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水利工程數(shù)字化管理

總體概述
建設目標
建設內(nèi)容
總體架構
典型案例

水資源作為人類生產(chǎn)生活必須的自然資源，具有非常重要的價值，因此通過水利工程的管理去實現(xiàn)水資源的合理調(diào)配，十分有必要。水利工程的管理主要是指針對水利工程規(guī)劃、設計、建設、運維等全生命管理，從大的層次來看，主要包括建設期和運行維護期。傳統(tǒng)的水利工程管理在工程建設期和工程運行維護期各自建立封閉的信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)資源難以共享，工程運行期難以獲取工程建設期的相關資料，從長期來看，不利于水利工程的統(tǒng)一調(diào)度管理。

水利工程數(shù)字化管理，立足于工程建設的“全生命周期”的管理，以BIM等數(shù)字化模型為載體，將數(shù)字化模型的建設貫穿于整個水利工程生命周期的始終，通過數(shù)字化模型在工程不同階段的應用，一方面實現(xiàn)了水利工程的可視化展示，為設計人員、施工人員、運維人員等搭建了一個便捷的溝通與協(xié)作平臺，另一方面實現(xiàn)了通過以基礎構建為載體，以構建承載工程過程資料，最終實現(xiàn)數(shù)字化模型的傳承。

按照“互聯(lián)網(wǎng)+智慧水利”發(fā)展新思路，通過BIM技術和物聯(lián)網(wǎng)技術應用，建立三維信息化設計BIM模型，并基于BIM模型建立工程全生命周期管理平臺，實現(xiàn)對水利工程建設期和運行維護期的管理。

其中建設期主要以分項工程為精細化管控對象，以虛擬施工為技術手段，進行項目質(zhì)量、安全、進度、投資、產(chǎn)值、檔案可視化、集成化、協(xié)同化管理，推進工藝監(jiān)測、結構風險監(jiān)測預警、隱蔽工程數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量安全檢查、遠程視頻監(jiān)控等技術在工程建設中的整合應用，為工程運行打下良好基礎。

運行管理期的主要目標是實現(xiàn)工程運行維護作業(yè)便捷化、管理考核規(guī)范化、突發(fā)事件響應及時化、維護方案制定自動化，使工程具備較強的突發(fā)事件的應急響應能力和較高的運行管理水平，為工程安全運行提供網(wǎng)絡化和可視化的工程基礎信息服務，為工程運用調(diào)度決策提供支持。

在全生命周期的建設過程中，BIM等數(shù)字化模型作為建設期和運行維護期數(shù)據(jù)互通的橋梁，應更加注重其在平臺中的應用。應能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境模型和工程模型在平臺中的融合和組裝的流暢展示，主要建設標準化的BIM建模和運用規(guī)范，實現(xiàn)基于BIM+GIS支撐平臺建立健全工程管理范圍內(nèi)的信息集成和可視化展示。

建設目標建設目標建設目標

一、工程管理數(shù)字門戶

工程管理數(shù)字門戶是工程數(shù)據(jù)集成和展示的平臺，在業(yè)務數(shù)據(jù)積累的基礎之上摘錄出與工程相關的關鍵性指標和信息，通過匯總統(tǒng)計后以圖表、表格的方式進行數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)，同時基于BIM+GIS工程全生命周期展現(xiàn)總體和局部項目情況。主要包括建設期工程數(shù)據(jù)展示和運行維護期數(shù)據(jù)展示。其中，建設期重要展示工程建設相關的質(zhì)量、安全、進度、投資、安全監(jiān)測等數(shù)據(jù)；運行維護期主要對工程運行維護相關的維修、養(yǎng)護、應急響應、設備運行等進行統(tǒng)計和分析。

二、工程建設管理

水利工程建設管理在水利工程建設各階段，協(xié)調(diào)參建各方完成相關業(yè)務辦理，積累工程建設過程的各類信息及資料，以使各部門及時掌握水利工程項目的進展，從而提高水利工程建設管理的效率。根據(jù)工程建設階段和類型的不同，又可分為前期管理、招標管理、合同管理、設計管理、進度管理、質(zhì)量管理、安全管理、視頻監(jiān)控等功能。

1）前期管理

前期管理主要對項目前期的相關信息進行定義，如項目名稱、投資金額等基礎信息、參建單位、人員信息等項目組織信息。通過項目相關信息的定義，形成項目的基礎數(shù)據(jù)，為其他各相關功能提供數(shù)據(jù)支撐。另一方面，該功能還支撐對項目概算信息、投資計劃的管理，為項目費用的控制提供數(shù)據(jù)支撐。

