王春艳
河北省南运河河务管理处 河北省沧州市 061000
摘要：随着我国水利事业的发展，水工建筑物数量及复杂程度不断增加，防汛调度难度增大，各项监测数据的处理更加复杂，这些变化在很大程度上给水工建筑物的运维管理带来困难。目前我省大中型水利工程的运行控制管理中均配备了自动化控制系统，能一定程度上提升水利现代化管理水平，保证了管理部门及时获取相关信息。
关键词：运维管理；BIM技术；水利工程
BIM是对水利工程全生命期信息的数字化描述，涵盖水利工程设计、施工、运营维护的全方位信息，是建筑智慧运维的基石。目前，随着BIM技术在水利工程全生命期的逐步应用，很多水利工程已经开始应用BIM技术来进行建筑物的运维管理，对促进水利工程运维管理效益提升发挥了积极作用。因为BIM本身具体的技术特点，可以整合设计方、施工方、建设方的各类资源，实现信息共享、协同工作，真正实现水利工程全生命周期的统一管理。应用BIM和信息化技术已经成为智慧建筑建设的发展趋势。因此，研究水利工程运维阶段的BIM技术应用，对于把握BIM技术的应用和推广具有重要意义。
11BIM技术?
BIM即建筑信息模型，是作用于水利工程科学化推进的一种技术，其是在三维技术的作用下实施，进而将获得的工程相关的集成信息借助于数字信息仿真模拟，将建筑物真实信息的形象呈现。一般情况下，此类技术在水利工程的前期和后期都可使用，例如施工设计图纸的绘制等，操作极为便捷高效；与此同时，工程的管理将处在信息化和可视化的条件之下，因此各个方面的部署情况都能及时地予以调整，以切实地提升工程推进的效率和质量。另外，在此技术条件下，管理的稳定性和安全性也将大大提升。
2在水利工程管理中使用BIM的意义
BIM技术应用到水利工程管理之中可以有效提升管理质量，通过BIM技术建立起虚拟的施工模型，依靠可视化以及集成4D施工的方式，可以更好的检测出当前施工方案中存在的问题，提升施工管理的质量。依靠BIM技术可以将建筑信息模型、施工计划安排、施工资源成本等各项信息有效整合，其中的4D技术效果可以将所整合的各类信息数据添加到相应的信息处理模型之中，将设备信息、人力物力资源成本信息有效整合。BIM可以实现整个施工过程中的可视化，提升各相关部门或施工队伍的协调合作效果，依靠网络管理平台可以帮助工程建设人员完成各项工程管理文件的上传及审批，提升工作处理效率，也能更好的实现资源信息的高效共享，为水利工程单位提供更大的经济利益。BIM技术可以将建筑工作中各项目的施工完成时间有效缩短，通过高效率的施工进度和计划管理可以有效提升工程建设效率，同时将各建设机械设备更好的管理，为施工质量提供有力保障。依靠BIM技术，工程管理人员可以快速实现各类工程建设资料如施工方案、设计图纸、进度安排等资料的的共享和审核，同时提升资料管理效率，更好的实现工程建设资料的存档，避免出现工作遗漏导致工程建设资料丢失的问题。在BIM技术的应用过程中，工程建设所需要的各类人力、材料、设备等各类资源可以得到最高效的利用，有效降低成本的过程消耗，提升工程建设单位的经济效益。
3BIM技术在通吕运河水利枢纽运维管理中的应用
2.1工程概况
通吕运河水利枢纽主体包括引水泵站一座和总净宽100m的10孔节制闸，具有挡洪、引水、排涝和改善区域生态水环境等功能。泵站工程为单向引水，设计流量为100m3/s，站身为堤身式块基型结构，采用三台套竖井贯流泵机组，单机33.33m3/s，配套电机功率1600千瓦时，总装机容量4800kWh。节制闸排涝流量650m3/s，引水设计流量480m3/s，节制闸共10孔，每孔净宽10m，总净宽100m，闸室采用胸墙式整体结构，闸门采用平面直升钢闸门结构，配卷扬式启闭机启闭。工程总投资4亿元。
2.2BIM模型的建立
