水利水電工程三維數(shù)字化設(shè)計平臺建設(shè)與應(yīng)用

張艷

（貴州修能建筑工程有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

引言：水電工程的節(jié)水和設(shè)計內(nèi)容，包括建筑、給排水、機械、建筑、土木工程、地質(zhì)和地形及制圖等，不僅設(shè)計互動，而且數(shù)據(jù)有頻繁的互動。換句話說，各種職業(yè)之間存在著密切的關(guān)系，這需要高度的設(shè)計結(jié)果交換。水電節(jié)能項目以前的特點和要求要求所設(shè)計的平臺具有以下特性：易于推廣技術(shù)規(guī)范，廣泛的專業(yè)覆蓋，協(xié)同設(shè)計能力和強大的數(shù)據(jù)兼容性。本文探討了基于Bentley MicroStation的3D數(shù)字平臺，該平臺允許跨專業(yè)人員和企業(yè)之間。

一、水利水電工程三維數(shù)字化設(shè)計平臺建設(shè)分析

（一）平臺架構(gòu)

平臺架構(gòu)主要包括三個部分，即標(biāo)準(zhǔn)3D設(shè)計系統(tǒng)，3D設(shè)計應(yīng)用軟件和基本框架。根據(jù)專業(yè)工程協(xié)調(diào)領(lǐng)域劃分，包括三個方面：首先是工廠三維設(shè)計系統(tǒng)，如排水工程、空調(diào)工程、照明工程、電氣工程、水利工程等。其次是中心3D設(shè)計系統(tǒng)，如觀察地質(zhì)、建筑、工廠和大壩。第三是三維地質(zhì)勘探系統(tǒng)，如巖土工程、地球物理、水文、地質(zhì)和制圖。集成了工廠、中心和地質(zhì)三維數(shù)字協(xié)同設(shè)計的全球解決方案。通過ProjectWise協(xié)作平臺和MicroStation CAD平臺，完成了交叉設(shè)計中的模型審查和數(shù)據(jù)交換。該平臺可以有效地滿足未來生命周期管理，網(wǎng)絡(luò)運營，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計管理，協(xié)同異地管理和水電項目多學(xué)科交叉的需求。水利水電工程三維數(shù)字化設(shè)計平臺的基本框架主要包括：數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)（基于ECFramework數(shù)據(jù)總線技術(shù)），中央模型存儲架構(gòu)（DGN格式），基礎(chǔ)圖形和系統(tǒng)平臺（基于ProjectWise和MicroStation）。系統(tǒng)架構(gòu)由四層組成，即專業(yè)應(yīng)用層，應(yīng)用平臺層，中間層和服務(wù)層：1.專業(yè)應(yīng)用層，主要包括三個部分，即系統(tǒng)工程，工程中心和地質(zhì)研究，根據(jù)專業(yè)應(yīng)用環(huán)境完成。2.3D軟件設(shè)計工作應(yīng)用平臺層，它由ECFramework和MicroStation數(shù)據(jù)訪問框架組成，它為設(shè)計人員提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)和基本環(huán)境，以確保信息模型的創(chuàng)建的一致性。3.中間層，這一層主要是為三個主要系統(tǒng)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)支持服務(wù)，實現(xiàn)專業(yè)設(shè)計的不斷交流。服務(wù)層主要包括專業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，托管工作區(qū)服務(wù)和ProjectWise。其職責(zé)是為三個主要系統(tǒng)提供推送服務(wù)，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)管理，數(shù)據(jù)服務(wù)和協(xié)作服務(wù)。

（二）設(shè)計軟件

該平臺使用SQL Server，ProjectWise和MicroStation等基本軟件構(gòu)建。這些組件包括新標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)系統(tǒng)，3D設(shè)計應(yīng)用軟件和基本框架。基本框架主要包括結(jié)果的自動發(fā)布，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推進和數(shù)據(jù)庫。訪問中間件等在這個階段，該平臺的核心軟件包括五個方面：1.ReStation，它由統(tǒng)一的平臺架構(gòu)組成，具有材料報告重新符號化的三維設(shè)計系統(tǒng)，動態(tài)結(jié)構(gòu)更新具有結(jié)構(gòu)變化和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計自檢。它可以無縫連接到各種結(jié)構(gòu)分析軟件。2.數(shù)字元素包括具有設(shè)備屬性的統(tǒng)一平臺架構(gòu)，光柵符號和三位數(shù)模型庫，集成了新的國內(nèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，包括供水和排水，HVAC工程，電氣工程和許多其他元素裝置。3.Plant Designer，一個三維設(shè)計系統(tǒng)，由統(tǒng)一的平臺架構(gòu)組成，包括自動圖紙，電子管設(shè)計，建筑裝飾和設(shè)備設(shè)計，允許水工程，HVAC工程，工程的三維協(xié)同設(shè)計電氣和工廠。它還可以解決傳統(tǒng)節(jié)水和水電工程設(shè)計過程中大量繪圖工作量，待定空白和復(fù)雜過程的問題。4.Civil Designer，由一個統(tǒng)一的平臺架構(gòu)組成，包括三維設(shè)計系統(tǒng)，包括地塊，一組孔和批量設(shè)計。您可以完成中心設(shè)計的設(shè)計，地質(zhì)完整信息的三維模型和土地的協(xié)同設(shè)計，有效地解決了傳統(tǒng)的設(shè)計。模擬計算的問題，方案的緩慢比較等。5.GeoStation由統(tǒng)一的平臺架構(gòu)組成，由三維地質(zhì)系統(tǒng)組成，具有網(wǎng)絡(luò)查詢統(tǒng)計，模型計算分析，基于數(shù)據(jù)的建模，數(shù)據(jù)庫管理等功能。

二、水利水電工程三維數(shù)字化設(shè)計的應(yīng)用

從目前的情況來看，該設(shè)計平臺已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在多個領(lǐng)域當(dāng)中，例如地鐵等多種大型的工程項目當(dāng)中，所包含的工程領(lǐng)域主要包括交通、水利、民建等等。特別是在水利工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過三維數(shù)字化設(shè)計，能夠有效提升該領(lǐng)域的生產(chǎn)效率，并能夠妥善解決施工階段所存在的多種問題。很多企業(yè)對于該設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用都獲得了非常好的效果。在水利工程設(shè)計過程中，通過對三維數(shù)字化平臺的運用，能夠達到節(jié)省資源的效果，并在這個過程中培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀人才，降低水利工程的工期并降低風(fēng)險出現(xiàn)的幾率，最終達到提升整體工程質(zhì)量的效果。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，近幾年來三維數(shù)字化平臺已經(jīng)在幾十個大型工程中得到了普及應(yīng)用，并提升了幾億元的產(chǎn)值，誤差率下降了百分之七。相比于以往的設(shè)計方式，該設(shè)計方法提升了百分之四十左右的生產(chǎn)率，并獲得了非常明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

結(jié)束語：總的來說，通過運用該設(shè)計平臺，能夠?qū)λこ痰脑O(shè)計和研究過程起到重大的幫助作用，并能夠妥善解決其中所蘊含的問題，顯著提高了節(jié)水和水電工程的設(shè)計水平、效率和質(zhì)量，具有非常顯著的社會效益和實際應(yīng)用經(jīng)驗。許多領(lǐng)域表明三維數(shù)字設(shè)計平臺非常重要。經(jīng)濟效益顯著降低了設(shè)計成本，具有非常廣泛的推廣和應(yīng)用價值。