水利工程信息与BIM技术的应用

水利工程信息与BIM技术的应用

摘要:工程信息化是产业优化升级的核心力量。通过介绍水工信息特点以及BIM技术在水利工程中的应用,提出了BIM技术的优势,为BIM技术的推广提供借鉴,形成水利行业技术发展的良性循环。

关键词:水利工程,信息化,建筑信息模型

0引言

随着现代科技的不断发展,建筑业的信息化程度不断提高。信息化的发展已经成为经济发展的主要动力,同时也是推进我国产业优化升级的核心力量。水利工程的特征十分明显,例如规模大、投资金额高、工期长、技术复杂、影响面广等,因此每个水利工程项目的建设都会涉及很多参与部门与专业,贯穿工程整个生命周期,每个阶段会有大量的工程信息需要处理。而水利工程在设计、施工等各个阶段,由于每个参与部门或者专业,都有不同的标准同时又无法及时沟通,导致项目设计变更效率低、信息共享不及时、建设成本变多等一系列问题,归根结底还是信息化程度相对不够导致的。必须及时找到合适的新技术,转变固有的思维方式,让现代化水利行业能够更好更快地发展。建筑信息模型(BuildingInformationModeling,BIM)的出现给建筑业信息化进步带来了全新的动力。迄今为止,我国BIM技术在水利工程方面的应用仍处于起步阶段,还没有统一完整的规范与系统,在工程实用方面还有着很大的进步空间。

1水利工程信息化及应用

信息化是指高度利用现代信息技术和信息资源的互通互用,将人类的智力潜能与物质资源潜力充分挖掘出来,使社会经济往更高层次发展的历史进程。而大力促进水利信息化的发展,就是深入开发更好的技术,更广泛地利用信息资源,提高水利工程的科技含量,适应国家信息化建设的要求。

1.1水利工程信息特点

信息化体现了当代工程与科技结合的水平,而水利工程更是需要不断深化其信息化程度,以便于在建设项目发挥出更大的作用。依据水利工程项目的特征,发现水利工程信息有如下特点。1)信息资源巨大且种类繁多。水利工程在整个建设过程中会产生多种多样的信息,如地质水文考察阶段、建筑项目设计阶段、施工建设阶段、监测管理阶段等,也会涉及多个部门与专业。当项目一步一步推进的时候,会慢慢细化到各个方面,招投标、合同类的商务文件以及设计图纸、施工实地的监测信息会越来越多。2)信息资源实时动态性。实时动态性是信息化最大最显著的特点,水利工程会面对各式各样的地形地质条件,勘测技术虽然一直在进步,但是因为项目规模大且工期长,仍会存在不确定因素。如今信息系统的创建,可以对水利工程信息进行实时接收与查看,在一定程度上提高了水利信息资源的利用率。3)信息资源管理智能化。智能化管理也是水利工程信息化的一个重要体现,将水利工程实施过程中产生的重要内容信息化,通过软件能够对这些信息储存、分类、处理、加工、优化,这样各参与方能够根据自己所需来使用。如果在今后的发展中能够产生一个完整统一的系统,能够很大程度上解决各方信息断层或交流不及时的问题,更利于水利工程现代化的发展。

1.2BIM在水利工程中的应用

采用BIM技术有效地解决了工程信息流失及管理不足等问题,对水利工程的发展有着重要意义。将BIM技术引入水利工程的第一步就是建立水工信息模型,张超等[1]通过涵闸的模型建立,探出了BIM技术在水利水电工程应用实践的重要一步。随后BIM技术向水利水电工程其他方向发展,李宗宗等[2]根据水利工程施工特点,分析了BIM技术在水利水电工程施工应用过程中所遭遇的困难,初步总结了BIM技术在水利水电工程施工的优势以及应用思路,并表示BIM技术在该领域有良好的发展前景。苗倩[3]以Navisworks软件为开发平台,研究了水工建筑的三维可视化建模方法,创建了水利水电工程动态施工可视化仿真系统。赵继伟[4]分析了当前水利工程信息特点与管理模式,建立基于BIM的信息体系框架,构建了水利工程信息模型,开发基于信息模型的HPIM集成平台。杜成波[5]通过分析水利水电工程项目特点,既研究了水利工程信息模型的建立,又包含了信息模型共享管理以及使用的主要过程等。李德等[6]根据水利水电行业涉及的专业和包含的工程流程,详细介绍了BIM技术的应用价值,从长远来看,推动BIM的发展能使水利水电行业获得更高的收益,对实现参建各方的互通具有重要意义。总的来看,投入更多的资源推动BIM技术应用,能够促进BIM产业的成熟,才能从中获得更多的价值,进一步地推动我国水电现代化的建设,最终可以形成水利水电行业技术发展的良性循环。

2BIM技术优势及构建方法

BIM以三维数字技术为基础,将水利工程生命周期内产生的各种信息加入到模型中,便于水利工程的可视化管理和对方案变更、技术问题的及时处理。

2.1BIM技术优势

BIM的优势主要体现在:一是将水工设计从传统的二维图纸转变到三维模型中来,实现各参与方之间的信息互通,从根本上解决“信息孤岛”问题;二是实时建立水利工程立体模型,有针对地深化节点设计,实现三维协同设计,优化不合理的施工流程,大大提升了工程设计效率;三是可推演出水利工程动态施工的三维模拟动画过程,进行虚拟施工,实现多维施工管理,并对预测过的施工情况提出针对性的解决措施;四是能够管理水利工程施工环节所使用的工程材料,全方位统计处理的信息化数据,有效提高水利工程施工管理效率。

2.2信息模型构建

要创建一个完整的水利工程信息模型,首先要对该水利工程按照不同专业和建筑物的类型进行划分,确定这个水工模型中各个专业的子模型。其次,根据工程信息确定好整个模型的标高跟轴网,以便于子模型的放置装配。随后,确定构件的特征参数以及合理的建模顺序,通过拉伸、放样、布尔运算等操作进行建模,将构件装配组装成子模型,对于一些非参数化的子模型如地形模型,则需要较为复杂的建模过程。最后将各个子模型根据轴网标高放置,形成一个完整的三维实体信息模型。

3结语

BIM技术根据水利工程规模大、工期长、技术复杂等特点可充分发挥其强大的三维建模能力,可实现水利工程全生命周期内的进度管理,加强信息化交流与管控,从而有效促进水利设计的效率和水平,同时又能实时管理施工进度和安全问题。未来应投入更多的资源推动BIM技术应用,实现其应用价值与经济价值,进一步地推动我国水电现代化的建设。

参考文献:

[1]张超,洪向华,王海俊.BIM技术在水利工程中的应用实践———以涵闸建模为例[J].江苏水利,2016(1):63-66.

[2]李宗宗,刘李.BIM在水利水电工程施工中的应用初探[J].四川水力发电,2017,36(2):88-90.

[3]苗倩.基于BIM技术的水利水电工程施工可视化仿真研究[D].天津:天津大学,2011.

[4]赵继伟.水利工程信息模型理论与应用研究[D].北京:中国水利水电科学研究院,2016.

[5]杜成波.水利水电工程信息模型研究及应用[D].天津:天津大学,2014.

[6]李德,宾洪祥,黄桂林.水利水电工程BIM应用价值与企业推广思考[J].水利水电技术,2016,47(8):40-43.

作者:邰宇 单位:华北水利水电大学