水利工程信息化設(shè)計(jì)淺析

□劉燕強(qiáng) 彭云卿 張路杰

2020年水利水電規(guī)劃總院在《水利工程建設(shè)項(xiàng)目信息化章節(jié)編寫指南》（征求意見(jiàn)稿）中，提出“水利工程信息化設(shè)計(jì)應(yīng)以水資源高效開(kāi)發(fā)利用、保障工程安全高效建設(shè)運(yùn)行、提高智能化運(yùn)維管理水平為根本原則，鼓勵(lì)推進(jìn)BIM、GIS、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)與水利業(yè)務(wù)深度融合，創(chuàng)新重大水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理以及運(yùn)行維護(hù)全過(guò)程信息化應(yīng)用”。

1.規(guī)劃、設(shè)計(jì)信息化

規(guī)劃、設(shè)計(jì)信息化主要體現(xiàn)在BIM、GIS等先進(jìn)信息技術(shù)的綜合應(yīng)用?；诠こ痰匦巍⒌刭|(zhì)、水文、規(guī)劃等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和工程構(gòu)件庫(kù)、機(jī)電設(shè)備庫(kù)、植物景觀庫(kù)等設(shè)計(jì)資源在協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)工作。最終完成方案設(shè)計(jì)、方案展示、分析計(jì)算、可視化應(yīng)用、碰撞檢測(cè)、主要工程量復(fù)核等應(yīng)用。對(duì)規(guī)劃、設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、圖紙、模型等相關(guān)信息進(jìn)行分類整理，形成數(shù)字化交付成果。并以模型為載體轉(zhuǎn)移至項(xiàng)目建設(shè)和運(yùn)維管理信息化應(yīng)用中。

2.建設(shè)管理信息化

在水利工程建設(shè)過(guò)程中，傳統(tǒng)的管理方式已不符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展需求，不因此，需改變傳統(tǒng)工程建設(shè)管理理念，采取信息化的管理方式，優(yōu)化工程施工管理工作，提高工作效率，從根本上提高施工質(zhì)量。聚焦工程施工現(xiàn)場(chǎng)，圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)等關(guān)鍵要素，綜合運(yùn)用BIM+GIS技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)智能等信息化技術(shù)，構(gòu)建“項(xiàng)目建設(shè)信息管理系統(tǒng)”完成項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程的信息化、數(shù)字化管理。目前河北省水利廳搭建的“河北省水利工程建設(shè)監(jiān)管平臺(tái)”已在河北省多個(gè)項(xiàng)目中使用，并取得了良好的效果。平臺(tái)主要功能包括：多參與方協(xié)同管理、人員管理、質(zhì)量管理、資料管理、監(jiān)理/施工日志管理、質(zhì)量評(píng)定管理、流程管理、視頻及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成、BIM+GIS虛擬可視化管理、進(jìn)度管理、安全管理、知識(shí)管理、移動(dòng)APP等。

3.運(yùn)行維護(hù)信息化

系統(tǒng)以數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、管理和應(yīng)用為主線，強(qiáng)化信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合。主要包括以下工作：建立空天地一體的立體感知體系和全面互聯(lián)高速可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)；建立集數(shù)據(jù)匯聚、存儲(chǔ)、交換、分析以及服務(wù)的一體化支撐平臺(tái)；建立以綜合監(jiān)管為核心，涵蓋工程可視化監(jiān)管、安全監(jiān)測(cè)、智能巡檢、水資源管理、防洪調(diào)度、水災(zāi)害防御以及政務(wù)服務(wù)和公共服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用體系；建立覆蓋全面、主動(dòng)感知、智能防御的網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)。

4.應(yīng)用案例

白溝河治理工程（高碑店段）是河北省2020年開(kāi)展的重要水利項(xiàng)目之一。白溝河左堤是雄安新區(qū)昝崗組團(tuán)的北部洪水防線，右堤是涿州、高碑店等縣市東部區(qū)域的防洪安全線。此工程信息化設(shè)計(jì)從規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理以及運(yùn)維維護(hù)3個(gè)方面進(jìn)行了考慮。

4.1 規(guī)劃、設(shè)計(jì)

白溝河治理工程（高碑店段）規(guī)劃設(shè)計(jì)信息化應(yīng)用主要體現(xiàn)在BIM、GIS、無(wú)人機(jī)、傾斜攝影等先進(jìn)信息技術(shù)的綜合應(yīng)用。

4.2 建設(shè)管理

白溝河治理工程（高碑店段）主要通過(guò)“河北省水利工程建設(shè)監(jiān)管平臺(tái)”完成建設(shè)過(guò)程中信息化、數(shù)字化管理應(yīng)用。建立了施工期視頻監(jiān)視系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。同時(shí)為了滿足業(yè)主在施工期對(duì)施工人員及車輛的有效管理，增加施工期車輛及人員考勤管理系統(tǒng)。另外增加智能碾壓監(jiān)控系統(tǒng)用于控制和監(jiān)督堤防施工質(zhì)量。除了上述系統(tǒng)建設(shè)外還將施工BIM、實(shí)景模型數(shù)據(jù)、施工過(guò)程數(shù)據(jù)資料納入平臺(tái)數(shù)據(jù)支撐體系中。

4.3 運(yùn)行維護(hù)

白溝河（高碑店段）項(xiàng)目運(yùn)維管理信息系統(tǒng)架構(gòu)分為3大部分5個(gè)層次，從下到上依次為感知層、傳輸層、支撐層、應(yīng)用層和用戶層。建立了涵蓋水位監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)視、雨量綜合監(jiān)測(cè)（含氣象環(huán)境）、堤防（建筑物）安全監(jiān)測(cè)在內(nèi)的立體感知系統(tǒng)；光纖+4/5G互補(bǔ)的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)；涵蓋數(shù)據(jù)庫(kù)（含公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)庫(kù)、專題應(yīng)用數(shù)據(jù)以及竣工BIM和三維實(shí)景模型等）、數(shù)據(jù)機(jī)房以及調(diào)度指揮中心等基礎(chǔ)支撐保障體系；堤防（建筑物）安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、閘（泵）站監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工程智能巡檢系統(tǒng)和“一張圖”（BIM+GIS）應(yīng)用服務(wù)5大業(yè)務(wù)應(yīng)用體系；以及白溝河安全保障體系。

5.結(jié)語(yǔ)

從規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理和運(yùn)維維護(hù)3個(gè)維度進(jìn)行水利工程信息化設(shè)計(jì)可以全面提升工程信息化應(yīng)用能力，還保障信息化應(yīng)用的延續(xù)性。從非工程措施的角度提升工程管理軟實(shí)力，更好發(fā)揮效益，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。