator,
Ifc Heat Exchanger,
Ifc Humidifier,
Ifc Motor Connection,
Ifc Solar Device,
Ifc Transformer,
Ifc Tube Bundle,
Ifc Unitary Equipment) )
SUBTYPE OF (Ifc Distribution Flow Element) ;
END_ENTITY;
7.2.2组合电器 (Ifc Composite Apparatus)
7.2.2.1实体定义
组合电器 (Ifc Composite Apparatus) 定义了变电系统中的组合电器设备。
7.2.2.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将组合电器进一步细分为GIS组合电器、HGIS组合电器等。
7.2.2.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Composite Apparatus
SUBTYPE OF (Ifc Energy Conversion Device) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Composite Apparatus Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Composite Apparatus Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Composite Apparatus.Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCCOMPOSITEAPPARATUSTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
7.2.3箱式所 (Ifc Box Type Substation)
7.2.3.1实体定义
箱式所 (Ifc Box Type Substation) 定义了变电系统中的箱式所设备。
7.2.3.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能类型上将信号终端进一步细分为变电所、分区所、开闭所等。
7.2.3.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Box Type Substation
SUBTYPE OF (Ifc Energy Conversion Device) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Box Type Substation Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Box Type Substation Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Box Type Substation Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCBOXTYPESUBSTATIONTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
7.3属性集定义
7.3.1 Pset_Composite Apparatus Type Common
属性集名称:Pset_Composite Apparatus Type Common。
适用的实体:Ifc Composite Apparatus。
描述:组合电器通用属性集。
属性列表:见表7.1。
7.3.2 Pset_Box Type Substation Type Common
属性集名称:Pset_Box Type Substation Type Common。
适用的实体:Ifc Box Type Substation。
描述:箱式所属性集。
属性列表:见表7.2。
7.3.3 Pset_Box Type Substation Type Substation
属性集名称:Pset_Box Type Substation Type Substation。
适用的实体:Ifc Box Type Substation。
描述:箱式变电所属性集。
属性列表:见表7.3。
7.3.4 Pset_Box Type Substation Type Sub Section Post
属性集名称:Pset_Box Type Substation Type Sub Section Post。
适用的实体:Ifc Box Type Substation。
描述:箱式开闭所属性集。
属性列表:见表7.4。
