水利水電工程信息模型研究及應用

沈丙旭

摘要：水利水電工程信息模型中的信息模型，對企業(yè)的發(fā)展具有重要的作用，需要確保信息采集的實時性，能夠?qū)崿F(xiàn)對最新施工信息和安全監(jiān)測信息的有效利用，并對信息進行及時分析和溝通，強化工程信息的反饋職能，確保工程信息安全監(jiān)測的高效采集，能夠極大程度上的減少對施工造成的干擾，應該按照一定的程序和方法，建立水利工程信息模型，確保施工信息的全面和自動化采集，確保水利水電工程的良好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利水電工程、信息模型、研究、應用

1當前研究存在的問題

1.1與巖土、道路、橋梁行業(yè)類似，信息模型技術(shù)在水利水電工程行業(yè)的應用尚處于探索階段，目前的應用案例也都是對BIM技術(shù)的借鑒，尚未建立一套服務于水利水電行業(yè)，以水利水電工程信息模型為核心的，包含水利水電工程信息模型的建立、共享管理以及使用與反饋等重要環(huán)節(jié)的理論方法體系。

1.2目前較為成熟的產(chǎn)品信息模型和建筑信息模型的建立方法并不完全適用于水利水電工程。水利水電工程規(guī)模龐大，需要表達的模型包括各類水工建筑物、地形、地質(zhì)、工業(yè)與民用建筑物、監(jiān)測儀器、支護措施、環(huán)保水保措施等，涉及眾多專業(yè)的配合工作，具有一套不同于產(chǎn)品設計和建筑設計的獨有的設計流程。

1.3目前STEP標準和IFC標準已經(jīng)成為能夠分別支撐制造業(yè)和建筑業(yè)信息模型共享管理的統(tǒng)一標準。然而，由于水利水電工程各個專業(yè)復雜多樣的建筑物和地形、地質(zhì)及其開挖形狀，以致存在大量的非參數(shù)化模型;同時，由于各專業(yè)所負責設計的模型之間存在功能和建模方法上的差異，導致各專業(yè)使用的設計軟件難以一致，以致建立的模型文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)無法統(tǒng)一，且有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)尚未公開;不同的設計單位采用的設計軟件也不盡相同;此外，水利水電工程建筑物及地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，設計模型無法直接轉(zhuǎn)換成數(shù)值仿真分析模型以用于設計期以及之后的施工期和運行期的結(jié)構(gòu)分析：上述因素決定了難以使用一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準能夠完全符合水利水電工程各專業(yè)信息模型的建模與信息傳遞需求，這也給水利水電工程信息模型的共享管理帶來了挑戰(zhàn)。

1.4目前建筑信息模型的使用主要是應用于建筑模型的施工過程仿真、進度控制和安全分析等方面，對于水利水電工程來說這些同樣重要，但是已有研究成果較少，且主要集中于施工進度的仿真與控制方面。事實上，水利水電工程施工過程中由于突發(fā)不良地質(zhì)條件、惡劣天氣和施工擾動的存在，保證其結(jié)構(gòu)安全與施工進度同樣重要。然而由于建筑工程與水利水電工程之間施工方法與結(jié)構(gòu)分析方法的差異，針對前者的研究成果并不適用于水利水電工程，因此，如何使用建立的水利水電工程信息模型為同時保障水利水電工程施工過程的安全與進度服務，也成為一個亟待解決的問題。

2水利水電工程信息模型建立

2.1水利水電工程信息模型框架

水利水電工程信息模型在建立過程中，需要加強對生命周期各階段的管理，在實施階段，融入一系列的技術(shù)和方法，建立完善的水利水電信息模型實施框架。首先，應該加強對水利水電工程信息采集技術(shù)的管理，實現(xiàn)對原始信息的采集。其次，需要建立存儲技術(shù)和幾何數(shù)據(jù)，能夠為水利水電工程信息模型的實施提供必要條件，建立完善的信息內(nèi)容。最后，需要加強對分布式網(wǎng)絡環(huán)境下的共享信息管理，以便在不同的軟件環(huán)境下，實現(xiàn)對信息的交互和轉(zhuǎn)換功能，確保信息的合理構(gòu)建，強化信息的共享功能。

