占文婷

摘 要：水利水電工程可視化仿真是以動畫方式將整個工程施工過程動態(tài)地、真實地演示出來，并能采集仿真過程中所形成的各種信息和數(shù)據(jù)，以圖形方法直觀呈現(xiàn)出來。施工單位借此可正確理解工程的設(shè)計意圖，實時了解各類施工數(shù)據(jù)和信息，對水利水電工程施工具有極大幫助。隨著我國水利水電工程的不斷發(fā)展，可視化仿真技術(shù)在許多大規(guī)模建設(shè)項目和難度較高的項目中的應(yīng)用越來越多。文章首先對BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢進行了分析總結(jié)，然后主要對BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用進行了分析探討，提高了工作效率和質(zhì)量，提升了水利水電工程的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 可視化仿真 施工安全監(jiān)控

1.BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)指的是在數(shù)字3D模型基礎(chǔ)上，整合并數(shù)字化處理施工項目中不同信息和數(shù)據(jù)的工作，通過該模型可以數(shù)字化形式將工程項目中的數(shù)據(jù)直觀地呈現(xiàn)出來，同時也可將一些知識資源進行共享，為項目施工中決策提供可靠保證。比如工程建設(shè)中的價格、設(shè)備、施工進度等數(shù)據(jù)信息模型，均能通過BIM技術(shù)以數(shù)字化方式呈現(xiàn)出來。

2.BIM技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1有效整合各項資源，實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新

傳統(tǒng)二維平面設(shè)計雖然也可實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計，但具有一定限制性，而能在二維平面進行設(shè)計，智能化程度相對較低。而應(yīng)用BIM技術(shù)能實現(xiàn)以三維模型為基礎(chǔ)的各專業(yè)系協(xié)同設(shè)計，水利水電工程項目的各參與方可利用BIM技術(shù)實時上傳設(shè)計計劃和方案至數(shù)據(jù)庫，并進行實時更新，以三維模型的方式將項目的最新設(shè)計成果經(jīng)過重新整合之后，再展現(xiàn)在每位設(shè)計人員面面前，真正實現(xiàn)無縫協(xié)同。應(yīng)用BIM技術(shù)可有效整合各項資源，大大提升設(shè)計質(zhì)量和效率，并將設(shè)計誤差盡可能降低最低。另外，設(shè)計講究時效性和經(jīng)濟性，設(shè)計人員應(yīng)用BIM技術(shù)可準確生成該工程項目的簡易模型，大大提升設(shè)計速度，還可借助該技術(shù)的設(shè)置工具來生成不同方案的三維展示、環(huán)境構(gòu)型等，快捷、高效、準確地表達出設(shè)計人員的設(shè)計理念，進而有效爭取到施工方案設(shè)計的主動權(quán)。

2.2有利于調(diào)整設(shè)計工作重心

根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究結(jié)果顯示，傳統(tǒng)使用CAD進行建設(shè)項目的二維平面設(shè)計工作時，工作重心主要在施工設(shè)計圖這塊，基本占據(jù)了這個建設(shè)工程設(shè)計工作量的一半以上，再加上初步設(shè)計階段協(xié)同程度低等各種原因，導(dǎo)致項目施工圖紙階段時常發(fā)生變更的情況，導(dǎo)致預(yù)算不平衡等問題出現(xiàn)。BIM技術(shù)能將設(shè)計工作重心前移，讓初步設(shè)計階段的工作量比重得以提高，大大減輕施工圖設(shè)計階段的工作量，同時還能提升設(shè)計的質(zhì)量和精準度。

2.3提升工作效率和質(zhì)量

BIM技術(shù)通過辦公自動化和三維可視化環(huán)境，能及時施工中各種問題，各項目之間也可進行信息交流和數(shù)據(jù)共享，提升數(shù)據(jù)在施工的重復(fù)利用率。有關(guān)管理人員利用BIM技術(shù)能快速獲取所需的建設(shè)數(shù)據(jù)信息，分析書數(shù)據(jù)，進而制定出更加精細化的施工方案，避免大量財力、人力、物力的浪費。同時通過BIM技術(shù)獲取各種工程信息，再對這些信息進行計算、對比和分析，進而幫助有關(guān)人員及時了解到工程項目的消耗量是否超標、是否超預(yù)算等情況，進而有效管控項目的成本風(fēng)險。

3.BIM技術(shù)在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用

3.1BIM技術(shù)在可視化信息查詢中的應(yīng)用

通過利用系統(tǒng)中的“查找項目”功能模塊，就可實現(xiàn)水利水電工程仿真信息可視化查詢，查詢每個圖形的屬性信息，或者利用系統(tǒng)中“API”和“NET”的二次開發(fā)，查詢施工全過程中的相關(guān)仿真信息，比如施工強度、各分項施工情況等，還可通過“年、月、日”的方式來查詢工程施工中某一時段的施工強度和施工面貌等，這些仿真信息以不同顏色的圖形在界面上進行顯示，讓信息使用者能直觀、便捷地了解所需情況。

