基于BIM的水利工程建设管理平台研究及应用

基于 BIM的水利工程建设管理平台研究及应用

路红 杨春娟

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摘要：随着信息化技术的快速发展，水利工程信息化成为了必然趋势。近年来多个省市正在积极开展水利信息化建设，在标准体系建设、系统开发等方面取得了一定成果，然而在水利工程信息化快速发展的大环境下，BIM技术在具体实际应用中却存在着诸多问题：在水利工程建设阶段，许多单位对信息化监控手段抵触，没有在建设过程中全方位的应用BIM技术，提质增效目标未能有效的实现。同时，由于水利工程信息化基础设施建设不完善，业务与信息化应用没有充分融合，导致水利工程建设与信息技术融合程度不深，业务联系不紧密，工程的综合管控分析能力较弱，参建各方存在信息孤岛。如何将传统水利工程建设与信息化结合，提升工程建设管理水平与效率，是当前水利信息化发展趋势下亟需解决的问题。

关键词：BIM；水利工程；建设管理平台；应用；

引言

BIM技术也叫做建筑信息化模型（Building Information Modeling），可把各施工阶段的项目信息通过3D模型中呈现出来，给施工方案的拟定奠定坚实的基础，缩减了设计误差的情况，还可强化各施工部门间的交流和合作，继而完成更科学合理的施工效果。BIM技术所呈现的诸多优点，已广泛运用在建筑项目施工中。在水利项目工程中运用BIM技术，进一步升级完善以往施工设计及施工管理方法，有效提升水利项目工程施工的质量与效率，是现阶段水利项目工程行业研究的热门课题。

1BIM技术特点

1. 模拟碰撞与优化。实现水利工程多方位、全过程模拟是BIM模型的基本功能，主要包括建筑物或构件、平面布置、施工进度以及后期修建管理等模拟。通过直观的模拟碰撞和优化项目管理等，实现问题的及早发现和施工成本、工期、质量的科学控制。2)立体可视化。在系统整合项目信息的基础上，结合施工特点构建能够全部可视化的三维或四维BIM模型。各参建主体利用共享平台登录系统终端，可以直观地看到建筑物或构件成型后的形态，通过及时有效的沟通大大降低信息传递误差率，减少在二维和三维转化过程中拟建建筑物或成品、二维图纸、三维建筑施工等信息传递环节。3)贯穿项目全生命周期。在建模软件和应用标准保持不变的情况下，规划设计、建设施工、运营维护等全生命周期内可以使用同一BIM模型，各参建主体按照目标要求和具体情况可以适当的修改模型，以此实现全方位、全历程的模拟设计。

2BIM技术在水利工程中的应用优势

2.1有利于提高水利工程的设计质量

运用BIM技术建立的三维空间模型来对具体的项目进行模拟，可以清晰反映出设计中存在的不足，从而进行调整和优化，并且结合可视化的三维设计图纸，可以全面地了解设计的详细情况，通过对照数字模型和实际工程进展情况，来保证工程的顺利进行，提高工程建设的质量。

2.2施工管理优化

为了逐步转变现阶段盲目粗放的现场管理现状，必须切实提升工程施工管理水平。将BIM技术应用于项目管理，通过动态模拟能够及时发现施工过程中存在的各类问题，经优化调整和后期控制有效避免盲目施工的出现。此外，运用搭建的三维模型对复杂的施工部位进行安全交底、技术交底，可更加具体和直观的指导一线施工，可以使现场工人和作业层更易理解，大大提高施工效率和沟通效率。

2.3有利于提高施工质量

水利工程工作条件复杂，施工技术难度大，而目前施工人员的技术水平整体偏低，工程质量控制难度大。而BIM技术不仅可获得一个真实表达工程设计的可视化模型，还可进一步实现施工流程的可视化，可通过对一些设计关键节点、复杂技术的施工流程进行模拟，以达到有效指导现场工人科学施工的目的，进而减少返工，提高工程施工质量。

3基于BIM技术的水利工程建管平台设计思路

1. 建立符合水利行业特点的功能应用。基于水利工程的系统性与综合性，平台设计应考虑各参建单位内部及外部的协同办公、文件及工作流程管理，同时，应对参建各方进行统一的权限管理及不同功能的分级权限管理；基于水利工程的技术复杂、规模大等特点，需要对工程工序、工程进度进行可视化展示以及施工场地展布、施工交底等施工模拟展示；基于水利工程规模较大，管辖范围广、投资多等特点，需要对工程进行模块化、多段化、精细化管理，建立安全、质量管理及日常巡检管理系统以及需建立工程进度、投资管控模块，确保工程的按时按质完成。（2）参建各方紧密参与的建管协同。工程建设需要参建各方共同参与，并基于统一平台对工程验收、变更、工程安全质量检查进行闭环跟踪与管理，使得各单元任务的完成标准、完成时间、完成结果、存在什么问题都有完整的记录和信息反馈，有利于参建各方职责明确，有利于工程建设安全生产及标准化管理。（3）BIM+GIS的融合应用。GIS的研究对象包括：位置、条件、趋势、模式和模型，其数据是基于地理坐标的，这些信息能完成对地理位置及空间数据的采集、分析、管理储存。基于水利工程往往工程规模较大、地形地质条件复杂特点，通过BIM与GIS融合服务可以实现BIM模型与三维地形、影像数据的融合，生成基于WebGL、S3M等标准的三维展示与查询、计算服务，依托三维服务建设整体平台，可以实现满足水利工程特色的三维可视化功能定制及空间分析、预测预报和辅助决业务的覆盖。

4BIM技术在水利工程中的相关应用

4.1工程量的科学计算

运用BIM技术来建立水利工程的相关模型，它会根据具体的工程数据和信息及建筑物结构的几何尺寸等，确定工程各部分所需要的建筑材料、设备以及费用等全方位的详细信息，再根据这些信息来进行工程量的计算，结合系统的统计功能，可对整个工程开展所需建筑材料、设备及费用进行统计和表格的制定，还可结合相关的计算方法来核实工程量，这就为施工管理、造价控制以及结算工作的进行提供了科学数据支撑。

4.2BIM模型三维可视化

平台建设的核心是基于BIM模型的轻量化及三维可视化展示。轻量化是指在保证模型数据的安全性及效果的同时，对相关数据进行压缩以减少模型体量的一种方式,轻量化技术让BIM模型应用协同工作更便捷高效，模型在工程进度中跨区域跨部门交接与审批应用传递更加方便。BIM模型轻量化处理后，三维可视化技术使BIM模型脱离体量庞大的BIM建模软件，将模型应用于Web端展示，并可与多源数据进行融合，实现丰富的交互效果与信息展示。

结束语

本文以水利工程施工信息化管理为目标，研究分析了适用于水利工程的工程建设管理平台建设方案，以建立符合水利行业特点的功能应用、参建各方紧密参与的建管协同、BIM+GIS的融合应用的平台架构三个思路出发，建立了基于BIM技术的水利工程建设管理平台，平台目前已经上线使用，在工程建设管理中使参建各方协同工作、实时交互、数据共享，提升了工作效率，降低了任务、进度、质量、安全管理成本，发挥了巨大的实用价值。

参考文献

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