7.3.5 Pset_Box Type Substation Type Section Post
属性集名称:Pset_Box Type Substation Type Section Post。
适用的实体:Ifc Box Type Substation。
描述:箱式分区所属性集。
属性列表:见表7.5。
7.3.6 Pset_Ifc Protective Device Type Switching Cabinet
属性集名称:Pset_Protective Device Type Switching Cabinet。
适用的实体:Ifc Protective Device。
描述:开关柜属性集。
属性列表:见表7.6。
7.3.7 Pset_Ifc Unitary Control Element Type Secondary Device Panel
属性集名称:Pset_Unitary Control Element Type Secondary Device Panel。
适用的实体:Ifc Unitary Control Element。
描述:二次屏属性集。
属性列表:见表7.7。
7.3.8 Pset_Ifc Electric Distribution Board Type Distribution Board
属性集名称:Pset_Electric Distribution Board Type Distribution Board。
适用的实体:Ifc Electric Distribution Board。
描述:配电屏新增属性集。
属性列表:见表7.8。
8接触网
接触网模型基础数据架构由构件 (Ifc Element) 和端口 (Ifc Port) 组成。
其中, 部分接触网构件采用IFC4中已有类型或已有类型的预定义类型, 其余构件通过增加类型或预定义类型的方式进行扩展, 具体如下:
(1) 铁路四电公用部分参见本标准第4章节。
(2) 接触导线、电缆分别采用IFC4中Ifc Cable SegmentCONDUCTORSEGMENT、Ifc Cable SegmentC A B L E S E G M E N T;承力索、附加导线等各类绞线采用I F C4中I f c C a b l e S e g m e n t类型, 并新增预定义类型STRANDEDSEGMENT (绞线段) 。
(3) 接触网腕臂、附加导线肩架采用IFC4中Ifc Cable Carrier Segment类型, 并新增预定义类型CANTILEVER (腕臂) 、SUPPORTOR (肩架) 。
(4) 接触网支柱基础、拉线基础采用IFC4中Ifc Footing类型。
(5) 接触网支柱采用IFC4中Ifc ColumnCOLUMN。
(6) 硬横梁采用IFC4中Ifc Element AssemblyBEAM_GRID;大限界框架采用IFC4中Ifc Element AssemblyBRACED_FRAME。
(7) 电缆接头及终端、线缆类金具采用IFC4中Ifc Cable Fitting类型。
(8) 接触网隔离开关采用IFC4中的Ifc Switching DeviceSWITCHDISCONNECTOR。
(9) 避雷器采用IFC4中Ifc Protective DeviceVARISTOR。
(10) 线缆附属构件 (Ifc Cable Auxiliary) 为新增实体, 继承自流配件 (Ifc Flow Fitting) 。其预定义类型包括下锚补偿装置、拉线、吊弦、电连接及中心锚结。
接触网构件EXPRESS-G如图8.1所示;牵引变电—接触网—电力机车—回流配送关系如图8.2所示;接触网系统结构组成如图8.3所示。
8.1类型定义
8.1.1线缆附属构件类型 (Ifc Cable Auxiliary Type Enum)
Ifc Cable Auxiliary Type Enum是线缆附属构件类型枚举, 从功能的角度定义线缆附属构件的类型。
新增枚举项定义:
ANCHORCOMPENSITON:下锚补偿装置;
BRACINGWIRE:拉线;
DROPPER:吊弦;
ELECTRICCONNECTION:电连接;
MIDPOINTANCHOR:中心锚结;
USERDEFINED:用户自定义;
NOTDEFINED:未定义。
EXPRESS描述:
TYPE Ifc Cable Auxiliary Type Enum=ENUMERATION OF
(ANCHORCOMPENSATION,
BRACINGWIRE,
DROPPER,
ELECTRICCONNECTION,
MIDPOINTANCHOR,
USERDEFINED,
NOTDEFINED) ;
END_TYPE;
8.2实体定义
8.2.1流配件 (Ifc Flow Fitting)
8.2.1.1实体定义
由于在流配件下需要新增线缆附属构件实体 (Ifc Cable Auxiliary) , 因此流配件需要被重新描述。
