基于BIM的数字综合管理系统在穿黄工程运维中的应用

穿黄工程是南水北调中线的关键性工程之一,为提高穿黄工程运维管理效率及精准水平,采用浏览器/服务器(B/S)架构和客户机/服务器(C/S)架构相结合的方式研发了基于BIM的数字综合管理系统。该系统以三维实景模型和土建、电气、金属结构、水力机械等多专业BIM模型为基础,通过对多源异构数据进行集成,实现了工程区内场景交互展示、信息查询、综合管理和监测预警等功能。其中B/S架构系统跨平台性能好、应用便捷,C/S架构系统展示效果好、稳定流畅,基于2种架构的数据资源共享系统在充分发挥各自优势的基础上,保证了系统功能的统一性,可为水利工程运行管理决策提供技术支持。     

汾河干流稷山城区段综合治理工程BIM应用

采用创新性BIM技术和数字孪生技术,深化各专业BIM模型的构建应用解决了工程建筑物多、河道清淤土方量大,高标准建设及工期紧张等难点,有效提升了设计效率与质量。构建的数字孪生管控平台,实现了工程的实时监控与精准管理,展示了BIM和数字孪生技术在现代水利工程中的应用潜力,为同类工程开展智慧水利建设提供参考。     

大石峡水利枢纽工程智慧建设总体规划与顶层设计

文章针对新疆大石峡水利枢纽工程智慧建设需求,结合物联网、云计算、大数据等新技术,论述了基于"BIM+GIS+IOT+区块链+AR"多技术融合的大石峡水利枢纽工程建设智慧管理云平台总体规划与设计,以实现"数据一个源、施工一张图、业务一条线、管理一张网"全过程、全要素、全方位智慧化管控目标,可为今后相似工程提供重要参考。     

数字孪生闸泵工程规划设计

闸泵工程作为流域的控制性工程，对流域的防洪调度、水资源管理与调配具有重要作用。本文按照《十四五智慧水利建设规划》，结合《数字孪生工程建设技术导则》要求，针对性从数据底板、模型平台、知识平台、基础支撑平台及智能业务应用等模块进行规划，以实现闸泵站各类信息及时汇聚处理、工程三维可视、模型优化计算、业务智能应用为目标，为闸泵站的信息化、数字化、智慧化建设发展提供支撑保障，对闸泵工程健康状态进行评价，对工程调度运行进行优化管理，并对闸泵类水利工程数字孪生建设提供样例。     

夹岩数字大坝系统在工程精细管理中的应用

夹岩水利枢纽工程面板堆石坝建设过程中涉及众多动静态信息,如何综合集成这些信息,为工程建设管理与大坝运行提供全面准确的信息支持,是工程建设中需要解决的重要技术问题。结合夹岩工程特点与需求,研制开发了夹岩数字大坝系统,对大坝建设过程中的质量、安全、进度等信息进行动态采集,构建了基于B/S模式的大坝综合信息集成平台和三维虚拟模型,动态耦联工程建设信息、三维场景和无人机航拍全景,实现了夹岩大坝建设多源信息的可视化、虚实化管理与数字化归档,为参建各方对工程进行精细管理,以及大坝运行后的健康诊断提供了信息应用和支撑平台,从而为创新工程建设管理手段、打造优质精品工程提供强有力的技术保障。     

基于GIS+BIM融合的建设工程项目数字化管理平台研究与应用

为解决建设工程项目工期紧、管理数据来源多、管理模式多样、信息化程度低等问题,基于GIS与BIM技术各自的优势,建立基于GIS+BIM技术的数据中心,研发了建设工程项目数字化管理平台,实现了工程BIM模型、GIS数据、倾斜摄影数据、工程管理数据等多源数据的集成,为建设工程项目数字化管理提供有力的数据支撑和工具。     

水利部数字孪生流域模型管理云平台设计及应用研究

【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标准化、模块化、云服务”的要求,采用“分治+集成”的思想,基于组件技术、工作流技术、SOA架构和容器技术等构建水利部数字孪生流域模型管理云平台。平台通过提供水利专业模型、智能识别模型的组件化封装和流程化搭建功能,以微服务的方式对外提供模型共享和模型计算服务。【结果】依托重点研发项目分别在示范区域——屯溪流域和白鹤滩水库开展“洪水预报-预警-调度”业务应用和工程管理范围形变监测业务应用,验证了平台设计的合理性和应用的可行性。【结论】研究成果可为数字孪生流域模型平台的建设与应用提供一定技术支持和经验借鉴。     

基于多源信息融合的智慧污水处理厂管控平台建设与应用

针对当前污水处理厂中存在的信息孤岛问题及其导致的不合理生产调度,提出了基于多源信息融合技术的智慧污水处理厂管控平台的解决方案。该平台充分利用大数据、云计算、物联网、数据挖掘、人工智能、移动互联网、BIM等技术,将污水处理厂BIM模型信息、污水处理厂实时运行信息、污水处理厂日常管理信息进行多源信息融合并对污水处理厂进行智慧管控。该平台在武汉江夏污水处理厂得到成功应用,可确保其科学、高效、安全、智慧运行。     

