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基于BIM的水電工程工法管理系統應用研究

時間:2020年09月16日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

【摘要】十九大報告指出創新是引領發展的第一動力。 傳統工藝工法的驗證、傳遞、培訓、傳承和累積都是以普通電子文檔的形式來進行的,如何將多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真運用在工藝工法上,本文將結合中國電建集團基于BIM的水

  【摘要】十九大報告指出“創新是引領發展的第一動力”‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 傳統工藝工法的驗證、傳遞、培訓、傳承和累積都是以普通電子文檔的形式來進行的,如何將多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真運用在工藝工法上,本文將結合中國電建集團基于BIM的水電工程工法管理系統的應用研究情況,介紹水電工程工法體系借助嚴肅形式和BIM技術進行,為加強同行業之間工程工法經驗交流,進一步促進建筑業科技進步和轉型升級‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  【關鍵詞】水電工程工法體系;BIM技術應用;工法游戲交互

水利水電工程設計

  1.引言

  中國電力建設股份有限公司(簡稱:中國電建)是全球清潔低碳能源、水資源與環境建設領域的引領者,全球基礎設施互聯互通的骨干力量,服務“一帶一路”建設的龍頭企業,為海內外客戶提供投資融資、規劃設計、施工承包、裝備制造、管理運營全產業鏈一體化集成服務、一攬子整體解決方案的工程建設投資發展商‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

  近年來,為建立科學、合理、完善的中國電建水利水電工法體系,開展了水利水電工法的總結、申報、研究等相關工作,形成了中電建集團水利水電工程工法體系,而傳統工法存在的驗證難、培訓難、傳承難普遍問題尚未得到解決,為彌補中國電建集團工藝工法三維可視化的技術短板,提升集團三維工藝工法應用能力,推動集團水電工程工藝工法建設領域科技進步,結合中電建集團水利水電工程工法體系,按照工法設計的相關標準開展基礎共性關鍵技術、算法的應用研究,選定的設計工具進行工法模擬的三維可視化設計,實現工法可視化演示、先驗證實施、數字化培訓交底,進一步提高施工人員的學習能力、提升施工效率,降低施工成本,最終為項目和企業帶來良好的經濟效益和社會效益。

  2.主要應用內容

  基于BIM的水電工程工法管理系統應用涉及企業認證、成果移交、工藝工法庫、資源查閱下載和數據應用等內容。 本系統是在擁有自主知識產權的基礎平臺上采用標準的B/S架構使用JAVA語言進行開發,有完備的配置體系、接口體系和插件體系,支持各種部署模式、各種操作系統、各種數據庫和中間件,具有較強擴展性。

  2.1企業認證

  通過企業認證建立了一套用戶信息管理使用體系,實現統一身份認證、統一用戶管理、統一登錄管理、系統權限管理。 用戶在系統實名認證后,進行操作權限、數據、服務分配,幫助企業創建用戶和信息登錄,驗證用戶注冊信息重復性、完整性,關聯已有用戶信息,進行企業化登錄集成,實現第三方登錄,解決系統集成中的企業認證和用戶登錄驗證問題,提高信息系統的安全性和便利性。

  企業管理員對所有訪問系統的本企業用戶進行統計和分析,針對訪問量、異常情況、地區分類、操作系統類型、瀏覽器類型等統計類別進行詳細統計與圖形展現,實現集團內企業對系統訪問的統計結果匯總分析。

  2.2成果移交

  一是工法目錄。 在系統中,按照水電工藝工法體系,將收錄到工法知識庫的內容名稱按照目錄結構分類,生成的工法目錄在成果移交模塊中對需要移交的可視化成果進行分類和整理,使其滿足審批要求。 按照可視化成果不同類型進行分級組織,對需要移交的文檔資料進行分類和整理,使其滿足審核要求。

  二是成果審核。 作為數據采集的一個方向,各企業存在大量工法的可視化資源,在互聯網上也有符合水電工程工法相關要求的素材資源,通過有效的數據篩選后,保障了數據來源,完善了工法庫。

  三是資源入庫。 根據提交的工法資源,按照審批條件和要求,進行資源審查和管理,通過專家審核后進入資源庫,根據權限開放給用戶。

  2.3工藝工法庫

  一是資源管理。 在工法管理應用系統上,按照系統的分類標準與資源分類架構,系統底層架構豐富,工法庫包括模型庫、可視化成果庫、工法信息庫等,模型包含于可視化成果,可視化成果庫從屬于工法信息庫。 專業設計工具生成的模型(包含專項施工方案和關鍵展示三維模型)集成到工法模型庫,模型庫支持對不同格式數據的解析和輕量化展現。