8.2.1.2属性定义
流配件保持原有的属性不做改变。
8.2.1.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Flow Fitting
SUPERTYPE OF (ONEOF
(Ifc Cable Auxiliary,
Ifc Cable Carrier Fitting,
Ifc Cable Fitting,
Ifc Duct Fitting,
Ifc Junction Box,
Ifc Pipe Fiiting) )
SUBTYPE OF (Ifc Distribution Flow Element) ;
END_ENTITY;
8.2.2线缆附属构件 (Ifc Cable Auxiliary)
8.2.2.1实体定义
线缆附属构件 (Ifc Cable Auxiliary) 定义了线缆系统中, 安装于线缆间或线缆两端, 起到连接、固定及提高载流性能等作用的线缆附属装置。
8.2.2.2属性定义
Pre Defined Type:预定义类型。从功能上将线缆附属构件进一步细分为下锚补偿装置、拉线、吊弦、电连接、中心锚结等。
8.2.2.3 EXPRESS描述
ENTITY Ifc Cable Auxiliary
SUBTYPE OF (Ifc Flow Fitting) ;
Pre Defined Type:OPTIONAL Ifc Cable Auxiliary Type Enum;
WHERE
Correct Predefined Type:
NOT (EXISTS (Predefined Type) )
OR (Predefined Type<>Ifc Cable Auxiliary Type Enum.USERDEFINED)
OR
( (Predefined Type=Ifc Cable Auxiliary Type Enum.USERDEFINED)
AND EXISTS (SELFIfc Object.Object Type) ) ;
Correct Type Assigned:
(SIZEOF (Is Type By) =0)
OR
(‘IFCELECTRICALDOMAIN.IFCCABLEAUXILIARYTYPE’
IN TYPEOF (SELFIfc Object.Is Type By[1].Relating Type) ) ;
END_ENTITY;
8.3属性集定义
8.3.1 Pset_Cable Carrier Segment Type Cantilever
属性集名称:Pset_Cable Carrier Segment Type Cantilever。
适用的实体:Ifc Cable Carrier Segment/CANTILEVER。
描述:腕臂属性集。
属性列表:见表8.1。
8.3.2 Pset_Cable Carrier Segment Type Supportor
属性集名称:Pset_Cable Carrier Segment Type Supportor。
适用的实体:Ifc Cable Carrier Segment/SUPPORTOR。
描述:肩架属性集。
属性列表:见表8.2。
8.3.3 Pset_Cable Segment Type Stranded Segment
属性集名称:Pset_Cable Segment Type Stranded Segment。
适用的实体:Ifc Cable Segment/STRANDEDSEGMENT。
描述:绞线段属性集。
属性列表:见表8.3。
8.3.4 Pset_Insulation Device Type Insulation Equipment
属性集名称:Pset_Insulation Device Type Insulation Equipment。
适用的实体:Ifc Insulation Device/INSULATIONEQUIPMENT。
描述:绝缘器件属性集。
属性列表:见表8.4。
8.3.5 Pset_Insulation Device Type Insulatorltage P_SINGLEVALUE/Ifc Ele stance P_SINGLEVALUE/Ifc Po
属性集名称:Pset_Insulation Device Type Insulator。
适用的实体:Ifc Insulation Device/INSULATOR。
描述:绝缘子属性集。
属性列表:见表8.5。
8.3.6 Pset_Cable Auxiliary Type Common
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Common。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary。