枢纽工程数字化建模参照《水利工程建筑信息模型(BIM)设计应用规范》，根据项目运维的需求，制定进度计划和人员安排，规范建模精度、构件命名等，保证项目的进度和成果的标准化。本项目采用BIM建模软件实现主要水工建筑物的建模，整体模型采用工作集与文件链接相互结合的协同模式，其中异形水工结构（挡墙、水闸）采用全自主开发Revit交互式自动化建模工具包，大大提高了建模效率。在工程的正向设计过程中，设计参数通常会反复调整，部分结构和设备参数化，从而大大提高了设计效率。
2.3BIM模型实现方法
BIM模型的构建是创建信息模型的第一步，BIM技术的主要价值在于能够进行信息的可视化共享和管理。
我公司协同开发的数字化工程管理平台基于BIM+WebGl三维可视化技术，集成了枢纽建筑、设备、设施、视频等相关信息，实现全场景、多要素、全过程的实时、动态、可视化管理。通过Web端轻量化图形引擎，将几何模型文件转换成数字文件，极大的降低模型文件大小，保证了模型浏览的流畅，减轻对本地电脑的性能要求和依赖性，可通过网页或手机端浏览访问，方便运维管理，提升使用便捷性。
2.4运维管理阶段主要成果
工程管理平台基于数字化模型，直观展示节制闸和泵站机组上下游水位、启闭状态、水位流量以及启闭设备、机组设备状态和数据信息。主要功能包括：在线监测、设备台账、视频监控、报警管理、维修养护等。
2.4.1在线监测模块
在智能化的泵站运行维护管理中对泵站的水位监测、电量监测、设备故障预警、信息采集与交换等都有着十分迫切的处理需求。通过BIM模型整合泵站自动化运行监控系统的反馈监控数据，将各种设备的工作状态信息及时反馈到BIM模型中，实现对泵站项日中各种配套设施和设备的智能化监控。
2.4.2设备台账模块
建立设备台账，主要记录和提供各种必要的设备信息，建立设备台账，反映设备的基本情况以及变化的历史记录，提供管理设备和维护设备的必要信息。设备管理从本质讲是对设备运行过程的管理。主要是通过对设备的管理和维护，使设备处于良好的运行状态；不断提高设备装备水平，保证泵站管理技术进步。
2.4.3视频监控模块
在视频监控模块中选择摄像头列表，分别显示泵站所有摄像头的分布和每个摄像头的监控区域。在BIM模型中查找特定的摄像头，调用实时监控画面，并且可以查询摄像头的属性以及巡检记录和维修记录等信息。
2.4.4维修养护模块
当配套设备发生故障时，可以快速、准确的通过BIM模型对故障设备进行三维定位，帮助维护人员快速分析故障原因、调用并显示相应的解决方案分类提示。提供故障记载、上报和处理记录。运行过程中发现故障时，填写故障现象、发生时间、已经采取的措施，提交给相关的故障处理人员；故障处理人员制定处理方案，上报主管领导批复；批复后进入故障排除，记录故障处理过程和处理结果。
3总结与展望
该平台在江苏省水利行业中率先进行开发与应用，对江苏水利BIM建设及运维管理等具有借鉴与示范作用。本工程基于BIM的综合管理平台开发与应用成果获“2019年首届全国水利行业BIM应用大赛”优秀奖。本次应用心得主要包括以下三点：
（1）与传统的水利工程自动化系统相比，基于BIM技术的水利工程运维管理使得各类信息的表现更加清晰直观。将相关信息与三维BIM模型相结合，实现了数据的可视化。
（2）将各阶段、多专业数据，全部集中于BIM数据库中，为传统运维管理系统提供信息数据，使得信息相互独立的各个系统达到资源共享和业务协同。
（3）通过Web端轻量化图形引擎，将几何模型文件转换成数字文件，极大的降低模型文件大小，保证了模型浏览的流畅，减轻对本地电脑的性能要求和依赖性，提升使用便捷性。
未来需要在以下方面继续开展研究：（1）提升数据标准化程度。数据的分类合理性、数据的覆盖丰富性可以进一步提高，如可以增加建筑物沉降、水平位移、渗流作用等监测数据，并设立相应评价、预警体系。（2）兼顾模型的精细化与轻量化程度。在减轻对计算机性能要求的同时，进一步提升3D模型漫游的流畅度及模型内构件的精细度。
参考文献
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