CN107492042A - 基于gis+bim的水利水电工程建设管理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法。它包括如下步骤：建立建设管理数据资源中心，搭建GIS+BIM真实三维场景：利用采集的设计成果数据进行GIS建模和BIM建模；以三维GIS平台为基础，建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用提供基于位置的数据挖掘服务；建立建设管理业务应用平台，实现工程综合信息化管理：以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的质量分解结构、工作分解结构、费用分解结构信息，并以单元工程的质量评定为数据驱动。具有从单体对象到广域范围的多尺度管理能力，并提高工程管理效率的优点。本发明还公开了基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统。
Description
技术领域
本发明涉及数字化管理技术领域，更具体地说它是基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法。本发明还涉及基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统。
背景技术
水利水电工程建设涉及区域广、时空尺度跨度大、参建单位及人员多，需要建立标准、高效的业务管理机制和科学的工程数据资源规划体系，保证工程的顺利实施。
GIS(地球信息系统)是以地理空间数据作为基础，并与信息技术相结合，在相关软件的支持下，进行地理信息的采集、整理、分类、分析、管理、储存等相关工作；GIS能够存储海量数据，并对数据进行复杂逻辑运算和深度挖掘，实现空间信息显示、查询与分析，空间决策支持等。在水利水电工程建设管理阶段，可利用GIS技术整合并管理建筑物外部环境信息。
BIM(建筑信息模型)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、可协调、模拟性、优化性和可出图性；利用BIM技术，可整合并管理建筑物相关信息，为工程参建各方提供一个直观、协同的信息交流平台，从而提高建设管理效率和水平。
专利号201510205995.X的发明申请公开了一种水电项目三维数字化管理实施方法，供参建各方在质量、进度及安全等方面采用标准模板和精细三维建筑物模型对施工过程进行精确管理；专利号201510618405.6的发明申请公开了一种用于水电工程施工过程的数字化管理方法及系统，以三维建筑物模型为基础，实现混凝土浇筑、混凝土温控、基坑开挖、灌浆、金结制安等专业精细化的过程质量控制；以上发明提供的方法提高了工程建设管理水平，但方法中的三维建筑物模型为没有空间信息的单体对象，难以满足长距离调水工程等广域范围的水利水电工程的建设管理需求；同时方法中涉及的管理内容限于质量、进度和安全，需进一步扩展，以实现工程建设的全面管理。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，将GIS与BIM技术结合起来，使工程管理从平面多点式到三维集成式，具有从单体对象到广域范围的多尺度管理能力；以三维GIS平台为基础，以最小颗粒为单元工程的三维建筑物BIM模型为信息载体，将工程项目范围内的地形地貌、地质结构、建筑物进行无缝集成，并以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的QBS、WBS、CBS信息，由质量报验自动驱动三维进度展示以及进度、质量、投资指标的统计，实现工程建设的事前管理、精细管理。
本发明的第二目的是提供基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统。
为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立建设管理数据资源中心，搭建GIS+BIM真实三维场景
采集设计成果数据，设计成果数据包括建设区域的基础地理信息、监测数据、GPS位置信息以及各项建筑物的设计与施工图纸信息；
利用采集的设计成果数据进行GIS建模和BIM建模，为设计成果数据和管理业务数据的三维集成提供模型支撑；使参建各方的各级人员能够快速了解工程建设相关的各类数据；
步骤2：以三维GIS平台为基础，建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用提供基于位置的数据挖掘服务
将三维GIS模型数据导入三维GIS平台，同时对BIM模型数据进行解析、转换、轻量化并集成到GIS模型上，实现三维场景数据元素的导入与动态更新；
步骤3：建立建设管理业务应用平台，实现工程综合信息化管理