描述:线缆附属构件通用属性集。
属性列表:见表8.6。
8.3.7 Pset_Cable Auxiliary Type Anchor Compensation
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Anchor Compensation。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary/ANCHORCOMPOSATION。
描述:下锚补偿装置通用属性集。
属性列表:见表8.7。
8.3.8 Pset_Cable Auxiliary Type Bracing Wire
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Bracing Wire。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary/BRACINGWIRE。
描述:拉线属性集。
属性列表:见表8.8。
8.3.9 Pset_Cable Auxiliary Type Dropper
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Dropper。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary/DROPPER。
描述:吊弦属性集。
属性列表:见表8.9。
8.3.10 Pset_Cable Auxiliary Type Electrical Connection
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Electrical Connection。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary/ELECTRICCONNECTION。
描述:电连接属性集。
属性列表:见表8.10。
8.3.11 Pset_Cable Auxiliary Type Mid Point Anchor
属性集名称:Pset_Cable Auxiliary Type Mid Point Anchor。
适用的实体:Ifc Cable Auxiliary/MIDPOINTANCHOR。
描述:中心锚结属性集。
属性列表:见表8.11。
数据存储标准 篇5
1 大数据存储技术研究
1.1 非结构化数据的处理
在这一方面, 要数HDFS最具代表性。HDFS主要服务于系统中的各项应用程序, 其将一些POSIX接口开放, 通过主/从结构让流式访问文件的数据被允许操作。它是由不同的数据节点以及一个名字节点所组成, 能够让数据按照一定模式分割为不同的64位数模块, 并将其安排到不同分布式集群 (由不同数据节点组成) 中进行存储。当然, 若在使用过程中大数据存储量不断增多, 只需要增加数据节点即可轻松实现存储功能, 扩展性能较强。另外, 非结构化数据处理在数据吞吐量方面性能较好, 海量的数据处理不会明显影响到用户体验。
1.2 分布式并行数据库
分布式并行数据库主要用于处理海量的、结构化的数据, 是一种无共享、并行处理架构的数据管理系统。这类型系统主要采用Slave或是Master架构。Slave在运用上较多, 例如用户数据的存储方面, 多是被通过散列方式存储在不同的Slave服务器之中, 且数据在Slave的不同节点上也具有副本, 在系统适用性上较高。Master架构则只用于对元数据的存储。
1.3 半结构化数据的处理
传统数据处理由于没有使用No SQL数据库, 当遇到大数据存储时往往表现出低性能、低扩展性以及低灵活性缺陷。使用了No SQL数据库之后, 云计算得以适应, 目前其数据库类型主要有以下几种:列存储数据库、键值存储数据库、图形数据库以及文档型数据库。
2 大数据存数的标准化分析
2.1 云存储服务
目前在大数据存储上, 普通用户使用的云存储服务大多为基于对象类型, 表现为以下几种模式:⑴绑定。绑定对象为特定的编程语言, 表现为API开发包, 这类型的绑定处理利用了在REST接口上的一层封装, 让编程语言在运行效率上能够大大提升。⑵接口设置。接口设置方面, 主要采用HTTP接口或是REST接口两种, 要想实现云存储服务, 就必须通过编程实现其交互功能, 达到数据存储的有效性。⑶非编程状态下的存储。这一种形式是由第三方软件或是云存储本身所在的运营商通过其门户管理来完成的。对于使用者而言, 它不需要再次编程, 直接利用管理软件调用REST接口或是图形界面即可使用数据存储功能。在这一形式中, 使用者在后台控制上会受到第三方软件或者Portal的限制。
2.2 数据模型的设定及应用接口研究
