郭新宇，陳思杰

（1.河北省水利水電勘測設(shè)計研究院集團有限公司，天津 300250；2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院，天津 300072）

1 工程概況

南拒馬河防洪治理工程定興段是河北省水利工程信息化建設(shè)的典型工程， 該工程數(shù)字化交付及信息技術(shù)應(yīng)用項目由河北省水利水電勘測設(shè)計研究院主要負責(zé)完成。本工程水利工程設(shè)計主要包括：按照右堤200年一遇， 左堤20年一遇防洪標準進行治理，主要實施左右堤加高加固，7座穿堤建筑物重建、新建，主槽卡口疏浚等工程。右堤為京廣鐵路橋下游至西各莊以東、長15.2km，新建5.8km長中易水河右堤；左堤為京廣鐵路橋以東至譚城機站、長24.77km［1］。該工程的數(shù)字化交付及BIM技術(shù)應(yīng)用項目采用單獨招標形式， 充分體現(xiàn)了河北省對水利工程信息化建設(shè)的高度重視及大力支持。本工程數(shù)字化交付及BIM技術(shù)應(yīng)用為推進河北省水利工程信息化建設(shè)積蓄豐富的實踐經(jīng)驗和寶貴數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 新一代信息技術(shù)應(yīng)用

2.1 BIM+GIS技術(shù)應(yīng)用

BIM技術(shù)以三維建模技術(shù)為基礎(chǔ)，集成工程全生命周期內(nèi)工程信息， 達到項目和實體信息相結(jié)合的目的，進而達到提高管理效率的目標。GIS技術(shù)，是通過對空間物體的定位分布及其相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)進行處理、管理和研究。GIS通過對海量數(shù)據(jù)進行獲取、存儲、管理、分析，實現(xiàn)大范圍地理空間的呈現(xiàn)。 BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的集成，實質(zhì)上是建筑設(shè)施微觀模型信息和宏觀信息的關(guān)聯(lián)整合， 通過BIM技術(shù)和GIS技術(shù)的融合，最終實現(xiàn)真正的數(shù)字化管理［3］。

本工程綜合管理信息平臺建立了工程范圍內(nèi)的電子沙盤，實現(xiàn)了工程可視化管理。電子沙盤功能中結(jié)合傾斜攝影、DEM數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)等以三維實景的形式展示堤防、河道、穿越建筑等全項目全專業(yè)的BIM模型信息及地形地貌信息。電子沙盤為項目的形象化表達、實時監(jiān)控、科學(xué)調(diào)度、風(fēng)采展示等功能提供了有效手段。電子沙盤作為三維可視化平臺，既能夠直觀的反映大范圍場景信息，又能反映BIM模型具體細節(jié)的各項真實信息。 電子沙盤模塊主要用于三維展示、工程迅游、信息查詢等功能。

電子沙盤中能夠利用GIS技術(shù)實現(xiàn)場景的加載縮放，模型分別顯示，精模和粗模的切換。 宏觀場景時可以看到基本工程進度， 調(diào)配施工進度， 發(fā)現(xiàn)問題。項目縮放到微觀場景時，又可以辨識到工程的細節(jié)，調(diào)取到各個組件的詳細信息。

2.2 平臺技術(shù)應(yīng)用

南拒馬河防洪治理工程數(shù)字化交付及BIM技術(shù)應(yīng)用項目將BIM技術(shù)與GIS技術(shù)、平臺技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及大數(shù)據(jù)分析等新一代信息技術(shù)相結(jié)合， 建立南拒馬河信息化綜合管理平臺。平臺基于Java和VUE開源框架開發(fā)而成。信息平臺包括BIM綜合管理系統(tǒng)及BIM綜合展示系統(tǒng)。 平臺以BIM設(shè)計模型為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為拓展，將工程信息與BIM設(shè)計成果相結(jié)合，建立工程設(shè)計成果、施工進度、施工質(zhì)量、結(jié)算成本、工藝工序、施工安全控制等模塊，實現(xiàn)工程管理的數(shù)字化。 平臺中的圖片、視頻BIM模型等素材內(nèi)容結(jié)構(gòu)支持用戶自定義， 將不同時期的工程航拍影像資料配置到平臺上， 可形象展示不同階段的現(xiàn)場施工情況，既是項目的重要宣傳展示窗口，也是工程施工信息化、可視化的重要體現(xiàn)［2］。