以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的质量分解结构(QBS)、工作分解结构(WBS)、费用分解结构(CBS)信息；并以单元工程的质量评定为数据驱动，至少实现进度、质量、合同、采购、HSE(健康、安全、环境三位一体的管理体系)、资源、监测、文档、远程诊断的管理功能；实现事前控制、精细控制。
在上述技术方案中，步骤1中，建设区域的基础地理信息包括影像数据、高程数据、流域信息；建设区域的监测数据包括安全监测数据、环境监测数据；建设区域的GPS位置信息包括施工机械设备GPS信息。
在上述技术方案中，步骤2中，三维场景数据元素的导入与动态更新包括场景内的矢量、模型、注记的数据编辑，三维任意浏览，关键帧收藏与自定义路径漫游，断面分析、填挖方分析的基础实用分析，场景中各类数据点击查询与全局属性查询；
建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用平台中涉及三维展示、定位与分析的功能奠定基础，建设管理业务应用平台中的三维展示、定位与分析的功能包括：建筑物施工进度、质量、安全信息空间化表达、重点关注对象定位与颜色分级表达、大坝安全监测、地质结构与围岩分级展示、隧洞地质体三维建模、隧洞地质实景贴图表达、隧洞地质颜色分类表达、隧洞地质照片接入、环境监测变化信息展示、水土保持信息解译。
在上述技术方案中，步骤3中，建设管理业务应用平台包括Web端平台和移动APP二个部分；为了提升信息采集的便利性和及时性，发挥移动物联网技术在信息化管理中的优势，现场施工质检人员和监理通过移动APP进行质量评定、质量消缺和危险源排查的工作，为Web端平台提供数据来源；另一方面，全体工程管理成员可以通过移动APP动态访问现场施工监控的视频信息，并通过多维组合查询的方式查询工程进度、质量、投资和安全情况的统计图表，运用信息化工具拉近项目管理与全体参与方的距离；实现移动办公；
Web端平台界定了建设管理业务功能的数据流程和业务流程，建设管理业务功能包括进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；项目管理人员按照管理职能划分和权限分配，以单元工程的质量评定为数据驱动，通过系统平台实施管理活动；实现无纸化办公；
利用GIS+BIM技术，Web端平台以工程电子沙盘为主界面，结合建设区域的基础地理信息，集成展示各建筑物的三维施工面貌、施工机械设备的位置及主控参数信息、工程质量评定的进展情况、质量消缺和安全隐患排查未闭合的位置、施工期安全监测出现预警的测点位置，并能实时调取监测历史数据和现场监控画面，同时通过多维组合查询的方式，在建设管理业务应用平台个人中心里创建常用的查询图表；实现从宏观到微观、从定性到定量，多角度了解工程进展情况，为管理决策提供数据支持。
为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统，包括建设管理业务应用平台，其特征在于：还包括GIS+BIM基础支撑平台；所述GIS+BIM基础支撑平台以建设管理数据资源中心为数据库、以三维GIS平台为基础；所述建设管理数据资源中心包括设计成果数据和管理业务数据；所述GIS+BIM基础支撑平台包括基础功能服务平台、专题服务接口；所述建设管理业务应用平台包括Web端平台、移动APP，Web端平台包括数字沙盘、个人中心、进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；移动APP包括个人中心、质量评定、危险源排查、视频监控。
在上述技术方案中，管理业务数据包括施工基础数据、管理业务数据、业务分析数据，设计成果数据包括GIS+BIM建模数据、地质勘探数据、监测数据、图片、视频；基础功能服务平台包括模型集成、数据交换、场景管理、三维展示、空间分析、空间查询，专题服务接口包括隧道专题、大坝专题。
本发明具有如下优点：
(1)以三维GIS平台为基础，以最小颗粒为单元工程的三维建筑物BIM模型为信息载体，将工程项目范围内的地形地貌、地质结构、建筑物进行无缝集成，从数据管理、符号显示和空间分析等多个维度，对工程建设进度、质量、合同、采购、HSE、资源、监测、文档等方面的空间信息与业务管理信息进行“一张图”模式的信息资源整合，提高工程建设管理精度和效率；
(2)将GIS与BIM技术结合起来，使工程管理从平面多点式到三维集成式，具有从单体对象到广域范围的多尺度管理能力；
(3)应用服务涵盖进度、质量、合同、采购、HSE、资源、监测、文档以及远程诊断，减少管理盲区并基本实现无纸化办公；
(4)以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的QBS、WBS、CBS信息，由质量报验自动驱动三维进度展示以及进度、质量、投资指标的统计，实现事前管理、精细管理；
