BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的运用
周长乐
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周长乐,. BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的运用[J]. 建模与系统仿真,20248. DOI:10.12721/ccn.2024.157072.
摘要: BIM技术是时代发展背景下的一个产物,通常要依靠计算机硬件设施和软件系统的稳定运行才能发挥作用。该技术的主要功能是可以构建仿真模型,对实际环境中的动态化变化情况进行可视化仿真管理。这可以为施工工作的有序开展提供技术保障,需要施工人员主动学习相应技术的操作方法,积极构建可视化仿真模型,尝试将该技术融入到具体的施工环节中。由于该技术在投入使用时还存在一些难题,为发挥技术的重要价值作用,本文就着重对如何合理使用该技术展开了简要的分析和探究。
关键词: BIM技术;可视化技术;三维仿真模型
DOI:10.12721/ccn.2024.157072
基金资助:

水利水电工程的施工流程比较复杂,在进行基础建筑物造型结构的设计工作以及现场施工工作时,为降低工作难度,保障施工质量,工作人员通常会考虑引进现代化的信息技术来提高整体工作的水平。目前,BIM技术就主要用于对工程进行可视化的仿真管理,有着良好的应用效果,值得在新时期的施工环节中推广。

1.使用可视化仿真技术构建水利水电工程模型

1.1构建仿真数字地形图

如果水利水电工程的施工现场具有地形结构复杂、地势起伏不定的特点,周围的自然植被、人造建筑物比较多,分布范围比较广,就可以在编制施工计划之前先使用BIM技术,构建可视化的仿真数字地形图。使用这项技术的关键是要前期进行现场勘察测绘,将真实的施工环境信息录入到系统当中,仿真构建三维立体模型和平面图形,方便从中探讨水利工程的施工位置、施工方法,给出科学合理的施工方案。

1.2开展地形动态填挖工作

(1)明确开挖和填筑的设计曲面,通常情况下,由开挖边坡与大坝组成;(2)利用放坡把原设计图纸的曲面放样至原地形曲面,得出设计与原始地形的曲面交线位置;(3)从原始地形的曲面上,按照相交线的方向开始挖填设计曲面包含的位置,同时,在挖填曲面挖除沿相交线的多余边坡,由此得到设计曲面和原始地形的结合,最终形成填筑开挖后的地形曲面。

1.3构建坝体的仿真模型

调查资料显示,现阶段施工单位进行水利水电工程施工时,如果要建设坝体结构,通常会开展混凝土坝或土石坝的建设工作。前者主要使用混凝土泥浆作为原材料,后者要以土料和石料相结合的方式建设坝体。针对不同坝体使用材料的不同,实际施工操作方案有一定差异,需要对应建设不同的模型图,确定施工的基础参数,为施工任务的稳步开展提供参考信息。目前,模型建设环节常用的软件是AutoCAD软件,应在仿真软件中把AutoCAD当作子窗体加以嵌入其中,再运用AutoCAD软件中二次开发的功能,进行仿真计算和仿真施工,从中得出所有的施工信息,集中存储到数据库当中,探究本次施工方案是否具有可行性。

1.4构建其他地物模型

针对围堰、溢洪道以及隧洞等方面的模型建立,可以根据其具体的特征合理地选择相应的软件进行建模。比如,使用AutoCAD建模、参数化建模、特征建模等相关软件。如果需要在仿真中对施工的过程进行动态性的演示,可以依据实际的需求把模型划分为若干单元。

1.5构建机械设备仿真模型

在施工任务量较大,建筑物造型结构较为复杂的情况下,施工单位会在传统依靠人力资源开展施工工作的基础上,使用机械设备进行机械化的施工操作。由于不同设备的体积大小、组成结构、功能特点有所不同,施工人员也要及时应用可视化仿真技术,进行机械设备的模型构建工作。目的是统一调配并科学管理机械设施,保障设备的使用安全性,最大化发挥设备的使用价值。

2.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的灵活应用思路

2.1施工过程动态演示

在Autodesk Navisworks软件中导入图形单元的三维模型,每一个图形单元的属性保持不变,具备独有的标识符“实体句柄”。把施工进度的相关数据均保存为Au-todesk Navisworks软件可以支持的CSV格式。使用Autodesk Navisworks软件中的Animator功能,把施工的实际场景制作成为巡航的动画予以呈现,并把动画链接至TimeLiner进行模拟,以不同的视角查看施工的动态。由于TimeLiner所相连的进度数据能够在设置里设定成为是否激活,进而对单项工程制作相应的动态化演示。

2.2数据信息可视化查询

在查询仿真信息时,通过Navisworks来查询整个工程各单元的对应属性,或者使用Navisworks的API应用程序接口来进行.NET二次开发,从而以插件的方式具体展示仿真信息。在建立插件方面,首先,应建立动态的链接库文件;其次,新建一个类似继承相应的插件,并设定属性;最后,要编写具体的程序代码,将.dll文件存入软件安装包。最终建立插件,并应用于整个仿真系统中。使用该技术,能对水利水电工程的施工全过程和施工强度等信息进行查询。在具体显示界面上,可以用不同类型的颜色以直方图的方式来显示施工强度。

2.3数字信息的灵活应用

在完成信息的可视化收集、整理工作后,不仅要用图表的方式呈现出来,还要安排人才及时做好信息的开发利用工作,以此来提升BIM技术在水利水电工程规划设计、施工管理环节的实际使用价值。据了解,通常在应用数字信息时,应构建网络平台,使用互联网技术保证数据信息的及时传递。同时,要做好信息系统的维护管理工作,在动态化收集和存储信息时,避免出现信息丢失的问题。此外,应围绕着可视化信息中提示的内容,有序做好材料管理、人员管理、设备管理工作,关键要可视化管控各个施工环节的作业情况以及各部门的配合情况,最终保证工程施工任务的顺利完工。

结语:数字化、信息化施工管理模式是施工行业未来的主要发展方向,如果施工人员决定推广BIM技术,构建可视化仿真系统平台,必须要明确意识到保证施工数据信息真实性、完整性的重要作用,及时将详细信息录入系统平台,包括地理环境的变化情况、建筑物的建设情况以及材料、设备的使用情况。最终通过建立数据库,进行可视化数据查询与分析,找出施工优缺点,合理优化施工方案,为施工行业的可持续发展奠定良好基础。

参考文献:

[1]陈垒,刘德斌.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用[J].智能建筑与智慧城市,2023,(7):175-177.

[2]宋承平.BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用[J].广西城镇建设,2022,(5):76-83.