数字流域架构与软件体系研究

数字流域是一个以流域地理空间信息为基础,融合流域各种相关信息的数字化系统平台。数字流域是流域现代化管理的重要技术手段,是我国流域管理的发展方向。数字流域的总体框架分为数据层、模型层、应用与综合决策层和用户层。根据数字流域系统特点,可以设计正交软件体系、三层C/S、C/S和B/S混合软件体系等3种数字流域软件结构。     

数字孪生基础数据高程基准统一技术研究

为满足孪生流域等数字孪生建设对基础地理信息数据的强烈需求，确保工程建设高程基准的统一，基于GNSS观测技术和重力场模型，开展了数字孪生基础数据高程基准统一研究。构建了顾及地形特征的高精度区域似大地水准面模型，形成了数字孪生基础数据高程基准统一模型库，并利用模型精度和检测精度两种评价方法对高程模型和多场景采集的多源基础数据的高程改正成果开展精度评价。结果表明：(1)似大地水准面模型的内符合精度为±2.6 cm,外符合精度为±3.1 cm,优于EGM2008模型结合二次曲面拟合法等其他拟合算法，成果精度满足规范要求；(2)多源基础数据的高程改正成果中误差在±10 cm以内，满足数字孪生建设对基础数据的精度要求。该模型方法构建简单且精度高，具有广阔的应用前景，不仅可应用于数字孪生建设等领域，也可为大范围的工程测量、陆海高程基准统一等提供技术支撑。     

大数据技术在智慧工程中的研究和应用

面对工程建造及运营过程中的数据条块化、信息难共享等问题,需要建立纵向联动、横向协同、互联互通的大数据平台,开展数字创新,驱动工程管理智慧化。阐述了大数据平台的数据采集清洗、存储、分析、服务、平台管理的基础技术架构,分析了平台建设中的关键技术,并探讨了大数据技术在智慧水电、风电、环保领域的应用。     

长江泥沙信息系统中的“多S”结合与集成

水文泥沙信息具有多源、多类、多量、多维、多时态和多主题特征,其信息分析管理系统的开发采用了"多S"结合与集成化技术.该"多S"集成的大系统是一种以分布式主题数据库(含属性数据库与空间数据库)为核心的综合技术系统,其功能结构是技术方法与应用模型的层叠式复合结构.系统采用国家与行业标准、规范和数据网格(data grid)技术和数据网格应用工具,是保证多源异构数据转换交流畅通无阻的前提和条件;而采用面向对象分析、面向对象设计和面向对象语言,并建立"多S"数据的一体化管理、语义和非语义信息的自动提取的概念模型与数学模型,解决了数据自动更新、数据实时通讯和数据分析可视化等技术难题,初步实现了操作集成.该系统总体上采用C/S与B/S结合的设计方式,并引进了应用系统层、中间服务层和数据库层的3层映射模式.     

基于分类树的长距离引水工程多源数据管理系统设计

针对目前长距离引水工程在运行管理过程中存在的监测和检测数据异构、数据种类繁多、管理不规范、效率低下等问题,通过对多源数据种类及获取方式进行分析,构建了基于分类树的数据管理体系,并结合数据库技术,对数据库表结构进行设计,实现对多源数据的优化分类管理。基于此设计了基于B/S架构的长距离引水工程运行期多源数据管理系统,该系统严格按照数据管理体系进行设计,层次明确、结构严谨,方便了系统用户对数据进行统一、高效的管理,为引水工程运行期多源数据管理提供了一种新的解决方法。目前该系统已在某引水工程中投入使用,运行效果良好。     

基于BIM技术的输变电工程智慧建造协同平台

针对传统输变电工程建设管理模式的痛点,利用云计算、地理信息系统(Geographic Information System,GIS)、建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术等信息化与数字化技术,构建建设过程多参与方的协同平台,开启智慧建造模式。本文从业务角度提出智慧建造协同平台功能需求和BIM模型应用要求,从技术角度对BIM与GIS集成技术、云计算等进行阐述,并对输变电工程特有的电网信息模型(Grid Information Model,GIM)数据转换进行了重点说明,形成一个完整的平台解决方案和实施路线。在国家电网大力推进三维设计的基础上,智慧建造协同平台将实现输变电工程建造过程由模型应用走向信息化集成应用,并推动工程建设的相关参与方加快企业数字化、信息化的步伐。     