在数据存储管理方面, 应注意对队列对象、能力对象、域对象、数据对象以及容器对象这5个对象的管理, 并实现对存储数据的访问功能。在这5个对象中, 前三个属于特殊容器对象的一种。在Key-Valuc帮助下, 每个对象均能够实现元数据描述功能。这里的元数据指的是使用者自定义数据、存储管理数据以及安全元数据等。
应用接口方面, 大数据存储技术的应用系统可分为4种, 即对象存储系统、分布式文件系统、分布式关系型数据库系统以及No SQL数据库系统, 不同系统在应用接口类型、应用环境以及特性方面对比如下:⑴对象存储系统。可适用REST或是HTTP接口, 用于处理基于对象的设备操作以及数据存储, 可有效定义对象的属性, 为用户提供基于数据对象的功能操作。⑵分布式文件系统。其应用接口可使用HTTP、CIFS或是NFS, 主要应用于非结构化数据的管理以及存储, 能够将元数据有效定义, 同时为用户提供应用及功能并管理相关数据。⑶分布式关系型数据库系统。可适用SQL、JDBC、ODBC应用接口, 应用于结构化数据的管理与存储, 能够对关系型数据模型有效定义, 访问时基于数据组织结构状态。⑷No SQL数据库系统。适用于API、REST或是HTTP接口, 用于对半结构化数据进行管理与存储, 其不支持SQL, 数据模型处理原则采用schema-free原则。
3 结束语
大数据存储并非一项单纯技术, 而是多种不同存储技术的综合。在具体操作方面, 其应用接口类型多样化, 目前应用最为成熟的算是分布式文件系统。No SQL数据库系统以及对象存储系统在应用上尚未达到成熟阶段, 相信在今后的研究中会不断完善, 让大数据存储不断趋近标准化, 提升其使用可行性。
参考文献
[1]韩晶.大数据服务若干关键技术研究[D].北京邮电大学, 2013.
[2]夏军宝.空间科学大数据存储模型SP-HDF及应用研究[D].中国地质大学 (北京) , 2013.
[3]李海波, 程耀东.大数据存储技术和标准化[J].信息技术与标准化, 2013, 05:23-26.
数据存储标准 篇6
1.1 概述
法国达索系统公司 (Dassault Systémes) 是产品生命周期管理 (Product Lifecycle Management, PLM) 解决方案的主要提供者, 与达索航天公司 (Dassault Aviation) 同属于法国达索集团。达索系统专注于3D技术和PLM解决方案已超过30年, 并一直与全球各行业中的领袖企业合作, 行业跨度从飞机、汽车、船舶直到消费品、工业装备和建筑工程。
达索系统的全生命期解决方案是由一系列的3D设计、分析、仿真和商业智能软件所组成, 服务于企业的各个流程, 既包括工程设计、优化、制造、安装, 也包括项目管理、商业运营以及供应链管理等。这其中包含数百种丰富多样的应用模块, 用户可根据具体业务需求, 选择不同的模块进行组合配置。在建筑工程行业, 最常用到的达索软件包括以下几大类:
(1) 设计建模类:以CATIA品牌为主, 是参数化3D建模设计工具;
(2) 施工仿真类:以DELMIA品牌为主, 是施工仿真和优化工具;
(3) 计算分析类:以SIMULIA品牌为主, 是通用有限元计算工具;
(4) 协同管理类:以ENOVIA品牌为主, 是项目管理和协同工具。
1.2 3D体验平台的特征
达索系统之所以能在众多行业中取得成功, 一方面借助于先进的三维设计和仿真工具, 另一方面也依赖于灵活、强健、可靠的数据管理平台, 可在同一个平台中管理从设计到制造、安装、维护全流程的数据。2014年, 达索系统发布了最新的“3D体验 (3DEXPERIENCE®) ”协同平台 (简称3D体验平台) , 以及基于该平台的一系列行业解决方案。3D体验平台具有如下特征:
(1) 基于云的系统架构。3D体验平台既提供企业云版本也提供公有云版本。在美国、欧洲等市场, 达索系统已通过公有云方式提供软件服务, 而在中国市场, 达索系统目前提供的主要是企业云版本, 即将中心系统部署在企业自身的服务器上。但无论是哪种方式, 用户的3D模型和项目信息都是统一存储于系统服务器, 而不是分散于每台工作站。因此, 只要用户能通过网络接入系统, 无论何时何地, 都能获取最新的准确信息开展工作。3D体验平台的技术架构见图1。
(2) 在数据库中管理BIM信息。传统的BIM软件往往把所有信息放在文件中存储, 这样既不便于管理也不便于共享, 因为很难从文件外部获取每个构件的准确信息。而3D体验平台将BIM信息以构件为单位存储在数据库中, 同时将所有相关信息都可以关联在构件对象之上。因此, 可以依据构件清单进行BIM信息的浏览、查询、统计和编辑, 甚至无需打开整个三维模型。在网络浏览器中查询构件清单及属性信息见图2。
(3) 内建的协同工作模式。不同的项目成员, 只要登录到网络平台上, 就能按相应的权限进行并发式的协同设计、分析和管理工作。为此, 3D体验平台内建了协同作业机制, 包括人员角色与权限管理、数据版本管理、对象锁定保护等一系列功能, 保障多专业、多工种的团队能够实时在线地协同工作。
