水利工程信息化设计浅析

□刘燕强 彭云卿 张路杰

2020年水利水电规划总院在《水利工程建设项目信息化章节编写指南》（征求意见稿）中，提出“水利工程信息化设计应以水资源高效开发利用、保障工程安全高效建设运行、提高智能化运维管理水平为根本原则，鼓励推进BIM、GIS、大数据、人工智能等技术与水利业务深度融合，创新重大水利工程规划设计、建设管理以及运行维护全过程信息化应用”。

1.规划、设计信息化

规划、设计信息化主要体现在BIM、GIS等先进信息技术的综合应用。基于工程地形、地质、水文、规划等基础数据和工程构件库、机电设备库、植物景观库等设计资源在协同设计平台进行规划设计工作。最终完成方案设计、方案展示、分析计算、可视化应用、碰撞检测、主要工程量复核等应用。对规划、设计过程中产生的数据、图纸、模型等相关信息进行分类整理，形成数字化交付成果。并以模型为载体转移至项目建设和运维管理信息化应用中。

2.建设管理信息化

在水利工程建设过程中，传统的管理方式已不符合当今社会发展需求，不因此，需改变传统工程建设管理理念，采取信息化的管理方式，优化工程施工管理工作，提高工作效率，从根本上提高施工质量。聚焦工程施工现场，围绕人、机、料、法、环等关键要素，综合运用BIM+GIS技术、物联网、移动智能等信息化技术，构建“项目建设信息管理系统”完成项目建设过程的信息化、数字化管理。目前河北省水利厅搭建的“河北省水利工程建设监管平台”已在河北省多个项目中使用，并取得了良好的效果。平台主要功能包括：多参与方协同管理、人员管理、质量管理、资料管理、监理/施工日志管理、质量评定管理、流程管理、视频及监测系统集成、BIM+GIS虚拟可视化管理、进度管理、安全管理、知识管理、移动APP等。

3.运行维护信息化

系统以数据采集、传输、存储、管理和应用为主线，强化信息技术与水利业务的深度融合。主要包括以下工作：建立空天地一体的立体感知体系和全面互联高速可靠的网络传输系统；建立集数据汇聚、存储、交换、分析以及服务的一体化支撑平台；建立以综合监管为核心，涵盖工程可视化监管、安全监测、智能巡检、水资源管理、防洪调度、水灾害防御以及政务服务和公共服务的业务应用体系；建立覆盖全面、主动感知、智能防御的网络安全系统。

4.应用案例

白沟河治理工程（高碑店段）是河北省2020年开展的重要水利项目之一。白沟河左堤是雄安新区昝岗组团的北部洪水防线，右堤是涿州、高碑店等县市东部区域的防洪安全线。此工程信息化设计从规划设计、建设管理以及运维维护3个方面进行了考虑。

4.1 规划、设计

白沟河治理工程（高碑店段）规划设计信息化应用主要体现在BIM、GIS、无人机、倾斜摄影等先进信息技术的综合应用。

4.2 建设管理

白沟河治理工程（高碑店段）主要通过“河北省水利工程建设监管平台”完成建设过程中信息化、数字化管理应用。建立了施工期视频监视系统和现场环境监测系统。同时为了满足业主在施工期对施工人员及车辆的有效管理，增加施工期车辆及人员考勤管理系统。另外增加智能碾压监控系统用于控制和监督堤防施工质量。除了上述系统建设外还将施工BIM、实景模型数据、施工过程数据资料纳入平台数据支撑体系中。

4.3 运行维护

白沟河（高碑店段）项目运维管理信息系统架构分为3大部分5个层次，从下到上依次为感知层、传输层、支撑层、应用层和用户层。建立了涵盖水位监测、视频监视、雨量综合监测（含气象环境）、堤防（建筑物）安全监测在内的立体感知系统；光纤+4/5G互补的网络传输系统；涵盖数据库（含公共基础数据、业务应用数库、专题应用数据以及竣工BIM和三维实景模型等）、数据机房以及调度指挥中心等基础支撑保障体系；堤防（建筑物）安全监测系统、闸（泵）站监控系统、视频监控系统、工程智能巡检系统和“一张图”（BIM+GIS）应用服务5大业务应用体系；以及白沟河安全保障体系。

5.结语

从规划设计、建设管理和运维维护3个维度进行水利工程信息化设计可以全面提升工程信息化应用能力，还保障信息化应用的延续性。从非工程措施的角度提升工程管理软实力，更好发挥效益，保障人民生命财产安全。