基于BIM的水利水電工程信息系統設計

蔡應心 楊鴻悅

（1、黑龍江東方學院，黑龍江 哈爾濱 150066 2、深圳市斯維爾科技股份有限公司，廣東 深圳 518000）

結合BIM技術對水利水電工程信息系統進行設計研究，基于傳統水利水電工程信息管理過程中常見的問題進行優化，利用GIS平臺對系統硬件設備及運行參數進行改善，從而更好地提高系統運行效率[1]。進一步結合BIM技術對系統軟件運行過程中的數據處理流程進行簡化處理，優化水利水電工程信息系統應用功能，提高水利水電工程信息管理質量，有效控制水利水電工程成本消耗，保證水利水電工程的安全性[2]。

1 水利水電工程信息系統設計

1.1 水利水電工程信息系統硬件配置

對水利水電工程信息系統硬件結構進行優化，可有效保障水利水電工程信息系統運行效率。在對系統硬件結構進行優化設計的過程中，可結合數據處理器對水利工程信息進行有效地采集管理，優化系統管理終端，從而實時檢測工程安全性信息[3]。利用C++平臺對系統應用程序開發框架結構進行優化，利用API接口進行系統框架結構的優化處理，系統選用STM32F102VCT6芯片，RS232通信串口[4]。

由于水利水電工程信息復雜多樣，在進行信息處理的過程中，需要進一步對系統硬件設備中數據處理器整體結構平臺進行優化，具體如圖1所示。

圖1 數據處理器平臺結構優化設計

基于數據處理器平臺結構進行水利水電工程信息的采集和交互處理，將水利水電工程信息顯示于LED顯示器中，并利用處理器，對水利水電工程信息進行交互處理，促進系統終端信息處理效果[5]。并針對水工建筑施工階段信息集成管理的需求，對系統信息處理器功能管理結構框架進行優化。為保障系統運行的有效性，進一步對系統硬件設備功能信息進行規范處理，實現對系統硬件配置的合理優化，從而更好地保障水利水電工程信息系統運行效果。

1.2 水利水電工程信息系統軟件功能優化

為保障系統硬件設備運行效率，需要進一步對水利水電工程信息系統軟件功能和運行流程進行優化，以此提高水利水電工程信息系統運行的有效性。在對水利水電工程信息系統進行設計的過程中，需要對海量復雜數據進行數據挖掘和分類存儲。為保障信息處理效果，首先構建BIM數據庫對海量復雜的水利水電工程信息進行統一管理，為保障管理效果，首先對數據處理平臺進行優化設計，具體如圖2所示。

圖2 水利水電工程BIM數據處理平臺架構

如圖，在進行水利水電工程信息系統信息處理的過程中，需要以用戶需求為主體進行數據的選擇和管理，分析水利水電工程信息的相關性特征，并根據特征進行信息調整和建模，從而有效縮短水利水電工程信息處理的時間，提高水利水電工程信息系統數據處理的準確性和安全性[6]。為保障對海量水利水電工程信息的有效處理，需要對海量信息進行預處理，若初始信息記為Rt，利用BIM技術在不同層級進行多任務程序分析，其中信息任務數量為M，信息對接速度為ti，則水利水電工程信息特征序列為：

進一步對數據層中的數據處理可靠性進行計算，若p為水利水電工程信息系統采集到的特征數據點，i為數據關聯性特征位置，則原始數據的安全性算法為：

基于上述算法對水利工程特征信息進行有效采集和分類處理，以便對海量信息進行協調管理。由于水利水電工程信息復雜，為簡化水利水電工程信息處理步驟，避免信息處理過程復雜造成的信息處理誤差問題，進一步對水利水電工程信息系統管理流程進行優化。可以更好的提高水利水電工程信息處理準確性，提高信息處理效率，保證信息處理質量。

1.3 水利水電工程信息處理的實現

當前在水利水電工程信息處理過程中，對BIM技術的使用探索仍處于初級階段，存在較多問題有待優化，基于此，需要進一步對水利水電工程信息系統進行優化處理，通過利用BIM技術進行水利水電工程信息的有效分解。為保障信息處理有效性，需要結合水利水電工程信息處理系統信息特征采集結果進行類別判斷，基于此對水利水電工程信息類別進行劃分。利用BIM技術對海量水利水電信息模型進行構建，對復雜水利水電工程信息進行整合管理，實現對海量復雜信息特征類別進行有效連接和裝配處理。為保障信息處理效率，避免信息處理擁堵問題，結合BIM技術對信息傳輸配置路徑進行優化，構建信息特征分類網格。對海量水利水電工程信息進行有效傳輸和存儲處理，在數據處理過程中，通過對信息進行加密和格式轉化，提高信息處理安全性，實現對海量數據的有效交互和傳輸，提高水利水電工程信息管理的安全性。為避免水利水電工程信息處理過程中遭遇入侵或信息存儲不當導致數據遺失等問題，需要進一步對系統安全協議進行設計，在系統運行過程中，若安全加密信息標記為F，原始信息為H，則對系統信息加密傳輸原理進行優化和展示。可以更好地提高水利水電工程信息處理安全性，為海量數據選取最優傳輸路徑，保證信息傳輸質量。結合BIM技術對信息進行壓縮傳輸和解密處理，利用信息特征節點進行系統信息加密傳輸和解密步驟的優化，從而有效構建系統信息安全管理流程。實現對海量水利水電信息的有效采集和加密傳輸處理，并在接收到信息后進行安全解密和格式轉換，以此提高水利水電工程信息的處理精度和安全度，實現對水利水電工程信息系統的有效設計。

2 實驗結果分析

為驗證基于BIM的水利水電工程信息系統的有效性，進行了實驗檢測，對比傳統方法進行系統功能測試，為保障實驗檢測結果的有效性，首先對實驗環境和實驗設備參數進行統一設計，具體實驗設備參數設置如下：數據量4GB，數據格式包括Txt、mp4、JPG、AFI、ACC、mov，Google Play平臺為OriginPro 2018，ARM Cortex-M3處理器，ARMv7-M收發器。采集某水利水電工程2020年12月1日-3日的工程信息，進行信息格式的統一調整，利用傳統水利水電工程信息系統及本文系統進行信息處理，對比兩種方法下信息處理效率和精確度進行記錄，為保障實驗檢測結果的有效性，分別進行三次實驗，獲取系統運行誤差數值和耗時情況，以便進行對比分析具體檢測結果如圖3所示。基于上圖檢測結果進行對比分析不難發現，相對于傳統系統而言，本文提出的基于BIM的水利水電工程信息系統在實際應用過程中，可以對海量工程信息進行有效處理，處理過程中，系統對信息的處理精度明顯更高，相對于傳統系統而言，其誤差降低了45%以上，且信息處理時間節省了20分鐘以上。由此證實，基于BIM的水利水電工程信息系統具有較高的使用價值，充分滿足研究要求。

圖3 對比實驗檢測結果

結束語

為了提高水利水電工程施工效率，保證水利水電工程運行質量，提出了基于BIM的水利水電工程信息系統設計方法，通過對系統硬件結構進行優化，改善系統軟件功能和運行步驟，提高系統運行效率和精度。最后通過實驗證實基于BIM的水利水電工程信息系統在實際應用過程中具有更高的使用效率和信息管理精確度，充分滿足研究要求。