基于 BIM 的水务工程全生命周期管理平台研究与设计

为解决当前水务工程相关信息分散、参建各方协同难和共享难、建设和运维阶段数据难以衔接等问题,进一步促进水务工程建设和运维管理提质增效,在综合分析水务工程业主需求和BIM技术特点的基础上,面向业主需求构建了基于BIM水务工程全生命周期管理平台,涵盖BIM模型管理、工程建设管理、工程运维管理等各项业务,实现水务工程全生命周期信息管理和传递,业务管理全过程横向贯通、纵向比较、在线监控和智能分析,并创新性推动建设全过程渐进式数字化移交,促进实体资产与数字资产双交付。目前平台部分功能已在实际中应用,在一定程度上解决了水务工程建设和运维管理粗放、信息集成与协同困难等问题,进一步验证了平台全生命周期理念的应用价值。     

建立工程数据库的实用方法研究

提起信息化建设,人们往往认为就是计算机联网,构建人事管理系统、财务管理系统以及OA系统等等,这些都属于管理信息系统。其实,对于设计制造业的单位来说,信息化建设的更高层次是建设工程数据库系统。本文分析了工程实际应用中数据的特点以及其复杂性,给出了工程数据库系统的结构,提出了利用空间数据技术的基本思想和方法,并初步探索了在工程勘察设计中建立数据库的方法。     

基于三维GIS的工程勘察信息系统

近年来,随着地铁等大型地下工程项目的建设,以往以二维图件形式为主的工程勘察已很难满足许多复杂地质情况的需求,如何利用计算机技术尤其是三维GIS技术实现多角度立体勘察成为目前研究的重点和难点。为此,本文作者依托前期工作,结合工程勘察实际应用需求,开发建立起一整套三维工程勘察信息系统。该系统主要由二维工程辅助建模子系统和三维工程建模子系统两大部分组成,实现了地下地质体边界、地质体内部属性、工程体构筑物等模型的快速、灵活三维构建,并为模拟分析计算留有充分的数据转换接口。经实际检验,证明该系统在工程勘察高效化、直观化等方面具有良好的应用前景。     

BIM技术在水闸设计中的应用

为促进水利建设行业的数字化技术发展,提高设计质量和效率,加快水利工程建设的数字化转型,以崇明岛堡镇港等 4 座水闸外移工程为例,基于 BIM 技术进行参数化设计研究与应用,通过协同设计、参数化模板库、精细化建模、有限元分析等技术实现 BIM 技术在数字设计中的全要素和全过程的应用,推动水闸建设的数字一体化设计的发展,提升设计品质和效率。另外,通过构件数据编码与数字化模型管理平台相连通,实现模型构件、信息的数字化管理及传递,为全生命周期内的智慧工程应用提供坚实的数据基础,有效推进设计过程的精细化管理,为后续其他水利工程项目的 BIM 应用提供良好的理论支持。     

一体化模式下数字房产设计与应用

数字房产建设是城市和村镇数字化建设的重要内容。本文首先从房地产管理信息化建设的现状出发,提出建立房屋基础时空数据库和基本楼盘表数据库,并以此为基础建立空间数据与业务数据统一管理的"地-楼-房"一体化数据库,实现房产数据的一体化共享;继而利用GIS、MIS、OA、WFS等技术,提出一体化的数字房产工程架构体系,集成房产业务系统及相关系统为一个整体,建立统一的房产行业平台,并将其应用于实际数字房产建设工程,为城市和城镇的数字化建设和行业集成提供了一定借鉴作用。     

工业智能作业感知平台的探索与应用

针对工业“人联网”智能作业感知平台在我国劳动密集型企业的应用展开探索,搭建“智能采集+云端协同运算+人联网数字化分析管理”系统,聚焦工厂精益生产、质量管控、生产安全等场景,通过数字孪生、人工智能等技术,为制造业打造关于人员作业动作识别、工时测算、质量隐患分析、人因工程等多功能的管控平台。平台以人为本,聚焦现代化工厂人员作业精益化管理,结合数字孪生技术赋能智慧工厂,为工厂提供关于效率提升、品质优化、人岗匹配和安全管理等一系列问题的整体解决方案,为现代化智慧工厂精益管理赋能。     

电网工程基建现场风险全状态感知系统在“两交一直”特高压工程中的应用

为降低电网工程建设中的施工风险,本文在研究分析电网工程基建现场安全风险作业的基础上,基于移动互联、物联网、人工智能等技术,构建了一种基建现场人、机、物状态信息的电网工程基建现场风险全状态感知系统,并在以雅中-江西±800 kV特高压直流输电线路工程为代表的“两交一直”特高压工程建设中进行了应用。实践表明,该系统通过安全风险管理、人员设备管控、视频智能分析告警、物联状态感知,有效提升了风险作业现场的数据采集及智能感知水平,有助于加强风险作业的数据分析及智能管控水平,进而为基建现场精细化管理提供了有效的智能化手段,进一步提高了电力工程建设综合管理能力。     