3.2 BIM技術(shù)在三維動態(tài)數(shù)字模型構(gòu)建中的應(yīng)用

3.2.1在地形動態(tài)填挖中的應(yīng)用

地形動態(tài)填挖設(shè)計多個環(huán)節(jié)，首先需確定開挖的大壩地面構(gòu)成和邊坡的設(shè)計曲面，其次將這一設(shè)計曲面以放坡方式置于原來的地形曲面中，取得原設(shè)計曲面和設(shè)計曲面的交線，最后就可沿著這條交線切去填挖設(shè)計中的部分，同時切除交線的多余填筑邊坡，進而使原始曲面和設(shè)計曲面實現(xiàn)完美融合。

3.2.2混凝土壩施工過程的三維動態(tài)演示過程中的應(yīng)用

水利水電工程建設(shè)過程中，通過需澆筑大量的混凝土，而混凝土壩澆筑時，要注意施工周圍的溫度、設(shè)備布置、建筑能力以及應(yīng)力等因素的影響，約束條件比較繁雜，導(dǎo)致通過人工有效安排建筑的進度和順序是一件非常困難的事情。同時無法準確判斷大壩施工中各階段的混凝土壩升高過程是否符合施工要求，也無法判斷各施工階段的進度情況。而利用BIM技術(shù)可將混凝土壩施工過程中的不同混凝土施工方案動態(tài)、真實地模擬出來，工程建設(shè)人員就可根據(jù)模擬的動態(tài)過程，預(yù)測不同方案中混凝土施工的進度和各項指標情況，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)，制定有針對性、準確、合理的施工進度方案。在計算機系統(tǒng)中輸入影響澆筑作業(yè)的各種變量，建立系統(tǒng)模型，從而在該模型基礎(chǔ)之上建立仿真軟件。施工有關(guān)人員就可在其中輸入相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)以及可操作性的方案，利用該系統(tǒng)計算出各種最優(yōu)化方案，比如機械利用、建筑強度、機械配套數(shù)量等。

3.3 BIM技術(shù)在水利水電工程施工方案布置中的應(yīng)用

BIM系統(tǒng)中配有瞄準軟件，利用它就可一個虛擬環(huán)境中實現(xiàn)迅速布置施工設(shè)備、地形以及建筑等模型，通過Revit模塊可實現(xiàn)不同階段混凝土結(jié)構(gòu)模型的建立，或者實現(xiàn)時序化布置，展示工程各個階段的施工情況，再用瞄準軟件實現(xiàn)施工方案的快速布置的過程中，要按不同施工場景文件進行分類和時序化管理。

3.4 BIM技術(shù)在施工結(jié)構(gòu)仿真中的應(yīng)用

可利用BIM技術(shù)中仿真工程結(jié)構(gòu)，比如Revit軟件，其可應(yīng)用在在工程結(jié)構(gòu)加固、布局和設(shè)備建模中，賦予三維模型各種建筑材料特性，例如現(xiàn)澆混凝土、磚砌以及結(jié)構(gòu)鋼等。結(jié)構(gòu)加固設(shè)計時，可利用現(xiàn)有的三維模型，先選擇不同類型的配筋形式，再將其轉(zhuǎn)化為施工配筋三維模型，以便后續(xù)進行施工進度模擬。

3.5 BIM技術(shù)在施工安全監(jiān)控中的應(yīng)用

在水利水電工程施工過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)可起到監(jiān)督和識別的作用，將BIM技術(shù)和智能監(jiān)控技術(shù)有機結(jié)合，實現(xiàn)可視化安全管理，通過實時監(jiān)控整個施工過程，及時了解施工中存在的問題和施工進度，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。運用BIM技術(shù)，將所有施工數(shù)據(jù)信息進行匯總、整理，利用模型將其模擬出來，創(chuàng)建施工范圍內(nèi)的既有的真實環(huán)境，和實際施工項目融合，讓有關(guān)人員能更加直觀地觀察所在施工場所的施工環(huán)境情況，能從不同角度辨識危險源，借此就可更加全面地辨別各階段施工中存在的危險因素，模擬模型中庸顏色標注出來，進行預(yù)警處理。另外，利用BIM技術(shù)還可劃分施工危險區(qū)域，將危險系數(shù)比較高的區(qū)域和其他危險系數(shù)較低的區(qū)域隔離開來，并用紅、橙、黃、綠4種不同顏色進行標注，每種顏色表示不同級別的警戒程度。在水利水電工程施工的整個過程中，應(yīng)用BIM技術(shù)進行有效的安全監(jiān)控，有關(guān)人員就可針對具體情況，采取相應(yīng)的安全防范措施和相關(guān)的安全施工標準及時排除安全隱患。

4.結(jié)束語

綜上所述，BIM技術(shù)是工程設(shè)計、施工和管理中一項非常重要的關(guān)鍵技術(shù)，其在水利水電工程可視化仿真中的應(yīng)用，不僅有效降低了成本，還使水利水電工程從設(shè)計到施工中各個階段的質(zhì)量大大提升。文章通過對BIM技術(shù)的分析，了解該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，同時具體分析了BIM技術(shù)在可視化信息查詢、三維動態(tài)數(shù)字模型構(gòu)建、施工方案布置、施工結(jié)構(gòu)布置以及施工安全監(jiān)控中的應(yīng)用，該技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了工作效率和質(zhì)量，提升了水利水電工程的經(jīng)濟效益，推動了工程的發(fā)展。

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