2.3 無人機技術(shù)應(yīng)用

采用無人機技術(shù)， 對南拒馬河治理工程范圍進行航拍查勘。 將采集數(shù)據(jù)進行處理應(yīng)用于工程的現(xiàn)狀調(diào)查分析、規(guī)劃方案對比、輔助設(shè)計等。 無人機的多方位信息采集也為設(shè)計提供了更精準的設(shè)計數(shù)據(jù)，減少設(shè)計誤差，提高設(shè)計質(zhì)量。 無人機在疫情期間也發(fā)揮了重要作用，在不能親臨施工現(xiàn)場時，通過無人機影像采集，可以實時掌握施工數(shù)據(jù)，減少了人員聚集及時空密接風(fēng)險， 解決了疫情期間工程項目管理困難問題。

南拒馬河定興段工程施工區(qū)域多處于在郊外，地理環(huán)境較差，人工測量作業(yè)困難。本項目引入大疆御2zoom無人機，航測人員根據(jù)本工程設(shè)計、施工、管理等需求，合理設(shè)置控制點，并用RTK提前預(yù)測量。節(jié)省成本的同時還有效保證了飛行工作的安全性。通過航測，采集影像數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理生成點云、數(shù)字表面模型（DTM）、數(shù)字高程模型、正射影像等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)成果，應(yīng)用于測繪、項目規(guī)劃、方案比選等。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

根據(jù)南拒馬河防洪治理工程（定興段）的實際工程管理需求， 運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)了本工程綜合管理系統(tǒng)的移動端APP平臺。通過移動端APP可實現(xiàn)工程設(shè)計成果查看、施工過程質(zhì)量、安全巡檢、考勤等功能， 此項研發(fā)在工程施工過程管理中發(fā)揮了重要作用，尤其是在目前所處的疫情期間，為不能到現(xiàn)場辦公的人員提供了很好的交互辦公平臺。

2.4.1 移動端APP人員管理

移動端APP人員列表對應(yīng)綜合信息平臺中的組織人員管理模塊。 在人員列表中可查找相應(yīng)的人員信息， 點擊人員的電話號碼可調(diào)取手機的呼叫功能直接進行撥號。點擊相應(yīng)的人員姓名后，可直接查看相應(yīng)人員的詳細信息， 解決了施工時復(fù)雜的人員管理問題，提高人員管理效率。

2.4.2 電子圍欄技術(shù)

綜合管理信息平臺引入了電子圍欄技術(shù)， 結(jié)合手機拍照打卡，實現(xiàn)了移動考勤功能。相較于固定式指紋打卡、 固定式刷臉打卡等傳統(tǒng)打卡方式更加智能和人性化，且無需安裝固定考勤設(shè)備，利用個人手機即可完成考勤打卡。 打卡時需上傳實時拍攝的在工程管理范圍內(nèi)電子圍欄控制范圍的自拍照片。 打卡記錄可查詢，確保打卡的真實性，杜絕代打卡等蒙混行為，是提高施工期人員管理的有效技術(shù)手段。

考勤打卡通過手機APP進行， 配合綜合應(yīng)用平臺中的單位區(qū)域設(shè)定的模塊一起使用。 通過電子圍欄技術(shù)及手機定位， 判斷該用戶是在定興縣的施工區(qū)域內(nèi)、自拍上傳后可完成考勤打卡。考勤人員可以查看自己的考勤日歷表。

考勤打卡系統(tǒng)在疫情期間的施工管理中也起到重要作用，既能高質(zhì)量完成考勤任務(wù)，又可以有效防止傳統(tǒng)簽到模式中人員聚集的情況， 為南拒馬河防洪治理工程（定興段）疫情期間安全施工保駕護航。

3 結(jié)語

結(jié)合本項目應(yīng)用， 新一代信息技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用勢在必行，是提高工程設(shè)計效率、質(zhì)量的有效方法，是有效提升水利工程管理水平的技術(shù)支撐?；贐IM模型的數(shù)字化管理系統(tǒng)不僅為建設(shè)工程提供了精確而完整的數(shù)據(jù)資源， 最大限度地實現(xiàn)了資源的整合，同時更大提高了工作效率，實現(xiàn)了信息的量化管理，使數(shù)據(jù)更加準確，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供準確判斷依據(jù)。但在應(yīng)用過程中也會出現(xiàn)一些問題，比如綜合管理信息平臺應(yīng)用過程的工作流程有待建立規(guī)范化的流程監(jiān)管， 信息技術(shù)在應(yīng)用推廣過程仍需工程業(yè)主及各參建方的高度重視和大力支持。 深入推進水利工程信息化建設(shè)是一項長期堅持并不斷創(chuàng)新發(fā)展的重要任務(wù)，也是推進水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)、推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的前瞻性模式。