本報通訊員 徐麗 何強 曹思宇
記者 王琳
工作人員使用AR模型核對現(xiàn)場設(shè)備 本報通訊員 徐麗 供圖
碧波蕩漾的資水之上，湖南犬木塘水庫工程凝結(jié)著衡邵地區(qū)人民對于“解渴”的向往。
近日，國務(wù)院確定的172項節(jié)水供水重大水利工程之一的犬木塘水庫樞紐工程土建進入掃尾階段，4臺機組已全部并網(wǎng)發(fā)電，灌區(qū)工程已全面開工，庫區(qū)工程正常施工。水庫總庫容約1.4億立方米，灌區(qū)設(shè)計灌溉面積113.16萬畝，計劃于2026年6月全面完工。工程完工后，年均可增產(chǎn)糧食1.4億公斤，有效解決70.2萬人的用水需求。
犬木塘水庫工程覆蓋范圍廣，建設(shè)內(nèi)容龐大，參建單位多，施工任務(wù)重，建設(shè)信息多而雜，工程建設(shè)管理和運行維護面臨巨大挑戰(zhàn)，而依托新一代信息化技術(shù)構(gòu)建的全要素數(shù)字化犬木塘水庫工程是解決該難題的有效手段。
圍繞灌溉、安全、智能三大主題，構(gòu)建犬木塘水庫工程全要素數(shù)字化映射，全面實現(xiàn)具有“四預”(預報、預警、預演、預案)功能的水資源精準配置和調(diào)度、水旱災(zāi)害防御、工程安全運行管理體系，助力打造行業(yè)內(nèi)引領(lǐng)智慧水利數(shù)字李生工程、行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的雙標桿工程。
數(shù)字檔案館可實現(xiàn)一鍵檢索
過去，資料零散不成體系，查找資料需要通過檢索關(guān)鍵字分類查詢。如今，大木塘數(shù)字檔案館可以實現(xiàn)通過檢索工程區(qū)域、建筑物、部位等，快速找到該工程對象綁定的全部檔案資料。這歸功于工程BIM(建筑信息模型)擁有天然的數(shù)據(jù)匯聚優(yōu)勢，能夠承載各類工程建設(shè)信息，實現(xiàn)工程建設(shè)資料歸集管理。
數(shù)字檔案館是在工程竣工BIM模型及三維GIS(地理信息系統(tǒng))的基礎(chǔ)上，按照水利工程建設(shè)項目檔案管理要求建立的完整工程數(shù)字檔案，具備工程模型和工程資料交付管理、歸檔管理、信息檢索等功能，是與實體工程相一致的犬木塘數(shù)字工程。
打開數(shù)字檔案館頁面，可以看到有使用單位管理、用戶管理、權(quán)限控制、檔案接收、管理和利用等不同功能，能滿足各參建單位、不同級別用戶的交付使用。
湖南省水利發(fā)展投資有限公司犬木塘水庫建設(shè)分公司(以下簡稱犬木塘分公司)技術(shù)質(zhì)量部工程師謝冰清介紹道:“犬木塘數(shù)字檔案館不僅保存著犬木塘水庫工程的全部檔案，還保存了工程設(shè)計階段、建設(shè)階段的過程資料。用戶既可以通過卷宗分類、文件名或內(nèi)容的關(guān)鍵詞搜索到對應(yīng)檔案，也能通過搜索建筑物名稱找到與其相關(guān)的全部檔案，極大提升了檔案的再利用性，不僅能為數(shù)字孿生犬木塘水庫工程的建設(shè)創(chuàng)造條件，也為后續(xù)的工程運行和維護管理提供便利?！?/p>
基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫體系，犬木塘數(shù)字檔案館還能支持各類結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、模型、資料和文件的整理、存儲和調(diào)用，同時提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)，以滿足不斷擴展的應(yīng)用需求。
增強現(xiàn)實技術(shù)將BIM模型帶到現(xiàn)場
以往傳統(tǒng)的施工主要依賴圖紙和人員經(jīng)驗來確定構(gòu)件的位置和安裝方式，很容易因為圖紙的解讀和施工環(huán)境的復雜程度而出現(xiàn)誤差。如今，BIM與AR(增強現(xiàn)實技術(shù))的集成應(yīng)用將工程模型和信息整合后投射到實際工程區(qū)域，工程設(shè)計與實際情況對比清晰明了，既有助于施工技術(shù)交底和技術(shù)培訓，提高施工質(zhì)量，也能減少信息傳達誤差，提升工程技術(shù)問題的處理效率。
AR是在VR(虛擬現(xiàn)實技術(shù))基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種計算機應(yīng)用和人機交互技術(shù)，它通過實時算法將攝像機影像的位置及角度與圖像、視頻、3D模型相應(yīng)部位和視角進行高精度融合，最終實現(xiàn)在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。
犬木塘分公司技術(shù)質(zhì)量部部長打開 AR管理平臺，將平板電腦中的BIM模型與剛完成安裝的油水管路對齊，他說:“在施工過程中，我們對樞紐工程的整體及房內(nèi)部重點設(shè)備區(qū)域進行了BIM建模。通過AR技術(shù)將BIM模型與實物進行對照可以很快發(fā)現(xiàn)與設(shè)計不符的部位，并及時通知相關(guān)人員整改。
通過同時運用BIM+AR技術(shù)，大木塘分公司將BIM模型帶到工程現(xiàn)場，輔助設(shè)計及施工方案現(xiàn)場落地，為竣工模型提供高精度的校驗手段，也為智慧化運維提供技術(shù)助力。
虛幻引擎技術(shù)助力模擬洪水演進
傳統(tǒng)的三維展示手段在真實感、交互性和光影效果等方面都差強人意，尤其是無法通過數(shù)據(jù)準確地模擬出水體運動，因而無法模擬洪水演進和消退情況。當下虛幻引擎技術(shù)通過多層網(wǎng)格覆蓋，真實還原水體，實現(xiàn)與水力學計算相一致的河道水流復雜仿真運動，模擬真實的洪水演進過程，助力數(shù)字李生水利工程的最終落地。
虛幻引擎是一款功能強大的三維場景開發(fā)引擎。只要將BIM模型、GIS數(shù)據(jù)和實景模型導入管理平臺，就可融合搭建成接近真實的三維場景，通過預先設(shè)置的數(shù)據(jù)生成洪峰演進、開閘泄洪、水位漲落等過程，還能通過實時數(shù)據(jù)真實反映洪水淹沒范圍。它擁有高度逼真的渲染系統(tǒng)，能打造出令人驚嘆的視覺效果，從細膩的構(gòu)件建模到宏大的場景建模都不在話下，
犬木塘分公司智慧水利項目部負責人呂航說:“根據(jù)犬木塘水庫工程的需求結(jié)合虛幻引擎技術(shù)跨平臺兼容、開發(fā)效率高等特點，我們正在開發(fā)各類可視化應(yīng)用，持續(xù)推動工程精細化、科學化管理，為運維階段的智慧水利應(yīng)用實施打牢根基?！?/p>
責編：陳南松
來源：中國水利報
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