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BIM技术在水电开发中的应用研究

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刘军

近年来，BIM技术进入高速发展时间，在水电开发过程应用BIM技术，基于BIM实现水电开发过程全生命周期管理已经成为水电开发的大势所趋。中南勘测设计研究院（简称中南院）引入BIM技术以来，在水电开发各阶段进行了应用，并取得了较好的成效。经过几年的积累，中南院对引进的各种BIM软件进行梳理和重组，研究出了一套适合水电开发的BIM技术体系，同时通过企业服务总线（ESB）与公司相关管理系统进行对接，研究出了基于BIM技术在水电开发中实现全生命周期管理的方法。

2010年底，中南院与Bentley公司签订了战略合作协议，引入了以MicroStation为基础平台，以ProjectWise为协同平台三维可视化协同设计系统。2013年5月，成立了中南院/Bentley工程数字集成设计系统研发基地，将Bentley的先进IT技术与中南院的工程领域丰富经验相结合，使中南院能够为中国水电行业提供包括三维可视化协同设计、数字化移交、基础设施全生命周期管理、智能化基础设施在内的技术领先、具有竞争力的整体解决方案，打造中南院数字工程集成设计系统。

中南院BIM平台功能涵盖设计、施工、运营三大环节。中南院整个BIM平台的架构以三维设计系统为核心，集成设计工具集、BIM元件库、数字工程平台和CAE等软件，实现工程三维协同设计和施工期的可视化方针模拟。通过不同的配置、组合形成数字工程集成设计系统。基于统一的PowerBIM平台，将所有工程给相关数据汇总到工程数据中心，通过公司企业服务总线与企业管理系统对接，实现对工程的全生命周期管理。

BIM技术在水电开发中全生命周期管理的应用价值

BIM应用的终极目标是工程全生命周期管理，中南院在水电开发中应用BIM技术，也是始终朝着这一目标不断进取。下面将通过BIM协同工作机制、BIM数据统一存储和全生命周期管理思路等三个方面，阐述BIM技术在水电开发全生命周期管理中的应用价值。

BIM协同工作机制中南院采用ProjectWise作为各专业设计的协同设计平台，搭建了公司总部、国内分院及项目部、国外办事处及项目部的协同服务器群。集团与分院通过部署集成服务器实时同步项目数据，实现项目的统一管理。集团与国内外设代处设置了缓存服务器，定期同步数据。通过ProjectWise协同设计平台的项目管理功能和协同工作机制，实现地质、水工、机电、观测等11个专业协同设计。与传统的二维设计相比，协同工作机制节省沟通时间成本，提高综合设计效率30%左右。通过项目权限管理，实现了业主、设计、监理、施工等多方协同作业，并通过工作空间推送实现标准化设计。

在各专业三维协同设计过程中，2013年中南院联合Bentley公司成立了工程数字集成设计系统研发基地，解决BIM应用的最后一公里问题，研发适合中国标准的BIM应用、项目管理和企业管理相关软件。同时研究基于BIM的工程质量安全监管、施工图审查、工程监理、造价咨询以及工程档案管理。

在系统研发过程中，中南院打造了自主开发团队，针对协同设计平台对专业支持的不足开展研发工作，完成了三维地质系统、三维配筋系统、厂用电系统、BIM元件库、设计工具集等软件的开发。

总体说来，BIM协同的工作机制在水电开发中的优势主要体现在以下几个方面：实现了全专业三维协同设计；设计过程图纸和模型统一管理；项目工程内容安全可靠；工作进度实时掌控；项目成果清晰直观；对于生产效率和沟通效率的提升有着显著效果。

BIM数据统一存储数据的统一存储好处很多，比如信息统一存储便于管理，提高安全性、便捷性、容灾容错等。中南院在建设BIM平台时充分考虑了这点。针对水电工程的特点，研究建立工程数据中心，实现对设计、施工、运营过程数据的统一存储。

基于BIM平台的工程数据中心的建设主要分为BIM设计数据的存储、BIM施工数据的收集和积累、BIM运维数据的更新三个部分。

一是BIM设计数据的存储。中南院在水电工程设计阶段，运用BIM技术和协同管理平台，将规划、设计、招标、施工、运营等阶段数据串联起来，分项目分阶段对数据进行统一存储，所有过程数据有据可查，所有模型数据统一存储，各系统关联关系存入工程数据库中。

二是BIM施工数据的收集和积累。中南院在水电工程施工阶段BIM技术的主要应用是模拟施工过程、碰撞检查、模型的三维渲染展示等。通过对施工过程的模拟、碰撞检查、模型展示，对施工过程进行管理，统计施工进度信息，记录施工过程信息，收集的施工数据以项目的形式存入工程数据库中。

三是BIM运维数据的更新。中南院在水电工程运维阶段结合业主运营系统需求，将BIM成果交付给业主，为业主各管理系统提供数据支撑。同时，亦可以收集业主营运数据，实现集中管控、系统三维化展示、设备实时监控、自动预警、远