【摘要】十九大報告指出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力”‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。 傳統(tǒng)工藝工法的驗證、傳遞、培訓(xùn)、傳承和累積都是以普通電子文檔的形式來進行的，如何將多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真運用在工藝工法上，本文將結(jié)合中國電建集團基于BIM的水電工程工法管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究情況，介紹水電工程工法體系借助嚴肅形式和BIM技術(shù)進行，為加強同行業(yè)之間工程工法經(jīng)驗交流，進一步促進建筑業(yè)科技進步和轉(zhuǎn)型升級‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　【關(guān)鍵詞】水電工程工法體系;BIM技術(shù)應(yīng)用;工法游戲交互

　　1.引言

　　中國電力建設(shè)股份有限公司(簡稱：中國電建)是全球清潔低碳能源、水資源與環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域的引領(lǐng)者，全球基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通的骨干力量，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)的龍頭企業(yè)，為海內(nèi)外客戶提供投資融資、規(guī)劃設(shè)計、施工承包、裝備制造、管理運營全產(chǎn)業(yè)鏈一體化集成服務(wù)、一攬子整體解決方案的工程建設(shè)投資發(fā)展商‍‌‍‍‌‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‌‍‍‍‌‍‍‍‍‌‍‌‍‌‍‌‍‍‌‍‍‍‍‍‍‍‍‍‌‍‍‌‍‍‌‍‌‍‌‍。

　　近年來，為建立科學(xué)、合理、完善的中國電建水利水電工法體系，開展了水利水電工法的總結(jié)、申報、研究等相關(guān)工作，形成了中電建集團水利水電工程工法體系，而傳統(tǒng)工法存在的驗證難、培訓(xùn)難、傳承難普遍問題尚未得到解決，為彌補中國電建集團工藝工法三維可視化的技術(shù)短板，提升集團三維工藝工法應(yīng)用能力，推動集團水電工程工藝工法建設(shè)領(lǐng)域科技進步，結(jié)合中電建集團水利水電工程工法體系，按照工法設(shè)計的相關(guān)標準開展基礎(chǔ)共性關(guān)鍵技術(shù)、算法的應(yīng)用研究，選定的設(shè)計工具進行工法模擬的三維可視化設(shè)計，實現(xiàn)工法可視化演示、先驗證實施、數(shù)字化培訓(xùn)交底，進一步提高施工人員的學(xué)習(xí)能力、提升施工效率，降低施工成本，最終為項目和企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　2.主要應(yīng)用內(nèi)容

　　基于BIM的水電工程工法管理系統(tǒng)應(yīng)用涉及企業(yè)認證、成果移交、工藝工法庫、資源查閱下載和數(shù)據(jù)應(yīng)用等內(nèi)容。 本系統(tǒng)是在擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的基礎(chǔ)平臺上采用標準的B/S架構(gòu)使用JAVA語言進行開發(fā)，有完備的配置體系、接口體系和插件體系，支持各種部署模式、各種操作系統(tǒng)、各種數(shù)據(jù)庫和中間件，具有較強擴展性。

　　2.1企業(yè)認證

　　通過企業(yè)認證建立了一套用戶信息管理使用體系，實現(xiàn)統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一登錄管理、系統(tǒng)權(quán)限管理。 用戶在系統(tǒng)實名認證后，進行操作權(quán)限、數(shù)據(jù)、服務(wù)分配，幫助企業(yè)創(chuàng)建用戶和信息登錄，驗證用戶注冊信息重復(fù)性、完整性，關(guān)聯(lián)已有用戶信息，進行企業(yè)化登錄集成，實現(xiàn)第三方登錄，解決系統(tǒng)集成中的企業(yè)認證和用戶登錄驗證問題，提高信息系統(tǒng)的安全性和便利性。

　　企業(yè)管理員對所有訪問系統(tǒng)的本企業(yè)用戶進行統(tǒng)計和分析，針對訪問量、異常情況、地區(qū)分類、操作系統(tǒng)類型、瀏覽器類型等統(tǒng)計類別進行詳細統(tǒng)計與圖形展現(xiàn)，實現(xiàn)集團內(nèi)企業(yè)對系統(tǒng)訪問的統(tǒng)計結(jié)果匯總分析。