(5)能够为参与工程建设的各级单位和人员提供统一、标准的建设管理和业务处理平台，提高建设管理水平和效率，为工程验收和创优提供有力保障。
附图说明
图1为本发明基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立建设管理数据资源中心，搭建GIS+BIM真实三维场景
采集设计成果数据，设计成果数据包括建设区域的基础地理信息、监测数据、GPS位置信息以及各项建筑物的设计与施工图纸信息；
利用采集的设计成果数据进行GIS建模和BIM建模，为设计成果数据和管理业务数据的三维集成提供模型支撑；
步骤2：以三维GIS平台为基础，建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用提供基于位置的数据挖掘服务
将三维GIS模型数据导入三维GIS平台，同时对BIM模型数据进行解析、转换、轻量化并集成到GIS模型上，实现三维场景数据元素的导入与动态更新；
步骤3：建立建设管理业务应用平台，实现工程综合信息化管理
以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的QBS、WBS、CBS信息；并以单元工程的质量评定为数据驱动，至少实现进度、质量、合同、采购、HSE、资源、监测、文档、远程诊断的管理功能。
步骤1中，建设区域的基础地理信息包括影像数据、高程数据、流域信息；建设区域的监测数据包括安全监测数据、环境监测数据；建设区域的GPS位置信息包括施工机械设备GPS信息。
步骤2中，三维场景数据元素的导入与动态更新包括场景内的矢量、模型、注记的数据编辑，三维任意浏览，关键帧收藏与自定义路径漫游，断面分析、填挖方分析的基础实用分析，场景中各类数据点击查询与全局属性查询；
建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用平台中涉及三维展示、定位与分析的功能奠定基础，建设管理业务应用平台中的三维展示、定位与分析的功能包括：建筑物施工进度、质量、安全信息空间化表达、重点关注对象定位与颜色分级表达、大坝安全监测、地质结构与围岩分级展示、隧洞地质体三维建模、隧洞地质实景贴图表达、隧洞地质颜色分类表达、隧洞地质照片接入、环境监测变化信息展示、水土保持信息解译。
步骤3中，建设管理业务应用平台包括Web端平台和移动APP二个部分；现场施工质检人员和监理通过移动APP进行质量评定、质量消缺和危险源排查的工作，为Web端平台提供数据来源；另一方面，全体工程管理成员可以通过移动APP动态访问现场施工监控的视频信息，并通过多维组合查询的方式查询工程进度、质量、投资和安全情况的统计图表，运用信息化工具拉近项目管理与全体参与方的距离；
Web端平台界定了建设管理业务功能的数据流程和业务流程，建设管理业务功能包括进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；项目管理人员按照管理职能划分和权限分配，以单元工程的质量评定为数据驱动，通过系统平台实施管理活动；
利用GIS+BIM技术，Web端平台以工程电子沙盘为主界面，结合建设区域的基础地理信息，集成展示各建筑物的三维施工面貌、施工机械设备的位置及主控参数信息、工程质量评定的进展情况、质量消缺和安全隐患排查未闭合的位置、施工期安全监测出现预警的测点位置，并能实时调取监测历史数据和现场监控画面，同时通过多维组合查询的方式，在建设管理业务应用平台个人中心里创建常用的查询图表。
参阅附图可知：基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统，包括建设管理业务应用平台，其特征在于：还包括GIS+BIM基础支撑平台；所述GIS+BIM基础支撑平台以建设管理数据资源中心为数据库、以三维GIS平台为基础；所述建设管理数据资源中心包括设计成果数据和管理业务数据；所述GIS+BIM基础支撑平台包括基础功能服务平台、专题服务接口；所述建设管理业务应用平台包括Web端平台、移动APP，Web端平台包括数字沙盘、个人中心、进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；移动APP包括个人中心、质量评定、危险源排查、视频监控。管理业务数据包括施工基础数据、管理业务数据、业务分析数据，设计成果数据包括GIS+BIM建模数据、地质勘探数据、监测数据、图片、视频；基础功能服务平台包括模型集成、数据交换、场景管理、三维展示、空间分析、空间查询，专题服务接口包括隧道专题、大坝专题(如图1所示)。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (6)
1.基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立建设管理数据资源中心，搭建GIS+BIM真实三维场景