2）招標管理

招標管理對各個承包合同的招標過程進行記錄，收集各方面的資料文件，做到有據(jù)可查。管理招標計劃，對分標規(guī)劃、設備采購計劃等進行管理；對承包商和供應商的信息進行登記，記錄其基本信息、聯(lián)系方式、主要業(yè)績、主要技術力量；對各個合同的招標過程信息進行記錄，可以記錄每個步驟的執(zhí)行記錄、附件信息、各家投標單位的報價信息、最終的中標單位信息等。

3）合同管理

水利工程合同管理系統(tǒng)從合同擬定、合同評審、合同簽訂、合同結算、合同支付、合同變更、工程計量、終止和解決爭議等全過程納入科學化、規(guī)范化管理，并對合同責任進行界定，對合同執(zhí)行過程進行分析，對可能發(fā)生的風險提前預警，從而提高合同的管理效率和管理質(zhì)量，全過程跟蹤合同執(zhí)行情況。

4）設計管理

該模塊是以設計文檔為核心，建立起B(yǎng)IM、二維、文檔及業(yè)務系統(tǒng)的多維度數(shù)據(jù)的融合，通過高效、簡潔的使用和BIM數(shù)據(jù)的展示，實現(xiàn)文檔的在線管理、關聯(lián)、變更、領用等業(yè)務。通過對平臺上的模型、文檔及關聯(lián)的業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對大體量BIM、GIS的數(shù)據(jù)瀏覽、屬性查看與編輯、漫游、剖切、批注、文檔關聯(lián)等；利用平臺中結構化處理后的BIM數(shù)據(jù)，可靈活定義和切換視圖，按照不同區(qū)域、專業(yè)、空間來顯示和加載模型。

5）進度管理

進度管理首先需要將設計模型根據(jù)進度展示要求和項目需要劃分為轉化為進度模型，采用系統(tǒng)仿真技術、數(shù)據(jù)庫技術、控制論等，結合工程施工特點，通過采集工程進度管理數(shù)據(jù)，集成在進度管理模型上，實時展示工程進展情況，實現(xiàn)對工程施工的實時控制與優(yōu)化，為施工方案制定與決策提供技術支撐。主要包括計劃進度管理、實際進度管理、進度模型、進度分析與預警等。

6）質(zhì)量管理

質(zhì)量管理是將數(shù)字化模型融入建設過程中的質(zhì)量管理流程，包括事前管理、事中質(zhì)量管理和事后管理。通過事前管理，制定質(zhì)量計劃、控制原材料質(zhì)量、確定驗收標準。事中質(zhì)量管理主要是項目管理人員通過智能移動端對工程質(zhì)量數(shù)據(jù)進行信息采集，并通過4G網(wǎng)絡將質(zhì)量信息實時上傳到云平臺中，并將信息與云平臺的數(shù)字模型進行關聯(lián)，工程質(zhì)量信息的真實性和及時性。事后管理主要包括信息分析和工程質(zhì)量信息的共享，將最終的工程質(zhì)量驗收記錄、工程報告、抽查、巡視檢查、旁站監(jiān)督記錄、工程質(zhì)量事故處理文件、監(jiān)理工作報告等信息進行歸納和分析，分析工程質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因，并提出防治措施。

7）安全管理

安全管理也可從事前、事中、事后三個過程來考慮：事前進行安全教育培訓，提前辨識危險源并置于平臺模型中；在事中管理時，結合移動網(wǎng)絡、工程安全監(jiān)測、水情水質(zhì)監(jiān)測等形成危險源辨識管理及隱患排查治理的動態(tài)機制，通過可視化處理形成可辨識的動態(tài)安全全景圖，并根據(jù)發(fā)展動態(tài)將危險源升級為隱患，并結合具體預案給與多方位的排查指導和事故救援；在事后管理中，利用定位技術和移動網(wǎng)絡，自動定位危險源位置，并根據(jù)模型綁定信息自動推送應急處理預案。

8）視頻監(jiān)控

通過WEBAPI實施采集覆蓋現(xiàn)場重要位置（如工地大門、材料堆場、生活區(qū)、辦公區(qū)、塔吊/龍門吊、高空作業(yè)設備與深基坑等關鍵危險區(qū)、全局區(qū)等）的視頻監(jiān)控信息，并與BIM模型建立關聯(lián)，可以通過模型定位到具體的監(jiān)控區(qū)域。同時，能夠在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的基礎上，對未佩戴安全帽等行為識別、預警，保障施工安全，建設安全行為智能識別體系。