基于空间形态数据的铁路通信数字工程设计系统

建筑信息模型 (building information modeling, BIM)技术作为建筑业实现信息化数字化转型的核心技术, 在铁路建设全生命周期中具有很高的研究价值. 在铁路通信机械室内、站场、区间设计中, 将铁路通信实体的空间位置、形状、大小、关系等空间形态描述数据化, 结合铁路通信设计规范、相关铁路BIM标准以及专业实际设计需求, 研究开发出铁路通信数字工程设计系统. 本系统以空间形态数据为支撑, 铁路工程实体结构分解标准为基础, 在三维环境下实现了铁路通信机械室内机柜设备的智能布设, 站场通信沟槽线缆的路径规划, 区间通信信息点位置的准确布置. 系统进一步基于数字工程模型和图论基本原理, 实现了从数字工程模型中获取逻辑关系并生成通信逻辑网图. 经实际工程验证, 系统对铁路通信数字工程设计效率和准确率都有较大提升, 从工程源头实现了铁路通信工程数字化成果交付和应用, 促进了铁路通信工程项目全过程技术升级和数字化模式革新.     

基于GIS+BIM的滇中引水工程数字场景构建研究

本文以云南省滇中引水工程为例,采用GIS+BIM数字化技术,对滇中引水工程数字化场景构建技术进行探索,旨在为长距离引调水工程的数字孪生底座构建提供可行的技术路径。通过GIS三维模型构建、BIM模型构建及模型集成的研究,对比了主流的GIS三维建模高精度数据的采集和处理技术,阐明了三维GIS大场景搭建、工程实景三维模型建立、多类型引水建筑物建模的方法,同时提出了工程数字化模型集成的成套技术路线,采用新一代三维驱动引擎,通过投影变换算法实现长距离不同工程坐标系下BIM模型在标准GIS球面场景中的无缝拼接,达到全线模型的集成,构建了工程三维应用的数字化基础,可为水利工程数字孪生建设抛砖引玉,提供建设指引。     

基于GIS的油田地面工程可视化管理系统的实现

在研究地理信息系统(GIS)相关技术、三维技术和数据库技术的基础上,提出基于Arc GIS的高效GIS应用解决方案。基于Arc GIS Engine的应用开发技术和其他技术,利用某油田地面工程空间数据和影像数据构建地理信息数据库,开发实现油田数据管理、三维分析与规划、生产动态、断电影响分析、空间数据维护和业务提取等强大的分析功能,为油田地理信息管理、工程规范、断电影响模拟、可视化管理和预警建立基础平台,对油田系统的科学化生产、管理具有重要的现实意义。     

数字孪生小浪底知识库建设研究与实践

随着大数据、人工智能等新技术的飞速发展，信息技术在水利工程运行管理中正发挥越来越重要的支撑作用。数字孪生小浪底作为水利部数字孪生水利建设的首批试点工程，其知识库的建设是数字孪生小浪底的核心组成部分，技术难度大，业务场景应用面临着较大挑战。本文针对数字孪生小浪底知识库的建设进行了系统性的研究与实践，采用了知识引擎、知识库和知识应用三部分组成的知识库架构体系，实现了基于水利知识的检索、问答、推荐和推理决策等多样化服务，并在数字孪生“四预”业务应用中进行实践和验证，为小浪底枢纽的工程安全和防汛调度等核心业务提供了重要支撑。本文数字孪生小浪底知识库建设为类似水利工程具有参考价值和实践意义。     

湖南省现代水利信息技术平台实践研究

为促进湖南省水利管理智慧化，推进水利现代化，以湖南省省水利工程大数据融合为基础，各类水利数字工程和专业分析数学等模型为支撑，智能决策和智慧应用服务为出发点，对现代水利信息技术平台进行探索，主要研究水利信息技术平台中的工程可视化系统。该系统采用物联网、建筑信息模型、三维地理信息系统、BIM轻量化引擎等技术方法，定制化开发各项功能，通过分析典型堤垸、规划管理及工程建设管理等3个典型应用场景的建设，表明了平台在不同场景下的都可适用。本研究可推动水利数字工程的实施和应用，提升水利信息化应用水平，促进水利工程管理现代化。     

大型调水工程智能运行中心系统设计与应用

为帮助管理者快速掌握大型调水工程整体态势并实现跨机构协同指挥,结合大型调水工程运行管理特点和难点,在分析智能运行中心发展现状及趋势的基础上,以"全域态势感知、智能决策分析、协同联动指挥"为切入点,搭建大型调水工程智能运行中心系统整体架构,剖析系统基础设施、数字大脑及业务应用组成内容.通过全面梳理和分析大型调水工程建设期...     