　　2.2成果移交

　　一是工法目錄。 在系統(tǒng)中，按照水電工藝工法體系，將收錄到工法知識庫的內(nèi)容名稱按照目錄結(jié)構(gòu)分類，生成的工法目錄在成果移交模塊中對需要移交的可視化成果進行分類和整理，使其滿足審批要求。 按照可視化成果不同類型進行分級組織，對需要移交的文檔資料進行分類和整理，使其滿足審核要求。

　　二是成果審核。 作為數(shù)據(jù)采集的一個方向，各企業(yè)存在大量工法的可視化資源，在互聯(lián)網(wǎng)上也有符合水電工程工法相關(guān)要求的素材資源，通過有效的數(shù)據(jù)篩選后，保障了數(shù)據(jù)來源，完善了工法庫。

　　三是資源入庫。 根據(jù)提交的工法資源，按照審批條件和要求，進行資源審查和管理，通過專家審核后進入資源庫，根據(jù)權(quán)限開放給用戶。

　　2.3工藝工法庫

　　一是資源管理。 在工法管理應(yīng)用系統(tǒng)上，按照系統(tǒng)的分類標準與資源分類架構(gòu)，系統(tǒng)底層架構(gòu)豐富，工法庫包括模型庫、可視化成果庫、工法信息庫等，模型包含于可視化成果，可視化成果庫從屬于工法信息庫。 專業(yè)設(shè)計工具生成的模型(包含專項施工方案和關(guān)鍵展示三維模型)集成到工法模型庫，模型庫支持對不同格式數(shù)據(jù)的解析和輕量化展現(xiàn)。

　　二是資源檢索查閱。 在工法管理應(yīng)用系統(tǒng)上，實現(xiàn)用戶在瀏覽成果同時，可根據(jù)需要檢索、查閱模型或可視化成果具體的詳細信息。 通過在三維可視化場景中，選擇要查詢成果屬性，系統(tǒng)以界面形式展示出當(dāng)前模型或可視化成果的業(yè)務(wù)屬性信息。

　　三是資源播放下載。 在工法管理應(yīng)用系統(tǒng)上，按照標題、關(guān)鍵字、查看共享者等標題排列信息，實現(xiàn)有權(quán)限的用戶對可視化成果進行在線播放(包含暫停視頻、調(diào)節(jié)聲音、全屏播放)、下載，用戶每點擊查看和下載按鈕系統(tǒng)會自動累積次數(shù)。

　　四是工法交互式模擬。 系統(tǒng)中選取了具有代表性、先進性和普適性的工法建造交互式模擬的可視化成果，對工法施工重要環(huán)節(jié)進行三維可視化模擬，展示工法原理，進一步拓展了工法培訓(xùn)和交底的方式，提高了學(xué)習(xí)教育的效率和質(zhì)量。

　　2.4數(shù)據(jù)應(yīng)用

　　基于BIM的水電工程工法管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、可視化展示等技術(shù)實現(xiàn)對于水電工程各階段工藝工法數(shù)據(jù)集中管控，提供了標準化數(shù)據(jù)服務(wù)，保證了工藝工法數(shù)據(jù)的準確、完整、一致，構(gòu)建了工藝工法標準體全面的數(shù)據(jù)管理與服務(wù)框架，為各企業(yè)提供了標準應(yīng)用服務(wù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互轉(zhuǎn)互通和信息共享，為水電工程工藝工法的深入應(yīng)用和工程數(shù)據(jù)在全生命周期的服務(wù)延伸提供了支撐。

　　3.主要的創(chuàng)新點

　　基于BIM的水電工程工法管理系統(tǒng)的研究，按照工藝工法業(yè)務(wù)腳本，融合BIM技術(shù)、移動聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、交互式模擬、施工仿真技術(shù)、云服務(wù)技術(shù)等多格式技術(shù)，實現(xiàn)水電工程工法管理的信息化管理與展示。

