BIM技术在水利工程运维管理中的应用分析

BIM技术在水利工程运维管理中的应用分析

吕沛元

南水北调中线干线工程建设管理局河南分局 河南省郑州市 455000

摘要：社会经济的进步，促进了水利工程行业领域的蓬勃发展，但水利工程的运行管理工作的问题也逐渐显现，一定程度上制约和影响了水利工程的发展。鉴于此，文章以水利工程运行管理工作的重要性为出发点，探讨水利工程运行管理工作现状，并提出针对性的解决措施。

关键词：水利工程；运行管理；BIM

引言

水利工程运营涉及区域大，线路及周边环境复杂，每个区域都有各自的管辖范围，涉及不同内容管辖单位又各不相同，各单位间与各区域间均没有较为完善的协同管理工作模式，使得工程运营管理情况存在较大差异，质量参差不齐，效率不高。工程在运营过程中可因自然或人为因素造成功能障碍，如果没有实时监测维护和预警机制，运维管理人员不能及时识别、准确定位功能障碍部位，并进行维修维护，可能会导致安全事故的发生，对人民群众的生产生活和周边的环境产生不良影响。同时在运营管理中缺乏相关系统收集运维数据，管理者不能够及时掌握运维阶段的相关信息而做出快速的判断和处理方案。因此，水利工程后期运营管理至关重要。探索将BIM技术应用到水利运营阶段的管理，提高管理的效率，降低安全风险。

1BIM的技术特点

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大基本特点。（1）可视化：“所见即所得”，建筑物得到更加直观的清晰表现，构件之间形成互动性和反馈性，呈现效果图，便于在项目设计、建造、运营过程中进行沟通、讨论、决策。（2）协调性：在项目施工前期，综合各个专业的设计图纸自动检查，进行碰撞检测，系统识别出存在的问题，对各专业的碰撞问题进行协调，并生成报告，将问题解决在设计阶段，避免在施工阶段发生冲突，协同施工进度计划、便于物业化管理。（3）模拟性：在方案和施工阶段可以进行各种模拟，除了三维模型外，还包括4D模拟（3D+发展时间）、5D模拟（4D+造价），如模拟组织施工，节能模拟、进度模拟、造价模拟、紧急疏散模拟、消防人员疏散模拟、地震逃生模拟等。（4）优化性：工程项目的复杂程度较高时，现代建筑物的复杂性大多超过了参与人员本身的能力极限，参与人员的能力无法掌握所有的信息，必须借助一定的科学技术和设备的帮助，BIM技术即具备这样的优势。（5）可出图性：可快速需要的各种生成平、立、剖图纸，生成明细表，及体积、面积等数据，并且“一处更改，处处更新”，避免传统2D绘图由于疏忽带来的遗漏，造成实施中不必要的损失。

2BIM技术在水利工程运维管理中的应用

2.1河道工程应用

河道工程长度大，河道流域周围环境复杂，工程投入使用后，运维管理工作更为复杂。在该类工程中可选择多个地区建立监控中心，接入环境监控系统、管线道路监测系统、安全防范系统、通信系统、预警监测系统，收集地形、水位(包括河道水位和地下水位)、水质和流速、水环境、河段治理发展史、提防渗漏及稳定、坡角冲刷，降雨、护气质量、白蚁灾害等相关数据储存于地理信息库中;收集日常巡查、管线维护、故障报修等记录数据储存于维修库中;收集设备参数、管线损耗、运维管理人员信息等数据储存于运维库中，将以各数据库的信息导入“BIM+”水利运维模型数据库，对属性和功能进行编辑，利用模型形成“BIM+”集成平台，把监控系统、排水系统、环境监控系统、定位系统和报警系统接入其中，建立可视化的智能管理平台。利用BIM技术对河道工程的主体及运营进行仿真模拟，从三维的角度查看每段河道的运营、维护情况，将巡检、维修的具体点在GIS地图上精准标注，对周围环境变化规律利用数据分析进行预测和判断。对于设备系统，通过网络数据传输，利用温度、湿度、气体传感器等采集实时监测数据，掌握设备的运维情况。对于预警系统，实时监测数据超过设定的阈值时，自动触发报警系统，报警系统通过通信系统传递到具体的负责人所绑定的手机上，负责人可第一时间掌握故障的精准位置，并做出及时的处理措施。事后将该次预警处理涉及数据和维修的情况反馈到系统中，更新BIM运维数据库。河道工程“BIM+”技术应用了云数据库、GIS、物联网等多种信息技术，将运维的具体画面展现给运维管理人员，仿真模拟了工程的运营情况，模拟事故发生时的应急处理措施，这种综合性的模拟体验提高了管理的效率和管理人员的安全意识。