基于数字孪生的农村供水智能决策协同支持平台构建

基于数字孪生的农村供水智能决策协同支持平台建设,可为农村供水管理数据关联分析、可视化展示和辅助决策提供科学、快速的支撑。介绍了基于数字孪生的农村供水智能决策协同支持平台组成和建设思路,包括农村供水工程地理信息数据、农村供水管网漏损模型、农村供水风险评估模型、用水户满意度评价模型、维修抢修问题热点图模型,可提高农村供水现代化、精细化管理水平,促进农村供水管理工作由被动向主动、静态向动态发展,实现农村供水工程数字化管理,也可为建立高水平的数字孪生供水系统提供技术支撑。     

黄河基础地理信息平台建设与应用

为了避免"数字黄河"工程基础设施建设中,地理信息数据的重复采集和地理信息功能的重复开发,建设了黄河基础地理信息平台。该平台的建设内容包括地理信息标准、基础地理数据存储与管理平台、基础地理数据库和基础地理信息系统4部分。平台采用数据层、中间层和应用层三层结构搭建,集一体化数据编辑、多源数据集成、COM组件、Web-GIS、三维GIS、中间件等技术于一体,实现对黄河基础地理信息的存储管理、发布显示、三维仿真等操作。黄河基础地理信息平台在治黄中的应用主要体现在三方面:提供了全面、可靠、标准的黄河基础地理信息数据;提供了基于网络的地理信息浏览、显示、查询、分析等功能;提供了标准的地理信息服务中间件等。     

基于人工智能的堤防工程大数据安全管理平台及其实现

针对堤防工程综合安全监测体系,基于物联网技术,建立堤防工程海量数据资源的采集、汇集、交换与共享云平台;同时针对堤防工程质量、险情演化、致溃机理,基于大数据和人工智能技术,构建堤防工程大数据开放平台和人工智能计算平台,提供海量、多源、异构数据的融合、共享,实现风险识别、评估、预警模型的构建、运算。针对堤防工程安全防护、加固中填筑石料粒径级配要求,利用堤防工程物联网监测平台进行数据采集汇集,在堤防工程人工智能计算平台构建砂石爆破开采级配预测模型,解决多层非线性问题,进行爆破开采优化设计和石料粒径级配控制。实例证明,基于人工智能的堤防工程大数据安全管理平台可将堤防填筑石料开采级配平均相对误差率控制在21%以内,满足开采级配设计要求,控制石料块度,从而保障了堤防工程质量,实现了堤防工程的安全管理。研究成果可为堤防工程填筑石料开采设计提供技术参考,保障工程质量。     

水利水电工程数字设计工厂建设构想与实践

【目的】为了实现设计文档和信息的收集、加工、共享和发布,实时、动态、协同完成设计任务分解、接口提资、设校审以及产品交付等设计工作,【方法】在分析水利行业BIM应用现状基础上,以模块化设计为源头,研究并提出建设水利水电工程数字设计工厂的构想。采用无感采集设计过程多维数据的手段,结合模型资源库,并与三维建模环境双向映射的方法,构建从数据采集、存储、治理到应用的设计过程全链条技术架构。【结果】数字设计工厂可以与BIM、GIS、大数据、人工智能等信息技术深度融合,通过重构设计流程,实现从专业设计为主体的特例性工程设计到多专业实时协同的产品化设计;实现了统一平台下设计产品的交付与直观展示;实现设计参数同时驱动几何模型的造型和传统基于经验公式的数学计算。【结论】在数字设计工厂平台体系下,通过对设计过程控制与信息集成、专业模块化智能设计、大数据分析验证等应用的实践验证,有效解决了大数据多源复杂性、设计过程实时性和模块化的要求和难点,对实现水利水电工程从专业设计为主体的特例性设计到多专业协同的产品化设计具有重要的参考价值。     

数字孪生技术在泵站工程中的应用

研究数字孪生工程网络构架下的用户交互模式以及可视化引擎渲染技术，在泵站数据中心化管理体系下，研究GIS+BIM+监测数据的数据融合，形成泵站工程数据底板。基于数据底板以及水利专业模型建设可视化业务管理平台，实现信息综合管理、智能巡检功能，并基于降水预报模型以及体积反演逼近法实现泵站联合调度下的积淹模拟，完成四预应用功能。平台的部署应用提高泵站综合决策管理水平，为智慧水利建设提供支撑。     

智慧使能平台在辽宁水利中的应用研究

辽宁智慧使能支撑平台能为上层水利业务应用统一提供智慧使能服务及公共基础服务支撑,支持前台快速开展业务创新.这些平台的私有化部署成本高,架构复杂,可以通过统建,避免不同水利业务应用之间的重复建设,并且发挥汇聚数据的价值.通过建设智慧使能平台、应用支撑平台、服务融合支撑框架,可实现各类服务资源的统一检索、查询和调用;对预测预报、工程调度、辅助决策等进行分析与挖掘计算;提高水利行业各类模型统一管理等能力,使得水利数据得到全面分析处理和挖掘应用.