摘要:随着科技的发展,水利事业发展日新月异。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。但在实际运行中,现有的水利工程自动化系统也存在诸多问题,如数据分类管理不科学、管理人员管理效率底下、故障排查难度大等问题,亟需对现有的水利工程自动化系统进行改进。
关键词:运维管理;BIM技术;水利工程
引言
水利工程运营涉及区域大,线路及周边环境复杂,每个区域都有各自的管辖范围,涉及不同内容管辖单位又各不相同,各单位间与各区域间均没有较为完善的协同管理工作模式,使得工程运营管理情况存在较大差异,质量参差不齐,效率不高。工程在运营过程中可因自然或人为因素造成功能障碍,如果没有实时监测维护和预警机制,运维管理人员不能及时识别、准确定位功能障碍部位,并进行维修维护,可能会导致安全事故的发生,对人民群众的生产生活和周边的环境产生不良影响。同时在运营管理中缺乏相关系统收集运维数据,管理者不能够及时掌握运维阶段的相关信息而做出快速的判断和处理方案。因此,水利工程后期运营管理至关重要。探索将BIM技术应用到水利运营阶段的管理,提高管理的效率,降低安全风险。
1BIM技术在运维管理上的优势
建筑信息模型简称BIM,通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库,不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息,还包含了非构件对象(如空间、运动行为)的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型,大大提高了建筑工程的信息集成化程度,从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
1.1数据集成与共享
将规划、设计、施工、运维等各阶段包含项目信息、结构模型和构件参数等数据,全部集中于BIM数据库中,为传统运维管理系统提供数据信息,使得信息相互独立的各个系统达到资源共享和业务协同。
1.2运维管理可视化
在设备需要检修时,维修人员需要定位设备在空间的位置,并同时查询到其检修所需相关信息。相较于依据纸质蓝图来确定电力系统、金属结构等位置,运用三维BIM模型则可以快速准确的确定机电、金结等设备在建筑物中的具体位置,从而提高设备管理的效率。BIM技术在水利工程运维管理上的应用仍处于初步探索阶段。目前对运行管理阶段的BIM应用研究较少,方案设计及施工管理阶段应用较多。商业建筑、交通等领域BIM应用研究较多,水利工程领域运维管理应用研究较少。
2BIM技术在运维管理中的应用分析
2.1在工程项目维修养护施工前
在工程项目维修养护施工前,利用BIM良好的可视化和协调性特点,能够更形象、准确、全面、快速地掌握和传递工程运维管理信息。现行的水利工程物业化管理模式,在每年维修养护项目开始前,根据工程情况上报维修养护方案,审批后进行公开招标、签订合同、施工单位组织施工、竣工验收。在整个过程中,针对工程情况,管理单位需要与设计院和施工方进行多次接洽,而BIM技术具有“所见即所得”得可视化效果,将岁修养护需求、方案等通过参数化赋予在三维模型的族构建中,工程得到更加直观的清晰表现,形成互动性和反馈性,呈现效果图,利于相关方面进行有效沟通。在维修养护施工前,通过4D模型(三维模拟叠加项目的发展时间)和5D模型(4D模型叠加造价)模拟组织施工,确定合理的施工方案和工序安排来指导施工。
这样将技术设施、工艺做法、用料、工程量、资金预算等问题信息打包集成,便于管理方同设计院、施工方等各方精准、高有效对接,利于工程后期管控。
2.2在工程项目维修养护施工过程中
在工程项目维修养护施工过程中,统筹调度工程的进度、成本、质量与安全管理。在进度管理方面,通过不同颜色来细分标注施工状态,将计划施工进度与实际进度进行对比,生成时间轴,及时调整施工进度并形成记录,提高速度的总体控制。利用BIM技术形成成本控制,通过添加施工日志、工程量月表、项目清单、明细表等信息,实现成本精细化、动态化管理。施工人员、实施时间、新增或更换的配件信息等及时上传到BIM中,形成质量和安全工作的动态记录,提高质量与安全管理时效性、可溯性。基于BIM技术建立的协同工作的平台,有利于各方面人员或团队可协同合作,例如在出现现场变更问题时,一方在授权内做出的变更可同步到其他参与方,具有“一处更改,处处更新”特性,协同施工进度计划,BIM技术模型能够打破CAD时代各专业独自作业、工作流线交错复杂、设计难以更改的壁垒,有效避免了传统2D绘图由于疏忽带来的遗漏,造成实施中不必要的损失,便于物业管理,节约人力、物力、财力,有效提高了管理效率。
2.3在水利工程运行管理中
水利工程项目建设完成交付使用后,会有很多的文档资料以及数据信息,采用传统的水利工程管理模式,需要占用了大量的资源与时间对信息进行整理、汇总,并且可有效保存的时间也比较短,,还不方便及时调取使用。建立BIM模型,可以将复杂烦琐的图纸、影像资料、坐标参数等数据信息进行整合统一,全面掌控工程各个数据信息之间的相连关系,提升了文档管理工作的效率以及保存时间和调用价值。由于BIM技术模型包含了水利工程的各种构件的规格大小、安装时间与顺序以及出厂信息、启闭机以及水利工程建筑物等多方面的信息,在工程交付使用后能够有利于后期的运行维护管理工作,能够及时发现问题,并加以解决,最大限度地降低因故障造成的损失。通过导入水文信息、远程监控、遥感技术、地理信息模型等技术手段,综合利用整合平台,进一步强化水利工程运维管理。另外,有防洪防汛、输水、引水功能的水利工程,还可通过BIM技术进行对闸门开度、流量、洪水过程等任务模拟,以及与安全生产管理相关的消防疏散模拟、地震逃生模拟等,作为紧急预案的模拟演练。
结语
总之,通过BIM技术建立的模型,提供了一个可视化、协同作业等多维的信息整合平台,提供了工程项目的系统、全面的完整信息,使管理者更准确、全面、快速地掌握工程运维管理信息,为管理者决策提供可靠依据,使得水利工程运维管理更加协同、高效。将BIM技术应用在水利工程运维阶段,能够进一步强化运维管理效率和水平,这也将是未来的发展的必然趋势。
参考文献:
［1］周治刚,叶文武,左保静．关于江苏水利工程自动化控制系统建设的认识与思考［J］．江苏水利,2013(12):14-15．
［2］汪再军．BIM技术在建筑运维管理中的应用［J］．建筑经济,2013(9):94-97．
［3］孙少楠,张慧君．BIM技术在水利工程中的应用研究［J］．工程管理学报,2016,30(2):107-112．
［4］陈广军,张慧君,吕冰冰,等．BIM技术在项目运维阶段的应用研究［J］．中州大学学报,2016,33(4):120-124．
［5］王海俊,吝江峰,张超．平原地区水利工程建筑信息模型设计标准的研究［J］．江苏水利,2019(8):57-62．
［6］张建平,余芳强,李丁．面向建筑全生命期的集成BIM建模技术研究［J］．土木建筑工程信息技术,2012(1):10-18．
［7］秦雯．基于BIM的项目管理系统在泵站项目运维阶段的应用［J］．科技展望,2017(15):8-9．