2.2运维管理可视化

在设备需要检修时，维修人员需要定位设备在空间的位置，并同时查询到其检修所需相关信息。相较于依据纸质蓝图来确定电力系统、金属结构等位置，运用三维BIM模型则可以快速准确的确定机电、金结等设备在建筑物中的具体位置，从而提高设备管理的效率。BIM技术在水利工程运维管理上的应用仍处于初步探索阶段。以洪都拉斯帕图卡Ⅲ水电站项目工程为例，介绍了从方案设计阶段到施工阶段的BIM技术应用，但缺少运行阶段应用。结合传统运维模式和BIM技术特点，构架了基于BIM技术的运维管理系统框架，研究了将BIM技术应用到项目运维阶段的具体思路。可以看出，目前对运行管理阶段的BIM应用研究较少，方案设计及施工管理阶段应用较多。商业建筑、交通等领域BIM应用研究较多，水利工程领域运维管理应用研究较少。

2.3消除项目对周围环境的影响

水利工程项目是否可以顺利开展，不仅取决于运行管理，还受到外界自然环境的影响，需要施工企业合理地协调水利工程项目与自然环境之间的关系，促进二者之间的有机融合。水利工程项目的建设必然会对周围的自然环境产生重要影响，如生态循环、造成污染等。纵观所有水利工程项目，其在建设过程中都会对原有的自然环境进行改造，对自然环境外观和功能造成较大的影响，尤其对于项目在建设过程中原有住户的迁移，极易引起矛盾。（1）加强管控。加大实力工程项目运行的管理和控制力度，通过预防为主和相应的治理措施，降低项目在运行过程中对环境造成的负面影响[2]。（2）协调关系。协调水利工程项目建设与周边居民的关系，注意沟通方式，结合国家出台的政策实施策略式的沟通，站在居民的角度考虑问题，对拆迁的群众不仅要做到政策性的补偿，还要做好相应的思想工作，通过人性化的方式应对群众的负面情绪，让群众主动配合迁移工作，解决矛盾和问题，保证水利工程项目的顺利开展。（3）后续走访。水利工程项目建设与自然和社会为长期矛盾，后续还应当加大关注度，定期对附近居民进行走访，加强与居民之间的协调性，构建和谐的水利运行管理环境。
2.4设备台账模块

建立设备台账，主要记录和提供各种必要的设备信息，建立设备台账，反映设备的基本情况以及变化的历史记录，提供管理设备和维护设备的必要信息。设备管理从本质讲是对设备运行过程的管理。主要是通过对设备的管理和维护，使设备处于良好的运行状态;不断提高设备装备水平，保证泵站管理技术稳步提升。

结语

通过BIM技术建立的模型，提供了一个可视化、协同作业等多维的信息整合平台，提供了工程项目的系统、全面的完整信息，使管理者更准确、全面、快速地掌握工程运维管理信息，为管理者决策提供可靠依据，使得水利工程运维管理更加协同、高效。将BIM技术应用在水利工程运维阶段，能够进一步强化运维管理效率和水平，这也将是未来的发展的必然趋势。

参考文献

[1]冀程．BIM技术在轨道交通工程设计中的应用［J］．地下空间与工程学报，2014，10(S1):1663－1668．

[2]郭红领，潘在怡.BIM辅助施工管理的模式及流程［J］.清华大学学报:自然科学版，2017，57(10):1076－1082.