全国水闸工程基础信息数据库设计与实现

为探究水闸工程信息化运行管理模式,进一步加强和规范水闸运行管理,动态掌握工程信息和安全状况,基于B/S结构和J2EE平台,按照用户层、应用层和支撑层三层体系架构设计,研发水闸工程基础信息数据库。基于备份与修复、安全与保障、移植与扩展等技术,实现全国范围内水闸工程网络注册登记、安全鉴定信息自动统计、报废注销信息网络备案等业务工作的高效运转,能够在指定区域内筛查与展示,支持重点工程监测监控接口,实现工程安全状况分析,通过信息版本控制机制可溯源数据库中各类信息历史记录,在时间尺度上形成闭合区间。数据库已在全国范围内广泛应用,在水利工程安全运行管理工作中发挥关键作用,有效提高水闸工程信息化管理水平和工作效率,切实发挥决策支持作用,为构建智慧水利体系提供支撑。     

数字孪生潭江流域先行先试建设与实践

为提高潭江流域水利工程防洪调度能力,开展数字孪生潭江流域建设。数字孪生潭江面向流域防洪调度需求,围绕“四预”核心功能,以22座大中型水库、7座梯级闸陂为精细化调度目标,建设数据底板、模型平台、业务应用等,构建流域L1级数据底板,流域重点区域及工程L2级数据底板,开发六大类水利专业模型,构建具有“四预”功能的预报调度系统平台,实现流域多源监测感知与数据高效能管理,江河水库闸坝集中管理、联合调度、科学决策,最大程度保障流域内防洪（潮）的安全,完善预报监测薄弱环节,提升工程调度反馈时效性,同时为河湖规范化管理提供依据。项目成果在2022年“龙舟水”、台风暴雨防御期间投入实战,助力潭江流域水库、水闸群的联合调度,取得防洪不受淹、水资源不浪费的最佳效益。     

基于云平台的盾构数据采集系统研制和应用

隧道建设过程中,采集盾构实时数据是监控设备、预防风险、提高隧道质量的重要途径。为了对全国各地盾构工程实现集中监控,摆脱市面上数据采集系统费用较高、通用性较差的局限,开发了基于云平台的盾构数据采集系统。该系统通过OPC协议循环读取PLC地址,根据用户设置的配置文件,将PLC记录信息按照类型逐条区分处理,然后调用WEB API接口,数据同步发送到云服务器的数据库中,使用JavaScript结合html5开发的组态软件,远程实时监控盾构机各种状态。整个系统的网络架构由盾构操作内网和地面监控外网组成,通过绑定MAC地址、限制端口访问等技术手段,阻断外部对盾构PLC的网络攻击。经过大量实际工程应用证明,该系统能满足不同品牌、不同类型盾构数据采集要求,为盾构施工集中信息化管控打下基础。     

大型水利工程建设期智慧应用探索

针对大型水利工程建设过程中协调困难、现场安全与质量难以监管到位、进度因素复杂难以控制等难题,围绕“安全、质量、成本、进度”等工程控制管理体系的建立与落地,结合工程全生命周期管理要求,对工程建设期智慧应用进行总体规划,建立统一的数据、技术及应用标准规范,利用云计算、流程引擎、物联网、大数据、BIM和GIS等关键信息技术,通过搭建所有参建单位使用的统一协同平台,部署覆盖工地现场管控的自动感知与智能预警,汇聚数据资源池,可视化数据综合分析等,实现工程建设管理流程与信息技术的深度融合,为工程的建设管理提供管理手段与辅助决策支撑工具。目前已在珠江三角洲水资源配置工程建设管理中实际应用,可有效落实对工程建设管理各环节的精细化管理,保障工程建设管理的标准化、规范化,为行业大型水利工程提供智慧水利建设的典型解决方案和实践案例。     

GIS+BIM的水利工程两层级架构智能建造系统研究

传统水利工程通常存在管理模式复杂、施工信息繁多、数据收集困难、可视化程度低等问题,研究在复杂管理模式下的信息化的工程管理手段,可有效提高水利工程管理的效率和水平,实现工程精细化管理。以海南省重大水利工程智能建造系统为例,提出 GIS + BIM 的水利工程两层级（集团级和项目级）架构的工程数字化管理系统的管理模式,可通过 PC 端和移动端 App 操作,结合工程建设期内各建设、监理、施工、设计及其他参建单位的工程建设管理需求,实现工程进度、质量、投资、安全等全要素的智能化管控。实际工程应用表明：该模式在复杂管理组织模式下能较快适应现场实际需求,发挥作用,为管理模式复杂的大型水利工程项目群施工期的建设管理提供参考。