蓋海英

（山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257091）

發(fā)展與建設智慧水利，不僅是社會現代化發(fā)展的要求之一，也是解決以往長距離引調水工程資源浪費、建設周期長以及區(qū)域跨度大等問題的必然要求。隨著我國工程項目建設管理水平的提升、專業(yè)人才隊伍的完善以及工程項目的發(fā)展，長距離引調水工程不僅在水資源分布不均方面發(fā)揮著重要的作用，也有效地為我國城鎮(zhèn)化與農業(yè)發(fā)展提供了充足的水電與水利保障。然而，以往的工程項目管理模式無法滿足現階段引調水工程高效、精準、豐富等要求，基于三維GIS 選線輔助平臺及參數化智能設計系統(tǒng)，構建智能化管理系統(tǒng)，能為長距離引調水工程管理提供實時、高效的決策支持，前提是要協(xié)調好工程不同階段以及多專業(yè)的設計問題，高效輸出工程圖、工程信息。

1 基于BIM 與GIS 融合構建長距離引調水建設管理系統(tǒng)的目的

BIM，具有獨特的三維建筑信息模型，近幾年來在建筑行業(yè)備受業(yè)內人士的關注。長距離引調水工程項目建設與管理過程中，BIM 對其開發(fā)、設計與規(guī)劃等各方面都具有較大的影響，被廣泛地應用到各個工程領域之中?；贐IM 構建建設與管理系統(tǒng)，一方面是借助其豐富的語義信息以及精細程度高的三維模型，支持工程全生命周期的信息高度集成與協(xié)同管理；另一方面，BIM 可以作為整個項目建設與管理的資源庫，幫助管理人員了解工程建設進度以及管理問題，用以消除工程建設與管理中的不協(xié)調因素，為長距離引調水建設與管理等提供可靠的依據。此外，通過動態(tài)的三維模式模擬整個施工過程，各方都可以通過BIM 進行數據檢索與查詢，解決了信息不對稱等問題，便于信息與資源的集成與共享。

GIS，作為地理信息系統(tǒng)，不僅可以根據幾何實體以及衛(wèi)星所提供的資訊，對地球表面位置進行信息集成以及地理空間數據的操作，還能通過數據整合與歸納獲取更高層次的地理信息，這是BIM 所不具備的。GIS 本身也具有強大的三維功能以及三維地理空間分析技術，能對大場景地形進行空間數據分析，為長距離引調水工程建設與管理提供充足的三維地理空間信息，以便于進行選線設計與工程預覽等，并通過三維GIS 可視化場景了解施工場地、料場等實際情況，為工程建設與總布局提供信息支持。所以，BIM 與GIS 各有千秋，BIM 側重于工程內部信息的三維精細化管理，GIS 則是側重于大范圍、宏的數據管理與可視化分析與應用，基于兩者融合建立智能化管理系統(tǒng)，對長距離引調水項目工程建設與管理，具有重要的意義。

2 長距離引調水工程建設管理系統(tǒng)的智能設計

基于對傳統(tǒng)長距離引水工程的分析，設計長距離引調水工程建設管理智能系統(tǒng)，首要解決的就是可控性弱及信息交流困難這兩個問題?；贕IS+BIM 設計智能系統(tǒng)，一方面是利用BIM 技術的三維模型，借助GIS 所提供的三維地理空間數據，圍繞整個長距離引調水工程項目建立起完善的地理環(huán)境三維模型，便于清點工程量以及規(guī)劃施工；另一方面，則是利用GIS技術進行大范圍、宏觀的數據管理與可視化功能，進行地理數據的采集、處理與集成等，打造高精度的BIM 模型，實現對長距離引調水工程的統(tǒng)籌管控。因此，選取Bentley 平臺實現BIM 與GIS 的集成，通過Bentley 平臺集成 BIM 信息模型，模擬工程進度和統(tǒng)計工程量，構建立足于網絡的長距離引調水工程管理系統(tǒng)，以下是對這個智能管理系統(tǒng)的介紹。