2.2水利水電工程信息模型存儲方式

水利水電工程信息存儲方式受數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)影響較大，應該對水利工程信息進行合理的劃分，分為結(jié)構(gòu)化模型的幾何信息和非結(jié)構(gòu)性的文件、圖片和視頻信息。當前水利水電工程信息存儲的方式主要是由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和文檔電子倉庫組成的，可以依據(jù)信息種類的不同，將信息儲存在不同的數(shù)據(jù)庫里。水利水電工程的專業(yè)較多，會結(jié)合不同業(yè)務需求，選擇不同的設計軟件，應該將非結(jié)構(gòu)化的模型文件，存儲在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫模型中，方便日后的管理。

2.3水利水電工程信息模型協(xié)同工作組織建立

在進行水利水電工程信息模型建立的過程中，應該對涉及到的各項維度信息進行集成，提高信息模型建立的效率，有利于實現(xiàn)各模型信息的有效共享，確保工程的有效開展，確保各工程工作的質(zhì)量。為了加強對工程進度、安全和成本的控制，應該建立完善的信息模型，促進信息模型的信息集成、共享和使用，為協(xié)同工作提供良好的條件。工程信息模型協(xié)同工作組織結(jié)構(gòu)主要包括：工程項目總承包模式、合作伙伴模式、全生命周期集成化管理模式、網(wǎng)絡組織模式等。

3水利水電工程信息模型應用

3.1水利水電工程動態(tài)施工進度信息模型建立

第一，網(wǎng)格單元映射法。該方法主要運用在工程三維可視化施工面貌中，能夠展現(xiàn)出工程建筑物的施工面貌，將施工中的信息轉(zhuǎn)化為動態(tài)的安全數(shù)值，能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的仿真計算。依據(jù)當前的施工進度情況，實現(xiàn)對施工信息的采集，運用動態(tài)修整預測方法，來預測后期施工進度。第二，實體映射法。通常會適用在可視化信息模型中，無法實現(xiàn)對施工過程的細致展示，也不能直接用于結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真計算中，但是能夠?qū)崿F(xiàn)對施工面貌的動態(tài)展示。在施工過程中，能夠?qū)κ┕みM度狀態(tài)和施工進度信息的采集，對后期的施工進度進行預測，需要按照工程項目活動的內(nèi)容，來開展施工工作。

3.2水利水電工程動態(tài)安全監(jiān)測信息模型建立

模擬水利水電工程動態(tài)安全監(jiān)測信息模型建立，需要對施工中的動態(tài)信息進行掌握，建立在模擬計劃施工狀態(tài)的動態(tài)數(shù)值中，需要對實際的施工進度和施工過程進行預測，實現(xiàn)對施工狀態(tài)的及時更新，結(jié)合實際的施工情況制定出合理的施工模型。實際施工進度狀態(tài)中的數(shù)值仿真信息模型映射方法需要通過“網(wǎng)格單元映射法”來實現(xiàn)。施工結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)受遷移時間施工狀態(tài)的影響較為嚴重，應該結(jié)合具體的施工情況，制定出合理的動態(tài)數(shù)值仿真模型。

結(jié)束語：水利水電行業(yè)在發(fā)展過程中，生命周期過程存在較多的問題，應該結(jié)合水利水電工程的特點，進行深入的研究，建立在水利水電工程信息模型和實施框架的基礎上，建立完善的水利水電工程信息模型，確保內(nèi)部信息的合理構(gòu)建、展現(xiàn)出信息模型的共享和使用功能。

參考文獻：

【1】梁姈.試論信息技術(shù)在水利水電工程造價管理中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2015（03）：52-53.

【2】陳斌.信息自動化技術(shù)在水利水電工程建設中的應用探討[J].江西建材，2014（10）：95，98.

【3】宦國勝，王海俊，沈國華.水利工程中三維信息模型技術(shù)平臺的比選和應用[J].江蘇水利，2015（01）：41-43.