探究信息化技術在水利工程建設管理中的應用

李建泉

平原縣供水管理中心 山東 德州 253100

引言

由于水利工程普遍工程量較大、施工周期較長，且極易受到區域地質、自然生態等方面的環境影響而增加整體工程建設難度，為全面保障工程建設管理效率，工程人員必須合理運用各種現代信息技術，對水利工程各個建設方面實施系統化數據采集分析，進而實現信息化工程管理目標。

1 水利工程建設中信息化技術的應用

1.1 網絡技術應用

水利工程信息化管理離不開現代互聯網技術的支持，工程人員在實際建設管理過程中，通常會根據工程項目實際需求，來構建一套可運用各個工程施工建設工序的智能化管理系統，對全部工程檔案、工程施工及安全質量管理方面的數據信息，進行全面分析采集和處理，進而提升工程建設管理效率。在實際應用過程中，網絡技術應用主要包括以下幾方面：第一，網絡結構。該技術全面集成各種遙測系統、遠程控制、安全監控等功能，且網絡數據傳輸速度極快，可滿足大部分建設工程信息化管理需求。第二，信息數據管理。從網絡技術應用方面來看，信息數據管理主要包括信息傳播、信息分析與信息采集等方面，尤其是在信息采集階段，相關工作人員可充分利用現代遙感技術連接移動終端設備，對區域水文地質等基本信息進行收集和整理，并結合數據信息處理技術，編制各種工程進度與安全管理信息。就目前來看，現代網絡技術已處于成熟階段，而應用網絡技術來管理工程各項數據，也是建設工程信息化管理的重要手段。第三，數據庫技術。數據庫作為整體管理系統數據信息存儲的主要應用軟件，其主要包括SQL server、Oralce、Myserver等幾種主流數據庫，其本身作為信息系統建設管理中不可或缺的數據存儲軟件，同時也是目前企業數據信息管理中最為安全且最為穩定的數據存儲空間[1]。

1.2 衛星定位技術應用

衛星定位技術是現代建設工程中較為常用的信息技術之一，該技術具有信息傳輸速度快、數據傳輸精度高及應用簡單等優點，其可在短時間獲取工程項目區域內的詳細三維系統定位信息，且受天氣、自然氣候等方面的影響較小，整體可覆蓋面積極廣，可通過該項技術連接地面設備，對區域內水利建設工程每天提供各種準確的空間信息、時間信息和地理信息，為工程項目各項決策提供真實準確的信息參考。如在日常衛星定位監測過程中，一旦監測出區域內可能存在的持續性自然災害，相關人員便可通過現代互聯網及通信技術，與工程控制中心取得聯系并進行一系列技術性交流，確認監測數據的準確性，并制定相應的災害應對措施。

1.3 地理信息技術應用

工程信息化地理技術應用，主要基于現代大數據空間結構分析及其他網絡技術，來構建動態化大范圍立體地理信息圖。進而幫助工程管理人員充分了解工程周圍的真實地形地貌，在最大程度上避免因特殊地質問題引發工程停滯和安全事故發生。合理運用地理信息技術，不僅能夠幫助工程管理人員獲取準確的工程地理信息，還能對未來可能發生的地質變動、水位變動等信息進行精準預測，進而提升整體工程項目管理質量與管理效率。

2 實例分析

2.1 工程概況

以某水庫建設改造工程為例，該工程為當地重點水利工程項目，是一座集工業用水、農業用水及防洪防汛為一體的綜合性水庫，整體河谷寬度達到1400m，隨著使用年限的增加，其內部原有設施和建設構造已無法滿足現代供水和防汛要求。因此，工程人員基于管理部門所提供的工程評價報告進行了一系列分析分析，最終決定采用各種現代技術，構建了一套信息化工程管理平臺，進而提升整體工程建設質量，下文將主要針對工程項目信息化管理平臺各個功能模塊建設與應用方面，做出重點研究和闡述[2]。

