我国水利水电工程中BIM技术应用现状研究论文_陶铁军

引言对于现代化水利水电工程而言，BIM技术应用于水利水电工程是适应信息化、智能化发展的需要，是大势所趋，它必须建立多专业融合、多软件并行的、适合我国工程实际和规范要求的行业和专业标准，提高各单项工程协同能力，才能在水利水电工程领域很好开展全生命周期的应用。 1、BIM技术概述 BIM技术起源于建筑计算机模拟系统，多将工程项目的分类信息作为基础，来建立三维建筑模型，该模型融合了工程的整个信息，包含着规划、施工、后期养护等多个环节。BIM技术的目标是统一工程项目的建设过程，为参与方提供工作平台，以推动信息化发展，预防施工周期争端的出现。另一方面，该技术作为虚拟建模技术，包含着工程项目所有信息模型、信息间的组织行为，通过将行为模型、信息模型结合在一起，使数据信息经由信息层、行为层到达管理层，这样一来，不但能够动态化地管理项目信息，还能为各施工阶段及时提供信息，从而建立精确性的数据模型，时刻管控施工进程。 2、BIM在水利水电工程中的应用现状 BIM技术在我国属于起步阶段，部分应用于建筑行业。目前水利水电工程领域没有BIM强制性标准，应用仅仅局限单个单项工程上。一方面BIM通过建模软件和应用软件搭建基本信息平台，实现信息建模。应用软件是BIM的核心，任何一个软件无法实现所有不同专业、不同参与方在不同阶段的所有功能，应针对不同专业、不同参与方在不同阶段的不同需求，需要借助不同的软件实现。而不同建模软件和应用软件的数据输出和存储格式不尽相同，必须使不同软件达到兼容和数据共享，达到模型检测、协同工作平台、信息集成管理、三维模拟建造、目标动态控制、可视化虚拟展示的基本功能。另一方面不同于建筑工程，由于水利水电工程多专业性、结构的复杂异构性、建筑物的分布性、涉及参与多方性，不同阶段涉及的要求、深度和精度不同，传统设计中图纸经常变更，应用困难。2016年中国水利水电勘测设计协会基于推进勘测设计手段，成立中国水利水电BIM设计联盟，但由于技术力量、经费投入、水利水电工程的复杂性，应用还不够深入，仍仅仅限于三维建模。华北水利水电大学结合武都水库工程的地质状态、工程建设过程、进度与安全质量管理，基于水利水电工程任务特征、技术特征、用户特征，从数据标准、应用标准、管理标准，提出了水电工程BIM标准框架的HBIM的概念。 3、BIM技术在水利水电设计和施工中的应用 3.1软件间数据流的优化整合 Inventor、Revit、Civil3D都是Autodesk公司的建模软件，其应用场景不同，各有优势。Inventor软件特点是草图驱动的零件及操作。草图驱动使建模更加直观，易于用做图法实现复杂体型建模。其所拥有的零件级装配路径，使软件有更精细化的建模颗粒度。虽然其对模型细节的渲染表达性好，但其承载能力有限，建筑及集成性能差。Revit软件的特点是其布置能力强，在建筑行业使用性广，与通风、给排水、电气等专业的协同能力强，建筑之间的相互接触联动关系好。单造型能力较弱，异型族的建模和参数化是制约Revit应用走向深入的主要因素。Civil3D是针对道路交通，带状组合建筑物建模的专业软件，是美国公路行业协会指定软件。其优点是复杂空间路线的模拟，方便的断面展开，针对性的装配部件以及模型图纸双向关联，对象刷新。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Civil3d的缺点是造型能力弱，配合InfraWorks使用可以达到在真实环境下的准确定位设计。 3.2系统结构和功能模块 BIM技术下的工程项目信息管理模式，使用的是B/S架构。将计算机网络作为基础，利用BIM技术研发在线管理平台，各方通过浏览器、服务器进入平台，经过权限的设置和识别后，查阅和传递信息，提高利用率。在B/S模式下，工程数据的管理是和模块相分离的，预防人为因素的篡改，确保数据信息的真实性。对于数据信息的传输，BIM模型通过触发器传输信息，并及时反馈用户指令，保证信息的实时性、完整性，实现信息化管理。 3.3水利水电工程的安全管理中引入BIM技术现代化水利水电工程项目建设施工中，各个工序之间存在交叉作业的现象，由此会使各工种相互影响，这在一定程度上增大了安全管理的难度，给安全事故的发生埋下隐患。为提高安全管理水平，可对BIM技术进行合理运用。借助BIM技术构建安全模型，在此基础上开展安全管理工作。（1）监测与规划。可对施工现场进行实时监测，通过所得的数据信息，绘制实物平面图，并将之输入到BIM模型当中，为现场安全管理提供依据。同时，可依托BIM模型对施工现场所需布置的临时设施进行科学规划，确保设置的合理性，降低安全事故的发生几率。（2）明确路线及地点。可利用BIM模型，对水利水电工程现场的材料运输路线及其堆放场地、各种构配件的加工现场、运输车辆的出入口等进行合理设计，进一步明确具体的区域，避免相互影响，诱发安全事故。（3）表示危险区域。可借助BIM模型，对水利水电施工现场中存在风险的区域进行表示，以不同的颜色标示相应的安全等级，为作业人员的施工操作提供参考依据。比如，红色为高风险区域，在该区域内进行施工时，需要注意。（4）碰撞检测。可使用BIM技术对水利水电施工中不同工种之间的碰撞问题进行检测，通过4D技术完成施工模拟，确定大型机械设备的活动范围，如塔吊的作业半径等，防止作业过程中引发安全事故。同时，依托三维可视化模型，可对施工效果进行预估，并对施工方案进行优化调整，确保施工过程的安全性。结束语 BIM是一门迅速兴起的新兴技术，其具有传统设计手段无法比拟的优势，在项目全生命周期中均体现出了十分重要的应用价值。数据是灵魂，协同是手段，整合是核心，BIM深化应用，以具体项目为单位，探讨最优的软件组合应用方案，以数据消费引领业务发展，为未来以BIM为导火索的设计工业化革命提供应对方案。同时整合各个软件的优势组合运用，研究合适的数据互通方式，实现全专业全过程的正向设计数据流贯通并行协同设计，能够将设计效率得到最大化提升，同时为BIM技术在工程全生命周期的深化应用提供解决方案。参考文献 [1]李文春.探讨BIM技术在水利水电工程建设中的应用[J].水利建设与管理,2018,38(10):37-40. [2]谢大鹏.BIM技术在水利水电工程中的应用[J].科技风,2018(30):161. [3]夏天.BIM技术在水利水电工程中的应用研究[J].珠江水运,2018(18):88-89. [4]杨艳凤.BIM技术在水利水电工程项目周期中的应用[J].中国标准化,2018(16):97-98. [5]曹庭,王嘉斌,宦如胤.BIM技术在水利水电工程设计施工运维中的应用[J].水利科学与寒区工程,2018,1(07):67-69.

论文作者:陶铁军

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年3期

论文发表时间:2019/11/1

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