(4) 整合一致的用户体验。在3D体验平台上, 达索系统实现了前台和后台的双重整合:后台的所有数据存储在同一套数据库内, 不同人员、不同软件模块都共享同一数据, 不再需要交换数据或者转换格式;而前台的各个应用模块都基于同一个3D图形平台, 因此可实现同样的操作方式和图形效果, 而不需要在不同的图形平台之间切换。基于“IF WE罗盘”的客户端用户界面见图3。
2 实现可定制的BIM数据标准
3D体验平台提供了强大的BIM数据标准管理功能, 支持企业或者行业根据自身需求部署定制的数据标准。在建筑工程的全生命期中, 有大量人员要根据各自的需求来输入、获取、查询和管理BIM信息。因此, 需要有统一的数据标准, 从而保证不同人员以相同的数据语言进行沟通, 保障信息交流的一致与可靠。达索系统的3D体验平台支持用户根据企业或行业的需求来自定义数据标准, 并在项目生命期中贯彻实施。
系统使用的机制和术语定义见图4。
(1) 标准定制包 (Package) :是由一套对象类型和属性扩展集组成的数据标准, 例如可以把IFC标准封装成一个标准包。一个BIM项目可以应用一个标准包, 也可同时应用多个标准包。
(2) 对象类型 (Type) :表示一个具体的产品类别, 例如门、窗、柱子等。一个标准包中通常包括多个对象类型。不同的对象类型之间还存在着两种不同的相互关系。继承关系:由父类型派生出子类型。例如从“桥”派生出“斜拉桥”和“连续梁桥”。这种关系中, 父类型的属性通常都会被子类型自动继承;聚合关系:一种类型的对象是由其他类型装配而成。例如“桥”是由“桥墩”、“桥台”和“梁”装配而成。这种关系中, 装配体和零件之间的属性未必相同。
(3) 属性扩展集 (Extension) :一组相关属性的集合, 可根据应用场景加载到对象类型上。建议把相关属性封装成扩展集, 以便于管理和应用。例如, 可以把设计阶段用到的属性封装成“设计信息”扩展集, 而材料采购阶段用到的信息封装成“采购信息”扩展集, 这样就可以在生命期的不同阶段快速在对象类型上加载不同的信息。
(4) 属性 (Attribute) :产品的一种特性或参数, 例如材质、颜色、生产厂家等。可以为每个属性指定它的数据类型, 例如长度、面积或者日期类型。
在3D体验平台上, 不仅可以灵活地定义对象类型和属性, 还可以定制其行为特征。例如:某个对象类型允许加载哪些属性扩展集;某个扩展集可以加载到哪些对象类型;在创建对象时缺省使用哪个属性扩展集;创建对象之后可以加载/去除哪些扩展集;根据不同的应用场景自动加载/去除属性扩展集;根据设计参数和公式自动计算出属性值 (可根据几何尺寸自动计算体积, 根据材料密度自动计算质量等) 。
有了这样的机制, 才能保证在建筑工程生命期各阶段的信息都能被准确捕捉, 并以结构化的方式存储于BIM系统内部, 随时被查询、统计和处理, 满足各种专业、各种流程的应用需求。
3 达索系统对IFC标准的支持
达索系统3D体验平台不仅提供了对BIM数据标准的支持机制, 更进一步, 在其土木建筑行业模块中还预置了基于国际标准IFC编制的AEC数据标准, 其中定义了各种BIM对象类型 (例如门窗、楼梯、幕墙等) 及相关属性, 并提供了IFC数据导入/导出接口。3D体验平台内置的数据标准与IFC4兼容, 而导入/导入接口遵循IFC 2×3标准 (这是考虑到行业内大多数软件导入导出的都是IFC 2×3标准) 。通过IFC标准, 既可在3D体验平台中创建含有丰富信息的BIM模型, 也可把多种业界软件创建的BIM模型导入到3D体验平台进行管理。通过IFC格式将Revit模型导入到达索平台 (见图5) 。
针对民用建筑行业, 3D体验平台中预置的标准IFC已经能够基本满足BIM数据交换的需求。而针对铁路工程行业, 可以在标准IFC的基础上进行扩展, 这方面的工作也正在进行中。在2015年上半年发布的“3D体验”R2015x版本中, 已经针对桥梁领域进行了扩展, 该扩展是基于国际IFC Bridge工作组的现有草案开发的。预计于2015年底发布的R2016x版本中, 将进一步扩展桥梁和隧道方面的标准, 更多的工作还在进行中。
在基础设施领域的IFC标准开发中, 达索系统不仅提供软件方面的技术支持, 同时也积极参与到行业标准编制中。在法国, 达索系统加入了由法国环境部支持成立、40多家公司共同参与的MINn D项目 ( http://www.minnd.fr/ ) , 其目标是研究基础设施领域的BIM数据交换, 包括IFC Bridge标准的编制。在中国, 达索系统与中国铁路BIM联盟在IFC Railway标准方面展开积极合作, 希望为中国铁路行业的BIM技术发展作出贡献。
4 案例研究
