党的十九大以来,国家开始实施大数据战略,建设数字中国,BIM技术在建筑、交通等行业得到了日益广泛的应用,得到广大项目建设单位的认可。然而电力行业对BIM技术的应用相对滞后,现行项目管理制度流程与BIM技术的结合不够完善,未能充分发挥BIM技术的优势作用。因此,对BIM技术在电网工程中的应用进行研究和实践,对于电网工程建设的发展具有积极的现实意义。
一、BIM技术在电网工程中的应用优势
BIM技术即建筑信息模型(Building Information Modeling),是建筑学、工程学等领域的新工具,可以实现建筑信息的集成,将相关信息整合到一个三维模型信息数据库中,覆盖项目设计、施工、运行等全寿命周期。基于BIM技术,项目设计、施工、运营和建设单位可以协同工作,在提升工作效率的同时节省成本和资源。
BIM技术的核心在于建立虚拟的工程项目三维模型,借助数字化技术为模型提供完整的工程信息库,涵盖建筑物构件的几何信息、状态信息和非构件对象的状态信息等内容,而且BIM技术的数据库是动态变化的,可以不断更新和丰富,实现工程信息的高度集成化,为工程建设各方提供信息交换和共享的平台。借助BIM技术,电网工程项目设计、施工、运营过程中的相关工作可以在可视化的状态下进行,便于各方的协调配合,解决不同专业的碰撞问题,为相关决策提供可靠依据。因此,BIM技术在电网工程中的应用,可以发挥该技术可视化、协调性、优化性等优势,提高电网工程三维数字化管理水平。
二、BIM技术在三维数字化管理中的应用
BIM技术的应用,需要围绕电网工程的三维数字化管理需求,在项目各阶段做好应用建设,切实发挥BIM技术的作用,使BIM技术贯穿于电网工程三维数字化管理的全过程。
1.三维数字化管理需求
电网工程以往使用二维设计图纸和实物模型交流沟通,而借助BIM技术可以导出数据库中的模型文件,实时反映项目的数据情况,数据内容完整、可靠。通过数据库可以直接得到项目的最新信息,无需传统模式下的设计文件资料。因此,三维数字化管理需要以数据交互中心为枢纽,为业务应用提供标准化存储和智能化引擎支持,将三维模型、工程数据接入项目统一数据中心,实现电网工程跨专业、跨业务的三维数字化管理。数据交互中心建设需要支持三维工程信息模型数据导入、存储、解析,基于三维模型自动关联项目信息,提供电网工程全生命周期的数据导入、索引、关联存储等操作。
在创建BIM模型时,应考虑电网工程的实际需求,确保模型能够满足现场应用的需要。比如对工程进度要求高的电网工程项目,需要尽可能快的建模速度,可以选用主流建模软件进行参数化建模,只需输入构件属性信息就可完成构件创建,避免大量操作导致的输入失误,大大缩短建模所需时间。在建模准备阶段,需要对建模过程中的所有文件统一文字格式、排列方式等命名规则,依据施工实际录入设备等模型的型号、尺寸等材质信息,使模型信息更加丰富充实,可以令建筑、结构、机电等模型显示效果更加完整真实。模型使用的族库需要使用自定义族库,系统族库难以满足电气建模需求,需要使用Revit软件,根据设计图纸和设备信息创建电气设备族。
2.基于BIM技术的设计管理
在电网工程规划设计阶段,可以应用无人机航拍技术获取建设区域信息,在三维GIS场景中查看地形地貌信息,并用3D立体投影技术开发全息投影3D交互式规划功能,实现三维立体化工程规划。在此基础上,利用大数据技术建立电网工程通用设计、设备模型库,利用虚拟现实技术研发设计方案,模拟施工过程,验证设计成果。
在这一阶段,工作重点在于利用BIM技术做好碰撞检测、图纸会审等方面工作。电网工程中建筑、管线、设备等构件的空间位置关系错综复杂,极易产生碰撞或安装位置不合理问题,图纸变更频繁,甚至导致返工。基于BIM技术的电网工程三维模型,可以直接开展碰撞检测,对设备基础、排水井等图纸错漏碰缺问题进行检查,快速定位碰撞位置,并导出碰撞检测问题报告,提高设计工作效率,避免碰撞问题的发生。
同时,可以将BIM技术用于图纸会审,实现虚拟模型的三维漫游,对电网工程整体、细部结构、构建属性信息进行查看,以三维方式审查设计图纸,并基于碰撞检测报告对碰撞问题进行修改处理。电网工程项目参建各方思考角度不同,BIM工程师可以集成各方意见修改模型,各方通过模型确认修改方案,节省工程时间和成本,避免返工、误工导致的资源浪费。
3.基于BIM技术的施工管理
电网工程工序复杂,在施工过程中必须做好安全风险管控。传统模式下施工基于二维图形,无法观察到施工中复杂的细节内容,尤其是各工序之间的复杂关系。基于BIM技术可以制作关键工序模拟,使施工方案可视化,将BIM模型载入Navisworks软件,根据施工方案制作模拟动画,模拟钢筋工程、混凝土浇筑等工序,验证施工方案是否符合规范要求,用于指导施工。在此基础上,还可以结合模拟动画进行施工交底,向施工人员直观展示施工工序和细节,明确作业过程安全风险因素,并借助施工现场的定位基站和人员作业装置实现三维可视化安全监控,开发现场施工智能监理功能,对施工质量进行自动检测,做好安全防控和质量管控,真正做到施工问题的事前控制。
同时,电网工程施工过程中可以借助BIM软件,利用Animator工具制作施工进度模拟,结合施工进度模拟动画进行审核,检查施工进度安排是否合理,确保施工工序衔接准确,优化进度计划安排,并在施工过程中有效掌握和调整进度,从而全面保证施工质量、施工进度和施工安全。
结语:
电网工程关系国计民生,项目管理水平直接关系到电网基础设施建设质量,传统的项目管理方式弊病日益凸显,二维设计难以满足质量、成本等方面的要求,管理手段单一。应努力做好BIM等新技术的应用创新,依托先进的技术手段实现电网工程三维数字化管理水平的提升,推动电网工程建设的发展。
参考文献:
[1]张洋,戚绪安,宁延.升维视角下电网建设物联网与BIM技术的融合研究[J].工程经济,2020,30(05):9-12.
[2]黄浩,杨立,李博,卢岩松.三维数字化输变电项目协同管理云平台建设方案的研究[J].智能城市,2019,5(19):100-101.
[3]柯子桓,高来先.BIM技术在电网工程建设中的应用研究[J].中国标准化,2019(14):70-72.