水利水電工程數(shù)字化建設發(fā)展綜述

黎陽

貴州龍溪杰尚置業(yè)有限公司 貴州貴陽 550000

隨著互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化及信息技術的快速發(fā)展，水利水電保護項目進入了數(shù)字化建設的新時代。在BIM在精益制造，智能制造，數(shù)字工廠和制造業(yè)建設等領域的多維應用的領導下，水利和水電保護行業(yè)也提出了越來越精細的需求[1]。水利水電工程的數(shù)字化建設逐步呈現(xiàn)為對于以數(shù)字化應用為核心的信息處理，依靠工程生命周期的基礎平臺，激活和創(chuàng)建數(shù)據(jù)來應用新的價值。

1 水利水電工程數(shù)字化建設現(xiàn)狀分析

雖然BIM概念起源于美國，但水電領域的發(fā)展機遇在中國。目前和未來，中國將成為亞洲水力發(fā)電最活躍的國家。水利水電保護行業(yè)屬于傳統(tǒng)領域，長期以來一直遵循固有的設計，施工和工程管理方法。隨著互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)字化和信息技術的不斷發(fā)展，行業(yè)從最初階段開始不斷地經(jīng)歷各種創(chuàng)新。從獨立的虛線元素繪制到工程BIM的幾何模型創(chuàng)建，從單個串行工作到協(xié)同并行操作，再到系統(tǒng)化的數(shù)字工程設計平臺和智能建設隨著運營管理的延伸，逐步從單一模式的應用到服務的整合，網(wǎng)絡系統(tǒng)集成的應用，水與節(jié)能行業(yè)水電正在開啟數(shù)字應用發(fā)展的新篇章。大型項目繼續(xù)將BIM和信息技術應用于工程檢測，設計，施工和運營管理的全過程，引領行業(yè)數(shù)字電廠中心的快速發(fā)展，并逐漸趨向于兩個特點，一個是BIM作為主要信息。另一個因為受信息技術創(chuàng)新的推動，BIM和信息技術的結(jié)合可以將工程實體轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪Y(jié)構化和多維數(shù)據(jù)庫的數(shù)字工程模型。可以在組件級別細化數(shù)據(jù)對象的粒度。在項目的不同階段，不同的利益相關者通過在BIM中輸入，修改和共享信息來繼續(xù)豐富和改進，使BIM成為傳輸項目工程數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)平臺，并對這些資源進行分類和分析。將原始業(yè)務數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為知識，為項目生命周期的所有階段提供業(yè)務決策支持和智能管理服務。整個數(shù)字化建設過程反映了工程數(shù)據(jù)的收集、可視化、分析、提取和重用，并在整個項目生命周期中激活數(shù)據(jù)的持續(xù)增長和健康發(fā)展。以BIM為主要信息資源，信息技術深度整合的數(shù)字電廠中心建設正在興起。

2 水利水電工程數(shù)字化建設發(fā)展探究

目前，數(shù)字化建設主要由施工單位或施工單位總承包商參與數(shù)字化施工的實施，施工單位承擔或信托完成重點建設。數(shù)字化建設注重建筑安全，質(zhì)量，進度，技術，投資和綜合專業(yè)控制。經(jīng)過不斷的實踐，大中型生活用水和水電保護項目的數(shù)字化建設創(chuàng)造了一個經(jīng)典的，逐步普及的應用。該多項目考慮了尖端的現(xiàn)代技術，將數(shù)字建筑行業(yè)引向人工智能[2]。