市政工程行业与铁路行业有类似之处, 都涉及大量的线路、隧道、桥梁等工程。在此领域, 达索系统与上海市政工程设计研究总院开展紧密的战略合作。上海市杨高南路地下通道项目 (见图6) 是由上海市政工程设计研究总院使用达索3D体验平台设计的一个示范项目。杨高南路 (世纪大道—浦建路) 改建工程的范围从现在的世纪大道延伸至浦建路跨线桥, 全长1.95 km。道路、隧道结构、桥梁 (张家浜桥) 、雨污水排管、交通标志标线、信号灯、通风、监控系统、供配电、建筑、绿化等相关设施及前期绿化与管线搬迁工作的建安费为14.55亿元人民币, 总投资24.7亿元人民币。
该项目全程采用达索公司的3DEXPERIENCE R2015x作为BIM实施平台, 与其他软件平台相比, 该平台具有以下几方面的优势:
(1) 达索平台采用云平台和中央服务器的架构模式, 以此统一项目的数据库, 为这一企业项目的数据安全提供可靠保护。
(2) 支持BIM模型的类型扩展, 在杨高南路项目中采用自定义类型统一部署的方法, 对隧道结构中的侧石、防撞栏、沥青等不同类型的构件进行了统一部署 (见图7) 。对于后期的工程算量及模拟施工仿真提供了很大的便利。
(3) 多专业的实时协同BIM平台, 在项目过程中结构、桥梁、管道等不同专业的设计人员可以在同一平台上进行实时设计任务。这种同步的建模功能可以即时发现设计过程中存在的缺陷, 快速检查模型之间是否存在干涉现象等。
(4) 初步形成了达索平台上的BIM建模流程。当前的软件格式支持大尺寸的100 k M数据模型, 整个BIM范围涵盖前期的方案设计, 中期的详细结构设计, 后期的施工仿真、项目报告及基于Internet Explorer的在线浏览等。
(5) 创新的知识模板库重用功能 (见图8) , 可通过CATIA提供的模板功能快速实现隧道结构中各种构件的实例化, 从而避免重复建模, 提升工作效率。
在项目方案论证阶段, 通过引入BIM技术手段实现该项目设计方案的三维可视化、多方案比选和方案优化, 在项目的系列汇报中取得良好效果;在设计阶段, 采用BIM建模和常规设计并行的方式, 检查设计成果, 保障设计出图质量;在施工招标阶段, 联合设计团队重点突破基于BIM设计模型的工程算量方法, 成功实现从BIM信息模型中直接提取该项目主体和围护结构的混凝土及钢筋算量, 其中65%的算量在与传统计算结果进行复核后, 成为正式施工招标的工程量清单内容 (见图9) 。
5 结束语
数据存储标准 篇7
BIM软件众多, 从目前来看没有一款软件能够适应铁路行业的所有专业或者铁路生命周期的所有阶段, 为确保各软件间数据的有效交换, 实现铁路专业间及BIM不同阶段的协同应用, 有必要建立铁路BIM技术标准。铁路BIM技术标准分为数据存储标准、信息语义标准以及信息传递标准, 在此主要介绍数据存储标准中的铁路隧道数据存储标准的研究方法和结果, 研究范围主要为目前铁路常用的新奥法开挖的山岭隧道, 包括洞门、明洞、暗洞、设备洞室等隧道结构。
制定铁路BIM数据存储标准的技术方案主要为静态扩展与动态扩展相结合的方法。静态扩展指以现有的IFC4为基础, 定义适合铁路领域新的IFC类, 以此为基础, 铁路隧道BIM数据存储标准的研究内容主要包括:在现有IFC4的基础上进行隧道空间结构单元、构件、零件相关实体类的扩展, 进行隧道空间结构单元、构件、零件常用预定义类型的定义, 对实体或预定义类型枚举进行属性集的定义。动态扩展指通过将实体的Object Type属性赋值为实体类型在《铁路工程信息模型分类与编码标准》中对应的编码, 从而标识实体具体类型。以下主要介绍静态扩展方法。
2 铁路隧道概念模型提出
铁路隧道BIM数据存储标准通过定义通用的隧道结构分类来表达不同形式的隧道。常见的山岭隧道主要由洞门、明洞、棚洞、暗洞、洞室等聚合而成, 在这些隧道结构中包含不同的隧道构件, 具有相似属性的构件可归为一类, 如隧道明洞、暗洞、洞室中都包含衬砌, 可以统称为衬砌结构。
遵循以上理念, 铁路隧道B I M存储标准从空间结构单元、构件、零件3个层次进行实体类的扩展 (见图1) 。隧道整体看作最大的空间结构单元, 定义为隧道 (Ifc Tunnel) , 它由若干空间结构单元聚合而成, 定义为隧道组成 (Ifc Tunnel Part) , 如隧道洞门、明洞、暗洞、洞室等。空间结构单元内部包含隧道构件或零件, 以空间结构单元暗洞为例 (见图2) , 隧道暗洞包含初期支护、衬砌结构、仰拱填充以及沟槽, 这些都称之为隧道构件 (Ifc Tunnel Element) 。
3 铁路隧道概念模型定义
3.1 铁路隧道实体类的扩展
根据上述提出的隧道概念模型, 在现有IFC4的基础上对其进行定义 (见图3) , 其中没有标识颜色的部分为IFC4原有类, 黄色部分表示新定义的隧道空间结构单元, 绿色部分表示新定义的隧道构件, 蓝色部分表示新定义的隧道零件。