2.2 平臺功能模塊建設

2.2.1 基礎平臺建設。本次案例工程信息化管理平臺主要采用以網頁為主的B/S結構建設，前端平臺部分主要以Vue框架為主，并利用BIM和WebGL等技術，構建集工程質量、安全、施工模擬及工程資料與工程進度管理為一體的可視化三維立體模型。而平臺后端部分則主要運用JAVA編程語言設計的主體工程管理應用程序，主要運用Spring MCV框架技術來構建平臺服務層，通過運用Mybatis技術建立平臺持久層，并以Oracle作為平臺數據庫。整體信息平臺由VR創新應用、智慧工地及其他技術功能模塊構成，主要管理內容涉及工程項目物資、質量、安全、進度、資料、人事、會議、工藝等多個方面。

2.2.2 工程資料及進度管理模塊。關于工程資料管理功能模塊應用方面，其主要負責對工程建設方面的全部檔案及電子資料進行管理和存儲，擁有包括多種不同格式資料檔案的收藏、查看和下載功能，進而便于工作人員對工程檔案的精細化管理，為后續工程驗收提供重要的數據依據。此外，該模塊可根據不同等級用戶權限提供不同的文件下載和瀏覽功能。而關于工程CAD二維設計圖紙方面，相關人員可在平臺中查看各種BIM設計模型與掛載操作。不僅如此，基于BIM技術構建的虛擬工程模型，還可對工程區段信息、建設材質、區段體積及高程等基本信息進行查看和修改，當然操作用戶必須具備相應的使用權限。同時可通過編輯功能對各個單元模塊進行系統化展示，進而便于技術人員對現場施工人員進行一系列可視化技術交底工作。

工程進度管理功能模塊則主要針對工程所下達的各種建設任務，對各個工程施工階段的建設、驗收等方面實施閉環式進度管理，從而使實際建設進度與工程建設任務緊密聯系到一起，將各個建設工序的建設任務落實到崗位個人，使各個部門的施工人員全部參與其中，進而構建完整的工程進度閉環管理制度。此階段，系統平臺會將各工序建設任務數據進行分析控制，構建各個工序建設數據信息傳輸接口，從而將各單元實際建設量與相應的BIM模型連接到一起，進而實現可視化三維立體工程進度的實時顯示。通過將工程實際建設施工進度與系統BIM虛擬模型的動態連接，可直觀化顯示出真實施工狀態，還可進一步增強對工程建設施工進度的掌控。除此之外，針對已測算完成的部分單元功能模塊，系統可運用內部設計程度來準確計算出工程項目理論性施工進度，在最大限度上提升相關人員對后續施工進度管理的科學性與合理性[3]。

2.2.3 安全質量與施工模擬功能模塊。本次案例工程安全質量管理功能模塊，主要由于危險源信息檢測功能、BIM虛擬安全質量管理模型及平臺Web端所搜集安全質量信息收集功能來實現，以工程日常安全質量智能化巡查為主要數據傳輸接口，通過平臺移動信息終端所收集的工程建設信息，結合GIS與BIM虛擬模型，實現模型與巡查數據的完美掛接，以此對工程安全質量信息的精細化、智能化、模塊化管理。此外，此功能模塊可實時監控全部工程質量與工程安全運行動態，對已發生安全質量問題進行統計處理，并對處理進度實時跟蹤調查，分析重要施工工序設施的安全風險情況完成相應的風險系數評價。本次案例工程項目，在通過該工程模塊功能測算后的安全問題風險評價結果如下：雨季施工安全風險系數為7.1%，模板安裝與拆卸安全風險系數為7.2%，防火作業安全風險系數為7.0%，安全網及腳手架裝置拆搭施工安全風險系數為14.1%，用電安全風險系數為14.4%。相關人員已根據各項風險系數計算結果，布設了一系列具有針對性的安全防護措施，進而提升了整體工程項目建設的安全性。