  二是資源檢索查閱。 在工法管理應用系統上,實現用戶在瀏覽成果同時,可根據需要檢索、查閱模型或可視化成果具體的詳細信息。 通過在三維可視化場景中,選擇要查詢成果屬性,系統以界面形式展示出當前模型或可視化成果的業務屬性信息。

  三是資源播放下載。 在工法管理應用系統上,按照標題、關鍵字、查看共享者等標題排列信息,實現有權限的用戶對可視化成果進行在線播放(包含暫停視頻、調節聲音、全屏播放)、下載,用戶每點擊查看和下載按鈕系統會自動累積次數。

  四是工法交互式模擬。 系統中選取了具有代表性、先進性和普適性的工法建造交互式模擬的可視化成果,對工法施工重要環節進行三維可視化模擬,展示工法原理,進一步拓展了工法培訓和交底的方式,提高了學習教育的效率和質量。

  2.4數據應用

  基于BIM的水電工程工法管理系統通過數據存儲、數據分析、可視化展示等技術實現對于水電工程各階段工藝工法數據集中管控,提供了標準化數據服務,保證了工藝工法數據的準確、完整、一致,構建了工藝工法標準體全面的數據管理與服務框架,為各企業提供了標準應用服務,實現了數據的互轉互通和信息共享,為水電工程工藝工法的深入應用和工程數據在全生命周期的服務延伸提供了支撐。

  3.主要的創新點

  基于BIM的水電工程工法管理系統的研究,按照工藝工法業務腳本,融合BIM技術、移動聯網技術、虛擬現實技術、交互式模擬、施工仿真技術、云服務技術等多格式技術,實現水電工程工法管理的信息化管理與展示。

  3.1在工法應用方面

  系統融合BIM技術,通過BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性,實現了工藝工法在PC端、Web端、移動端、VR端等輕量化呈現,實現了工藝工法三維可視化演示、工藝工法培訓、交底等場景,為工藝工法的業務內容提供準確直觀的可視化數據與技術分析,為后續的信息應用和工藝工法優化驗證做數據支撐。

  3.2在工法學習方面

  系統采用嚴肅游戲的交互式設計,通過程序控制工藝工法模型與業務的交互,將不同輸入、觸發做成統一的控件接受處理,來控制虛擬空間的互動。 實現了用戶和游戲進行信息交流互動,游戲良好的交互式設計,使得用戶在過程中有舒適的體驗,提高了學習的主動性,增強了工藝工法相關知識的學習能力。

  3.3在技術選型方面

  系統采用輕量化引擎,保障了系統正常運行,減少了渲染數據的加載量,提高了渲染效率,完成面向數據的格式轉換,集成處理海量的多源數據,有效解決普通配置機器上快速打開大量的BIM數據問題; 輕量化引擎是基于Web的插件版本和全新的無插件版本,可在普通硬件載體上展示、處理、存儲、編輯、動態特效呈現、服務發布、二次開發全生命周期的管理工具集,兼容OGC標準、IFC擴展標準,以靈活的工具插件方式進行產品功能管理。

  3.4在技術成果方面

  系統通過技術應用與創新,滿足了從設計、招投標、項目虛擬驗證、施工交底、竣工移交等節點的工藝工法多業務場景需求,實現了三維可視化工藝工法的設計、展現、管理與應用; 通過自上而下的三維可視化建設,有效解決了工藝工法成果數據的共享和互通互聯,推動了集團水電工藝工法信息化推廣應用。

  水電工程論文投稿刊物:《水利水電工程設計》(季刊)曾用刊名:水利水電工程,1982年創刊,以總結工程建設經驗、傳播先進科學技術,開展專題討論,為水利水電工程建設服務為辦刊宗旨,以設計、施工技術方案為特色,輔以地區勘測、基礎處理等欄目。

  4.結論

  基于BIM的水電工程工法管理應用系統應用與研究,以數據驅動為核心,以三維可視化為手段,融會移動互聯網、交互和虛擬現實等技術,開發具有管理、培訓、交底等協同功能的基于BIM的水電工法管理應用系統,促進了企業科技進步與管理創新,加快了科技成果轉化為生產力,實現了工程建設科技含量高、資源消耗低、環境污染小,經濟效益好的目標,提升了中國電建集團水電行業核心技術水平和管理能力,為同行業其他央企提供具有借鑒價值的工法信息化建設經驗。

  【參考文獻】

  [1] 孫威,劉玉,石李琦琳. 統一身份認證在企業信息化中的應用[J]信息化建設工程2017,(8):117-119.

  [2]馬凱悅, 肖笛成,李磊,馮龍,繆仁卿.BIM技術在施工工法樣板中的應用探究[J]技術分析2018,(25)77.

  作者:李東風 何佳 陳樂

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