2.1 數(shù)字大壩

數(shù)字大壩主要通過信息采集技術實現(xiàn)自動信息采集，并結(jié)合數(shù)值模擬指導設計和施工，是網(wǎng)絡技術，數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)技術的深度融合。先進的控制系統(tǒng)的基礎平臺包括調(diào)查設計性能和啟動管理平臺，構建過程的集成數(shù)據(jù)采集和分析平臺，三維可視化平臺和計算結(jié)果發(fā)布平臺仿真分析，混凝土壩施工過程的綜合管理，混凝土溫度控制過程的質(zhì)量管理。施工期間灌漿施工過程管理和安全監(jiān)測等功能該系統(tǒng)由施工單位和工程設計，監(jiān)理和施工單位共同開發(fā)，建立了平臺和界面。統(tǒng)一的3D模型，執(zhí)行從設計，規(guī)劃到施工，質(zhì)量控制和結(jié)果應用的過程的完整管理。可以查詢，分析，反饋和可視化收集的數(shù)據(jù)，并結(jié)合施工進度進行模擬，分析和數(shù)字計算，進行科學預測，預測和早期預警，并集中監(jiān)控混凝土開裂的風險，加強現(xiàn)場混凝土快速施工智能化管理，水溫智能控制，裂縫防治，基礎開挖，灌漿排水處理，為混凝土澆筑，溫控，防裂的順利進行提供了技術保障。數(shù)字大壩實時進行全方位在線數(shù)字化監(jiān)測，數(shù)據(jù)可視化，分析和模擬評估，結(jié)果反饋和大壩施工過程建設指導，為大壩建設過程提供科學依據(jù)。大壩質(zhì)量控制，采用統(tǒng)一平臺管理實現(xiàn)了對工程建設質(zhì)量控制的快速響應，以及參與施工質(zhì)量管理活動各方的深度參與，有效提高和創(chuàng)新工程建設管理水平[3]。

2.2 智能管理

基于數(shù)字化工程，視覺傳輸?shù)娜^程，實時，智能處理和協(xié)同業(yè)務管理是基本的運作模式，控制和控制項目建設的安全，質(zhì)量和進度的全過程。參與項目的各方提供統(tǒng)一的通信管理服務，以及當前的智能管理和控制。該平臺基于虛擬現(xiàn)實BIM+執(zhí)行動態(tài)，集成和可視化的施工管理。它通過輸入施工程序和倉庫設計等基礎數(shù)據(jù)來模擬施工過程，并預測和合理化施工強度，資源需求和過程連接問題。采用無線局域網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術，對關鍵部件進行視頻監(jiān)控，RCC質(zhì)量實時監(jiān)控，智能溫度控制和移動安全監(jiān)控。它們基于統(tǒng)一的工程BIM模型集成各種類型的管理和控制信息，以基于單元的工程提供管理和控制信息的全景視圖。以進度信息為主要驅(qū)動引擎，執(zhí)行整個施工管理流程，設計控制，安全控制，質(zhì)量控制，數(shù)字資產(chǎn)管理控制和資產(chǎn)控制，平臺整合形式在現(xiàn)場驗收期間，通過移動終端的質(zhì)量檢查樣本和支持數(shù)據(jù)輸入和站點。印刷，手寫簽名，照片上傳，自動信息和模型搭便車;在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的支持下，對數(shù)據(jù)進行綜合利用和深度挖掘，提供監(jiān)測和安全評估，大壩監(jiān)測評估，混凝土溫度控制評估，評估結(jié)果。灌漿決策支持和其他特殊功能，風險分析和預警，早期預警和質(zhì)量控制分析，進度分析問題，如控制和預警的支持功能以及模擬和分析建設，綜合決策支持功能。

3 結(jié)語

經(jīng)過十多年的積累和發(fā)展，水利水電保護工程的數(shù)字化建設自最初分散應用以來，已經(jīng)更多地融入數(shù)字化設計，建設和運營三個階段。業(yè)務和管理需求，不斷引進新技術，有效地結(jié)合虛擬和物理建設和運營過程，依靠BIM打開所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)流通，優(yōu)化設計，生態(tài)建設，高效運營和執(zhí)行數(shù)字設計，智能設計，施工和操作。跨越式發(fā)展，促進行業(yè)形式的整合，轉(zhuǎn)型與更新，為水利水電保護行業(yè)的發(fā)展提供了無限可能。