本次案例工程施工模擬功能主要包括以下幾方面：第一，工程進度模擬。其主要基于平臺BIM模型和工程任務表，基于實際工程各工序施工順序實施模擬操作，擁有區段建設施工作業時間篩選及各個工序施工建設所花時間的工程模擬。第二，施工建設工藝模擬。其主要包括閘墩、消力池底板、橋梁及模板安裝等方面的施工模擬，從而在最大限度上避免施工浪費和返工等不良問題發生。

2.2.4 智慧工地與VR應用模塊。本次案例工程項目智慧工地功能管理模塊，主要采用GIS技術、IoT技術及BIM等技術，來實現對全部工程建設信息的管理、顯示、交互和存儲，其具有底層信息監控、傳輸、采集和感知等功能。通過將2km2范圍內傾斜攝影信息與平臺BIM模型相互結合，并運用Cesium實施信息數據的輕量化數據信息處理，進而使水庫拆除重建后的模擬效果全部呈現。此外，結合安防監測、閘機、檢測傳感及攝像頭等裝置，將GIS融合BIM的虛擬工程模型與現代物聯網信息進行掛載，從而真正實現對工程施工區域的安全建設、環境、工程人員等信息的可視化管理，進而在保障工程建設質量與效率的基礎上，降低了大量人力資源管理成本[4]。

VR應用功能管理模塊，主要利用無人機設備對原始工程結構進行影像數據采集，結合工程項目設計重建后的傾斜攝影與BIM模型信息，構建工程項目360°無死角鳥瞰圖，使其最終呈現出一套可視化立體3D影像資料。并基于GIS與BIM模型渲染出各個工序工程項目建設狀態，管理人員可通過佩戴相應的VR設備來體驗最為真實的3D工程建設實況，進而為整體工程項目建設管理提供有力幫助。

2.3 應用效果分析

通過工程建設單位的不斷努力，在工程信息化管理平臺應用后，案例工程管理工作效率與管理水平有了很大進度，也由此證明了信息化平臺對工程項目管理的實際價值，具體表現在以下幾方面：第一，通過信息平臺對于各道工序的建設管理，將建設責任與建設任務充分落實到具體崗位和個人，并運用閉環式工程建設反饋機制，徹底解決了工程管理方式不對所造成工作面缺失、責任劃分不明確等問題。第二，通過將BIM模型融合工程原始設計圖紙，對深基坑結構、橋梁、閘墩、消力池及模板等開挖作業工序，進行4D可視化施工模擬，并通過佩戴VR設備來掌握部分隱蔽施工工序的真實情況，全面解決了閘門結合和部分異型結構過于復雜，所造成的圖紙理解差異及技術交底困難等弊端，同時在最大限度上增強了施工安全系數。第三，通過運用平臺智能巡檢功能，構建工程項目各種危險源編輯表，以移動端與網頁控制端相互結合的方式，對整體工程質量巡檢、安全巡檢等方面實施系統化閉環管理，全面解決了因工程地質環境特殊、工程項目復雜，所形成的安全檢查盲區和安全管理漏洞。除此之外，通過運用智慧工地功能模塊，對于整體施工實施關于環境檢測、人員出入及風險源識別等方面的可視化動態管理，在最大程度上降低了因監管不力所引發安全質量事故發生率。第四，通過運用三維進度及建設任務可視化立體功能模塊，對工程項目各種建設單元實施全方位閉環式管理，構建集派發、施工建設、工程驗收為一體的反饋機制，進而全面把控整體工程建設進度，解決因施工人員主觀原因及溝通不及時所造成的工程停滯，從而在保障工程項目建設質量的基礎上，提升工程建設效益。

3 結束語

綜上所述，合理利用現代BIM技術、GIS技術及JAVA等施工管理和軟件編程技術，基于水利工程施工材料、檔案、工程安全、工程質量與工程進度等方面，構建信息化建設管理平臺，構建集智能化管理、可視化管理和精細化管理為一體的工程管理模式，進而工程建設安全、提高工程建設質量。