采集设计成果数据，设计成果数据包括建设区域的基础地理信息、监测数据、GPS位置信息以及各项建筑物的设计与施工图纸信息；
利用采集的设计成果数据进行GIS建模和BIM建模，为设计成果数据和管理业务数据的三维集成提供模型支撑；
步骤2：以三维GIS平台为基础，建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用提供基于位置的数据挖掘服务
将三维GIS模型数据导入三维GIS平台，同时对BIM模型数据进行解析、转换、轻量化并集成到GIS模型上，实现三维场景数据元素的导入与动态更新；
步骤3：建立建设管理业务应用平台，实现工程综合信息化管理以单元工程为管理信息载体，在事前配置每一个单元工程的质量分解结构、工作分解结构、费用分解结构信息；并以单元工程的质量评定为数据驱动，至少实现进度、质量、合同、采购、HSE、资源、监测、文档、远程诊断的管理功能。
2.根据权利要求1所述的基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：步骤1中，建设区域的基础地理信息包括影像数据、高程数据、流域信息；建设区域的监测数据包括安全监测数据、环境监测数据；建设区域的GPS位置信息包括施工机械设备GPS信息。
3.根据权利要求1或2所述的基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：步骤2中，三维场景数据元素的导入与动态更新包括场景内的矢量、模型、注记的数据编辑，三维任意浏览，关键帧收藏与自定义路径漫游，断面分析、填挖方分析的基础实用分析，场景中各类数据点击查询与全局属性查询；
建立GIS+BIM基础支撑平台，为建设管理业务应用平台中涉及三维展示、定位与分析的功能奠定基础，建设管理业务应用平台中的三维展示、定位与分析的功能包括：建筑物施工进度、质量、安全信息空间化表达、重点关注对象定位与颜色分级表达、大坝安全监测、地质结构与围岩分级展示、隧洞地质体三维建模、隧洞地质实景贴图表达、隧洞地质颜色分类表达、隧洞地质照片接入、环境监测变化信息展示、水土保持信息解译。
4.根据权利要求3所述的基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理方法，其特征在于：步骤3中，建设管理业务应用平台包括Web端平台和移动APP二个部分；现场施工质检人员和监理通过移动APP进行质量评定、质量消缺和危险源排查的工作，为Web端平台提供数据来源；另一方面，全体工程管理成员可以通过移动APP动态访问现场施工监控的视频信息，并通过多维组合查询的方式查询工程进度、质量、投资和安全情况的统计图表，运用信息化工具拉近项目管理与全体参与方的距离；
Web端平台界定了建设管理业务功能的数据流程和业务流程，建设管理业务功能包括进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；项目管理人员按照管理职能划分和权限分配，以单元工程的质量评定为数据驱动，通过系统平台实施管理活动；
利用GIS+BIM技术，Web端平台以工程电子沙盘为主界面，结合建设区域的基础地理信息，集成展示各建筑物的三维施工面貌、施工机械设备的位置及主控参数信息、工程质量评定的进展情况、质量消缺和安全隐患排查未闭合的位置、施工期安全监测出现预警的测点位置，并能实时调取监测历史数据和现场监控画面，同时通过多维组合查询的方式，在建设管理业务应用平台个人中心里创建常用的查询图表。
5.基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统，包括建设管理业务应用平台，其特征在于：还包括GIS+BIM基础支撑平台；所述GIS+BIM基础支撑平台以建设管理数据资源中心为数据库、以三维GIS平台为基础；所述建设管理数据资源中心包括设计成果数据和管理业务数据；所述GIS+BIM基础支撑平台包括基础功能服务平台、专题服务接口；所述建设管理业务应用平台包括Web端平台、移动APP，Web端平台包括数字沙盘、个人中心、进度管理、质量管理、合同管理、采购管理、HSE管理、资源管理、监测管理、文档管理、远程诊断、单元工程管理；移动APP包括个人中心、质量评定、危险源排查、视频监控。
6.根据权利要求5所述的基于GIS+BIM的水利水电工程建设管理系统，其特征在于：管理业务数据包括施工基础数据、管理业务数据、业务分析数据，设计成果数据包括GIS+BIM建模数据、地质勘探数据、监测数据、图片、视频；基础功能服务平台包括模型集成、数据交换、场景管理、三维展示、空间分析、空间查询，专题服务接口包括隧道专题、大坝专题。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20171219 |