（1）系統(tǒng)開發(fā)。基于B entley 平臺軟件打造長距離引調水工程的智能管理系統(tǒng)，借助的是ProjectWise 協(xié)同管理平臺。此平臺可以向所有的工程企業(yè)開放，便于各個額參與方進行信息協(xié)同管理。在PW 協(xié)同平臺的基礎上，先圍繞長距離引調水項目的文件夾儲存、項目人員操作權限協(xié)定以及各專業(yè)軟件空間托管等一系列操作。然后，利用GIS 系統(tǒng)所提供的數據，操作專業(yè)BIM 建模軟件，圍繞工程三維模型，生成具有固定文件架構的項目工作環(huán)境文件夾；根據項目需求，在資源庫文件中添加所需建模環(huán)境資源如（圖層、文字、線型等）；修改cfg格式配置文件，將文件中的資源配置變量指向對應的資源庫文件存放路徑，啟動BIM 建模軟件，完成配置工作。

（2）系統(tǒng)運行。首先，進行模型分解與命名。根據BIM建模所清點的工程量以及工程施工規(guī)劃情況，建立文件。且所有關于項目的設計文件，要根據統(tǒng)一命名的規(guī)則，讓各施工單位所承擔的施工量進行協(xié)同設計，使得專業(yè)成員能通過PW 平臺了解自身的施工區(qū)域等。其次，利用B/S 架構與互聯網，按照規(guī)定建立標準化的三維協(xié)同環(huán)境資源文件，圍繞圖層資源庫文件、文字樣式資源庫文件、元素模板資源庫文件等，為建模打造合適的運行環(huán)境，從而為長距離引調水工程建設與管理提供保障。最后，基于屬性信息構建完整的長距離引調水建設管理智能系統(tǒng)。通過對構件的分類整理、添加屬性信息，建立三維長距離引調水模型，并圍繞模型進行實際運行情況的模擬，從而實現項目工程建設與運行的智能管理。

3 基于BIM+GIS 的長距離引調水建設管理系統(tǒng)的運行效果

為了驗證智能系統(tǒng)的運行效率以及實用性，采用對比分析法，將傳統(tǒng)閘門測水流量與智能系統(tǒng)控制后的自動化測控閘門測得的流量數據進行對比，以便于進一步改進智能平臺，實現長距離引調水工程的智能化、智慧化管理。實際測水流實驗中，測控智能系統(tǒng)控制渠系閘門的有效監(jiān)控，傳統(tǒng)閘門測水流量以人工為主，智能系統(tǒng)則是采取自動化測控，前者每隔1 小時測流一次，后者則是每隔10 分鐘測流一次，以下攫取1 天的測水流數據為代表，進行數據對比分析，具體如圖1 所示。

圖1

根據1 天的測水流量數據對比可知，智能平臺控制的閘門系統(tǒng)，其自動化測量了69 組數據，其平均值為1.103m3/s，系統(tǒng)測流的誤差值為0.055，在智能化控制下僅有4.6%的測流成果在容許誤差之外。然而，傳統(tǒng)閘門測量的12 組數據中，卻有超過了50% 的測流數據超過了容許誤差值。僅從誤差數據來看，智能平臺下的閘門系統(tǒng)，不僅測流時間間隔短、實時監(jiān)控性強，且精準度遠遠操過了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。

結合其應用效果表明，基于BIM+GIS 的智能建設管理系統(tǒng)利用其強大的三維模型與豐富的地理信息數據以及專業(yè)的數據處理系統(tǒng)，借助最新的互聯網技術和智能控制技術，創(chuàng)新性的將按需調度和網絡可視工具、先進的遠程控制等結合在一起，實現了對長距離引調水建設與管理過程的全程管控、對渠系閘門的有效監(jiān)控，通過工程的智能控制，能充分滿足對長距離引調水的智能化、數字化與信息化要求，符合智慧水利建設的要求?？梢缘贸鲞@樣的結論：基于GIS+BIM 技術的智能管理系統(tǒng)，無論是統(tǒng)籌管控的精準度，還是控制效能，都遠強于傳統(tǒng)的建設管理系統(tǒng)。

4 結語

綜上所述，基于GIS+BIM 技術設計長距離引調水工程智能管理系統(tǒng)，能通過三維可視化管理平臺，基于工程生命周期的思路，滿足長距離引調水工程的各項需求，實時、高效地提供決策知識，并實現不同階段、多專業(yè)、精準化的協(xié)調管理，進而達到智慧水利的要求。所以，在長距離引調水工程智能系統(tǒng)設計中，既要合理運用BIM 與GIS 技術的優(yōu)勢，也要通過試驗比對傳統(tǒng)管理與智能系統(tǒng)的差異，比較觀測數據的差異，持續(xù)調整與完善智能平臺。