以隧道空间结构单元为例, 隧道结构 (Ifc Tunnel Structure Element ) 继承自土木工程结构 ( Ifc Civil Structure Element ) , 隧道结构 (Ifc Tunnel Structure Element) 有2个子实体:隧道 (Ifc Tunnel) 和隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 。隧道 (Ifc Tunnel) 有一个预定义类型 (Predefined Type) 属性, 它的数据类型是隧道类型 (Ifc Tunnel Type Enum) , 还有一个功能类型 (Function Type) 属性, 它的数据类型是隧道功能类型 (Ifc Tunnel Function Type Enum) ;隧道组成 ( Ifc Tunnel Part ) 有一个预定义类型 (Predefined Type) 属性, 它的数据类型是隧道组成类型 (Ifc Tunnel Part Type Enum) 。
对隧道 (Ifc Tunnel) 实体描述的EXPRESS代码如下:
ENTITY Ifc Tunnel
SUBTYPE OF (Ifc Tunnel Structure Element) ;
Pre Defined Type:Ifc Tunnel Type Enum;
Function Type:Ifc Tunnel Function Type Enum;
END_ENTITY;
对隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 实体描述的EXPRESS代码如下:
ENTITY Ifc Tunnel Part
SUBTYPE OF (Ifc Tunnel Structure Element) ;
Pre Defined Type:Ifc Tunnel Part Type Enum;
END_ENTITY;
3.2 铁路隧道实体类的空间结构关系
铁路隧道空间结构单元、 构件、 零件之间的关系见图4。一个铁路项目 (Ifc Railway) 可以有若干隧道 (Ifc Tunnel) , 隧道 (Ifc Tunnel) 可进一步分解成若干个隧道组成 (Ifc Tunnel Part) , 隧道组成 (Ifc Tunnel Part) 的预定义类型有洞门 (PORTAL) 、明洞 (OPEN-CUTTUNNEL) 、暗洞 (UNDE RCUTTUNNEL) 、洞室 (TUNNELCHAMBER) 、棚洞 ( SHEDTUNNEL ) ; 隧道 ( Ifc Tunnel ) 和隧道组成 ( Ifc Tunnel Part ) 包含各种隧道构件, 不同类型隧道组成包含的隧道构件不同, 如由洞门结构 (Ifc Tunnel Portal Structure) 、仰拱填充 ( Ifc Tunnel Invert Filling ) 、 防水层 (Ifc Waterproof Layer) 组成洞门 (Ifc Tunnel Part.PORTAL) , 由衬砌结构 (Ifc Tunnel Lining Structure) 、仰拱填充 ( Ifc Tunnel Invert Filling ) 、防水层 ( Ifc Waterproof Layer ) 、 找平层 ( Ifc Leveling Blanket ) 、 结构保护层 (Ifc Protective Layer) 组成明洞 (Ifc Tunnel Part.OPENCUTTUNNEL) 等。空间结构单元间的分解关系由聚合关系对象 (Ifc Rel Aggregates) 表达, 构件与空间结构单元间的包含关系由包含在空间结构关系对象 (Ifc Rel Contained In Spatial Structure) 表达。
4 属性集定义
IFC原有属性集不能满足隧道专业需求, 为了更清楚地表达隧道建设过程中的信息, 有必要定义新的隧道专业特有的属性集。隧道属性集主要围绕隧道建设过程中的输入条件、关键参数等定义, 定义内容既要满足专业内、专业间的需要, 又要满足隧道不同建设阶段的应用需要。表1列出了隧道BIM数据存储标准中定义的部分属性集。
5 结束语
铁路隧道BIM存储标准目前已经完成山岭隧道主体结构实体类的扩展以及相关属性集的定义, 形成了比较完整的空间结构体系, 初步满足山岭隧道BIM建模需求, 1.0版预计于2015年12月份发布。
为了有效验证标准的适用性及易用性, 铁路BIM存储标准即将在达索软件中成体系地部署, 铁路BIM标准将第一次从理论走向实践, 届时对标准的认知程度将会有质的提升, 为更好地改进与完善标准创造有利条件。
此外, 通过与国际对接, Building Smart正式接受中国铁路BIM联盟加入该组织, 并承认中国铁路BIM联盟在铁路BIM标准制定方面所做的工作, 加入该组织必将促进中国铁路隧道BIM存储标准早日与国际接轨。
参考文献
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数据存储 篇8
已申请专利
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