三、工程運行維護管理

工程運行維護管理是在水利工程管理規(guī)范的基礎上，通過建立涵蓋工程日常作業(yè)（包括設備管理、工程巡檢、問題上報、維修養(yǎng)護、兩票管理、工程檢查、工程觀測、安全管理等）、健康診斷、運行調(diào)度等數(shù)據(jù)的工程運行管理信息中心，幫助管理單位規(guī)劃工作任務、按制度規(guī)范執(zhí)行任務、按標準規(guī)范評價工作任務。主要包括日常作業(yè)、設備管理、工程管理、安全管理、健康診斷、三維漫游巡檢、運行調(diào)度等功能。

1）日常作業(yè)

日常作業(yè)包括對交接班、巡檢、工程檢查、排班計劃、操作票、工作票等進行管理，以及相關設施的使用和針對所發(fā)現(xiàn)問題的上報進行流程化管理等其他管理，從傳統(tǒng)的線下管理轉變?yōu)榫€上管理，并提供查看設備臺賬、備品備件庫存及兩票流程監(jiān)管等功能。

2）設備管理

設備管理主要針對各工程設備相關信息進行管理，包括設備臺賬管理、備品備件管理和設備評級管理。設備臺賬管理主要實現(xiàn)對設備的基礎信息、運維維護信息的統(tǒng)一管理；備品備件管理實現(xiàn)對備品備件庫存、使用情況等的管理；設備評級管理實現(xiàn)對不同類型的設備的評價。

3）工程管理

工程管理是在工程檢查和觀測的基礎上，結合工程評級相關辦法實現(xiàn)對工程等級評定。其中工程檢查支持對檢查相關的各類報表統(tǒng)一生成、導出、打??；工程觀測用于記錄各類工程觀測的結果。

4）運行管理

運行管理，結合閘泵站運行管理規(guī)范，對閘泵站日常管理事務進行細致劃分、精細管理。形成以值班、巡檢、維養(yǎng)、兩票管理為核心的運行管理系統(tǒng)模塊。細致事務管理，明確責任劃分，為工作人員提供便捷的作業(yè)工具，為決策者提供管理數(shù)據(jù)支持，形成完整的運行管理體系。主要包括排班和交接班管理、巡查和養(yǎng)護管理、突發(fā)事件響應、操作票管理等。

5）健康診斷

智能監(jiān)控與在線診斷分析平臺以監(jiān)測數(shù)據(jù)關聯(lián)性分析為核心，為用戶提供可視化的數(shù)據(jù)關聯(lián)性分析，使用戶能夠在良好的交互性界面中分析與明確監(jiān)測數(shù)據(jù)之間是否有關聯(lián)以及影響程度。

6）三維漫游巡檢

基于BIM模型，提前預設好巡檢路線，管理人員可電腦端進行三維漫游巡檢。其中，到達指定巡檢位置后，可自動關聯(lián)巡檢設備的運行數(shù)據(jù)，如視頻監(jiān)控、實時運行數(shù)據(jù)等。

7）運行調(diào)度

調(diào)度管理模塊用于調(diào)度業(yè)務及文件資料管理，為工程站點的工作效率、能量消耗、安全調(diào)度以及優(yōu)化標準提供科學化管理。具體功能包括計劃管理（調(diào)度計劃）、突發(fā)事件管理、調(diào)度方案管理。

四、BIM模型管理

BIM模型管理通過BIM技術和物聯(lián)網(wǎng)技術應用，建立三維信息化設計BIM模型，并基于BIM模型建立項目管控平臺，以分項工程為精細化管控對象，以虛擬施工為技術手段，進行項目質(zhì)量、安全、進度、投資、產(chǎn)值、檔案可視化、集成化、協(xié)同化管理，推進工藝監(jiān)測、結構風險監(jiān)測預警、隱蔽工程數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量安全檢查、遠程視頻監(jiān)控等技術在工程建設中的整合應用，為工程運行打下良好基礎。BIM模型管理能夠?qū)?chuàng)建的BIM模型進行統(tǒng)一管理和共享，可以對BIM工程模型進行版本和權限的控制，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)共享，滿足不同管理人員BIM應用需求，實現(xiàn)多層級管理；可在后臺對構建屬性進行擴展，可編輯模型的顏色模板，可在后臺查詢每個用戶的登入、登出操作日志等。

五、移動應用

APP的主要作用是將門戶網(wǎng)站或設備監(jiān)測的信息發(fā)布到手機端，實現(xiàn)流程審批、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)展示、模型瀏覽、消息推送、信息查詢、定時定位考勤等功能。