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水利水电工程从BIM 迈向数字孪生的应用探索

发布于:2023-02-16 09:05:16 来自:BIM技术/市政BIM应用

来源:水利水电BIM联盟

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作者:技术组

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水利水电工程从BIM+

迈向数字孪生的应用探索



联盟成员原创分享


     


水利水电工程项目设计、施工和运行全生命期应用是BIM研究的热点与难点。近年来,水利水电工程广泛开展BIM+应用探索,如"BIM+GIS"、"BIM+IOT"、"BIM+VR"等,有力推动了BIM技术在水利水电工程上的普及。但目前各类BIM+应用更专注于解决工程项目某个业务方向或某个阶段的点状问题,无法支撑工程全生期智能管理,亟需统一的理论和技术指导。

数字孪生创建物理实体的数字映射,基于实时数据与机理模型,模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程,是实现水利水电工程项目全生命期智能管理的有效手段。水利部将数字孪生作为智慧水利建设的重要技术手段之一,在全国开展试点,大力推进数字孪生工程建设。长江设计集团长期深耕水利数智化领域,在牵头数字孪生汉江、数字孪生丹江口先行先试建设任务的基础上,积极开展多方探索实践。基于BIM在线协同设计平台和数字孪生技术体系,结合工程全生命期应用需求,统一BIM数据交付、流转、计算、可视化等应用规范,延长业务链,打造BIM数字化交付系统和数字孪生水利基础支撑平台等系列产品,持续深化BIM应用,构建BIM与工程全生命期数字化业务联合开发模式,实现水利水电工程全生命期的数据互通、业务互连。


       

       


       

BIM数字化交付系统


BIM数字化交付系统是一款针对地质、水工、桥梁、建筑、安监、金结、机电、施工、环保、水保等多专业的BIM可视化平台。基于水利水电工程BIM相关规范和标准打造,符合工程交付业务需求,有效地完善了工程项目设计到竣工的数字化成果交付体系。在交付数据上,平台能完美兼容市面上主流建模软件的设计数据,具有一套完整的三维引擎与交互系统支持,围绕准确、高效等要求,支持对模型进行轻量化处理,保证模型各项数据的标准与完整,保证从上传到应用的操作流畅度、参数独立性和交互准确性,支持模型快速拆分、继承、转换和集成等功能;在业务功能上,围绕多方对BIM模型及图档的管理需求,支持BIM模型及图档自动导入、更新、查看、批阅、发布等。不同类型的数字化成果通过交付系统,作为工程项目的数字孪生体同步交付业主,为工程后续在施工和运行阶段数字孪生建设提供基础数据支撑,充分发挥数据资产价值。





BIM数字化交付系统



       

数字孪生水利基础支撑平台


     


数字孪生水利基础支撑平台基于PAAS技术架构,采用标准化、模块化、平台化的设计理念,集成地理信息、BIM、三维渲染、模拟仿真等技术功能组件,实现开放式的多专业协同开发框架,构建数据-模型-业务融合的快速交付体系,支撑数字孪生水利水电工程智慧应用开发。          

数字孪生水利基础支撑平台


平台最显著的三个特点分别为:

  1. 一站式数据处理与发布 。平台统一数据标准、应用规范,集成空间数据处理、BIM模型转换、多源数据融合、数据服务发布等功能,实现数据在水利水电工程全生命期数字化应用中快速处理、顺畅流转。

  2. 集成开发框架,迅速搭建孪生应用。 平台采用微服务架构,整合数据管理、权限管理、服务管理、事件管理、安全管理等信息化开发组件,构建数字孪生应用通用开发框架,结合图形化编程技术,构建组件化的低代码开发体系,支持快速搭建数字孪生系统,降低开发难度,提升开发效率。

  3. 全链条工具集,可视化构建三维虚拟场景。 平台构建可视化的场景编辑平台,集成数据轻量化、场景配置、属性编辑、样式调整、动画制作、相机管理、渲染效果优化等工具,实现数字孪生场景的交互式编辑与制作。

低代码编辑业务模板


可视化场景编辑器




       
应用探索        
引江补汉工程作为南水北调后续工程首个开工项目,是全面推进南水北调后续工程高质量发展,加快构建国家水网主骨架和大动脉的重要标志性工程。长江设计集团承担了引江补汉工程勘测设计工作,期间,集团克服工作周期短、技术难度大、牵涉单位多、疫情等不利因素,采取“超常规高强度”的工作模式,用不足一年半的时间完成了常规3-5年才能完成的任务,不仅积累了大量的勘察设计数据,更为工程顺利开工提供了科学详实的基础依据和强有力的技术支撑。            
为了更大程度地释放引江补汉工程勘察设计数据资产价值,长江设计集团自主开展数字孪生引江补汉建设探索。数字孪生引江补汉以打造全生命期智慧工程为建设目标,运用BIM在线协同设计平台和BIM数字化交付系统,开展工程全阶段、全专业、数字化正向协同设计、BIM应用及数字化成果交付,为孪生工程施工和运行阶段智慧管理提供数据基础。同时,基于数字孪生水利基础支撑平台,搭建了引江补汉数字孪生系统。在勘察设计阶段,宏观层面展现线路布局,前期勘察地形、地质,围岩总体分级成果,工程分区分段,施工布置,以及与环境敏感区、交通干线、沿程受水区等社会及环境影响的位置关系;微观层面展示各建筑物、各段隧洞的结构参数、工程量、地质条件、不良地质风险、围岩级别等详细信息,实现勘察设计成果的智能管理。在施工建管阶段,利用先进的泛在感知、物联网、云计算、大数据等技术,通过对数据的自主采集、分析和加工,实现工程建设过程中如隧洞掘进、围岩处理等作业,以及对现场人员、物资、场地和工程质量、安全、进度、资金、档案等的数字孪生和智能化管理。数字孪生引江补汉系统可接入、集成施工期和运行期各类数据、模型及知识,对全周期多源异构数据进行融合治理服务,支撑工程各项智能应用。            


数字孪生引江补汉 - BIM+GIS融合场景


数字孪生引江补汉 - 金结模型



       
结论        

BIM与数字孪生技术的深入融合是支撑水利水电工程未来数字化发展的重要技术手段之一,实现“数据驱动业务,过程智慧模拟”也是平台未来主要的研发方向。在秉承着信息化产品“研发-应用-完善-再应用”原则的基础上,长江设计集团将持续推进数字孪生水利水电工程应用场景化、能力服务化、数据融合化、技术组件化和资源共享化,以科技创新推动新时期新阶段水利高质量发展。


供稿:长江设计集团有限公司      

 

  • 爱吃炸鸡番茄酱

    BIM数字化交付系统是一款针对地质、水工、桥梁、建筑、安监、金结、机电、施工、环保、水保等多专业的BIM可视化平台。基于水利水电工程BIM相关规范和标准打造,符合工程交付业务需求,有效地完善了工程项目设计到竣工的数字化成果交付体系。

    2023-04-03 09:22:03

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这个家伙什么也没有留下。。。

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