　　3.1在工法應(yīng)用方面

　　系統(tǒng)融合BIM技術(shù)，通過BIM的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，實現(xiàn)了工藝工法在PC端、Web端、移動端、VR端等輕量化呈現(xiàn)，實現(xiàn)了工藝工法三維可視化演示、工藝工法培訓(xùn)、交底等場景，為工藝工法的業(yè)務(wù)內(nèi)容提供準確直觀的可視化數(shù)據(jù)與技術(shù)分析，為后續(xù)的信息應(yīng)用和工藝工法優(yōu)化驗證做數(shù)據(jù)支撐。

　　3.2在工法學(xué)習(xí)方面

　　系統(tǒng)采用嚴肅游戲的交互式設(shè)計，通過程序控制工藝工法模型與業(yè)務(wù)的交互，將不同輸入、觸發(fā)做成統(tǒng)一的控件接受處理，來控制虛擬空間的互動。 實現(xiàn)了用戶和游戲進行信息交流互動，游戲良好的交互式設(shè)計，使得用戶在過程中有舒適的體驗，提高了學(xué)習(xí)的主動性，增強了工藝工法相關(guān)知識的學(xué)習(xí)能力。

　　3.3在技術(shù)選型方面

　　系統(tǒng)采用輕量化引擎，保障了系統(tǒng)正常運行，減少了渲染數(shù)據(jù)的加載量，提高了渲染效率，完成面向數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換，集成處理海量的多源數(shù)據(jù)，有效解決普通配置機器上快速打開大量的BIM數(shù)據(jù)問題; 輕量化引擎是基于Web的插件版本和全新的無插件版本，可在普通硬件載體上展示、處理、存儲、編輯、動態(tài)特效呈現(xiàn)、服務(wù)發(fā)布、二次開發(fā)全生命周期的管理工具集，兼容OGC標準、IFC擴展標準，以靈活的工具插件方式進行產(chǎn)品功能管理。

　　3.4在技術(shù)成果方面

　　系統(tǒng)通過技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新，滿足了從設(shè)計、招投標、項目虛擬驗證、施工交底、竣工移交等節(jié)點的工藝工法多業(yè)務(wù)場景需求，實現(xiàn)了三維可視化工藝工法的設(shè)計、展現(xiàn)、管理與應(yīng)用; 通過自上而下的三維可視化建設(shè)，有效解決了工藝工法成果數(shù)據(jù)的共享和互通互聯(lián)，推動了集團水電工藝工法信息化推廣應(yīng)用。

　　水電工程論文投稿刊物：《水利水電工程設(shè)計》(季刊)曾用刊名：水利水電工程，1982年創(chuàng)刊，以總結(jié)工程建設(shè)經(jīng)驗、傳播先進科學(xué)技術(shù)，開展專題討論，為水利水電工程建設(shè)服務(wù)為辦刊宗旨，以設(shè)計、施工技術(shù)方案為特色，輔以地區(qū)勘測、基礎(chǔ)處理等欄目。

　　4.結(jié)論

　　基于BIM的水電工程工法管理應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用與研究，以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，以三維可視化為手段，融會移動互聯(lián)網(wǎng)、交互和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，開發(fā)具有管理、培訓(xùn)、交底等協(xié)同功能的基于BIM的水電工法管理應(yīng)用系統(tǒng)，促進了企業(yè)科技進步與管理創(chuàng)新，加快了科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，實現(xiàn)了工程建設(shè)科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染小，經(jīng)濟效益好的目標，提升了中國電建集團水電行業(yè)核心技術(shù)水平和管理能力，為同行業(yè)其他央企提供具有借鑒價值的工法信息化建設(shè)經(jīng)驗。

　　【參考文獻】

　　[1] 孫威,劉玉,石李琦琳. 統(tǒng)一身份認證在企業(yè)信息化中的應(yīng)用[J]信息化建設(shè)工程2017,(8):117-119.

　　[2]馬凱悅, 肖笛成,李磊,馮龍,繆仁卿.BIM技術(shù)在施工工法樣板中的應(yīng)用探究[J]技術(shù)分析2018,(25)77.

　　作者：李東風(fēng) 何佳 陳樂