探究信息化技术在水利工程建设管理中的应用

李建泉

平原县供水管理中心 山东 德州 253100

引言

由于水利工程普遍工程量较大、施工周期较长，且极易受到区域地质、自然生态等方面的环境影响而增加整体工程建设难度，为全面保障工程建设管理效率，工程人员必须合理运用各种现代信息技术，对水利工程各个建设方面实施系统化数据采集分析，进而实现信息化工程管理目标。

1 水利工程建设中信息化技术的应用

1.1 网络技术应用

水利工程信息化管理离不开现代互联网技术的支持，工程人员在实际建设管理过程中，通常会根据工程项目实际需求，来构建一套可运用各个工程施工建设工序的智能化管理系统，对全部工程档案、工程施工及安全质量管理方面的数据信息，进行全面分析采集和处理，进而提升工程建设管理效率。在实际应用过程中，网络技术应用主要包括以下几方面：第一，网络结构。该技术全面集成各种遥测系统、远程控制、安全监控等功能，且网络数据传输速度极快，可满足大部分建设工程信息化管理需求。第二，信息数据管理。从网络技术应用方面来看，信息数据管理主要包括信息传播、信息分析与信息采集等方面，尤其是在信息采集阶段，相关工作人员可充分利用现代遥感技术连接移动终端设备，对区域水文地质等基本信息进行收集和整理，并结合数据信息处理技术，编制各种工程进度与安全管理信息。就目前来看，现代网络技术已处于成熟阶段，而应用网络技术来管理工程各项数据，也是建设工程信息化管理的重要手段。第三，数据库技术。数据库作为整体管理系统数据信息存储的主要应用软件，其主要包括SQL server、Oralce、Myserver等几种主流数据库，其本身作为信息系统建设管理中不可或缺的数据存储软件，同时也是目前企业数据信息管理中最为安全且最为稳定的数据存储空间[1]。

1.2 卫星定位技术应用

卫星定位技术是现代建设工程中较为常用的信息技术之一，该技术具有信息传输速度快、数据传输精度高及应用简单等优点，其可在短时间获取工程项目区域内的详细三维系统定位信息，且受天气、自然气候等方面的影响较小，整体可覆盖面积极广，可通过该项技术连接地面设备，对区域内水利建设工程每天提供各种准确的空间信息、时间信息和地理信息，为工程项目各项决策提供真实准确的信息参考。如在日常卫星定位监测过程中，一旦监测出区域内可能存在的持续性自然灾害，相关人员便可通过现代互联网及通信技术，与工程控制中心取得联系并进行一系列技术性交流，确认监测数据的准确性，并制定相应的灾害应对措施。

1.3 地理信息技术应用

工程信息化地理技术应用，主要基于现代大数据空间结构分析及其他网络技术，来构建动态化大范围立体地理信息图。进而帮助工程管理人员充分了解工程周围的真实地形地貌，在最大程度上避免因特殊地质问题引发工程停滞和安全事故发生。合理运用地理信息技术，不仅能够帮助工程管理人员获取准确的工程地理信息，还能对未来可能发生的地质变动、水位变动等信息进行精准预测，进而提升整体工程项目管理质量与管理效率。

2 实例分析

2.1 工程概况

以某水库建设改造工程为例，该工程为当地重点水利工程项目，是一座集工业用水、农业用水及防洪防汛为一体的综合性水库，整体河谷宽度达到1400m，随着使用年限的增加，其内部原有设施和建设构造已无法满足现代供水和防汛要求。因此，工程人员基于管理部门所提供的工程评价报告进行了一系列分析分析，最终决定采用各种现代技术，构建了一套信息化工程管理平台，进而提升整体工程建设质量，下文将主要针对工程项目信息化管理平台各个功能模块建设与应用方面，做出重点研究和阐述[2]。

2.2 平台功能模块建设

2.2.1 基础平台建设。本次案例工程信息化管理平台主要采用以网页为主的B/S结构建设，前端平台部分主要以Vue框架为主，并利用BIM和WebGL等技术，构建集工程质量、安全、施工模拟及工程资料与工程进度管理为一体的可视化三维立体模型。而平台后端部分则主要运用JAVA编程语言设计的主体工程管理应用程序，主要运用Spring MCV框架技术来构建平台服务层，通过运用Mybatis技术建立平台持久层，并以Oracle作为平台数据库。整体信息平台由VR创新应用、智慧工地及其他技术功能模块构成，主要管理内容涉及工程项目物资、质量、安全、进度、资料、人事、会议、工艺等多个方面。

2.2.2 工程资料及进度管理模块。关于工程资料管理功能模块应用方面，其主要负责对工程建设方面的全部档案及电子资料进行管理和存储，拥有包括多种不同格式资料档案的收藏、查看和下载功能，进而便于工作人员对工程档案的精细化管理，为后续工程验收提供重要的数据依据。此外，该模块可根据不同等级用户权限提供不同的文件下载和浏览功能。而关于工程CAD二维设计图纸方面，相关人员可在平台中查看各种BIM设计模型与挂载操作。不仅如此，基于BIM技术构建的虚拟工程模型，还可对工程区段信息、建设材质、区段体积及高程等基本信息进行查看和修改，当然操作用户必须具备相应的使用权限。同时可通过编辑功能对各个单元模块进行系统化展示，进而便于技术人员对现场施工人员进行一系列可视化技术交底工作。

工程进度管理功能模块则主要针对工程所下达的各种建设任务，对各个工程施工阶段的建设、验收等方面实施闭环式进度管理，从而使实际建设进度与工程建设任务紧密联系到一起，将各个建设工序的建设任务落实到岗位个人，使各个部门的施工人员全部参与其中，进而构建完整的工程进度闭环管理制度。此阶段，系统平台会将各工序建设任务数据进行分析控制，构建各个工序建设数据信息传输接口，从而将各单元实际建设量与相应的BIM模型连接到一起，进而实现可视化三维立体工程进度的实时显示。通过将工程实际建设施工进度与系统BIM虚拟模型的动态连接，可直观化显示出真实施工状态，还可进一步增强对工程建设施工进度的掌控。除此之外，针对已测算完成的部分单元功能模块，系统可运用内部设计程度来准确计算出工程项目理论性施工进度，在最大限度上提升相关人员对后续施工进度管理的科学性与合理性[3]。

2.2.3 安全质量与施工模拟功能模块。本次案例工程安全质量管理功能模块，主要由于危险源信息检测功能、BIM虚拟安全质量管理模型及平台Web端所搜集安全质量信息收集功能来实现，以工程日常安全质量智能化巡查为主要数据传输接口，通过平台移动信息终端所收集的工程建设信息，结合GIS与BIM虚拟模型，实现模型与巡查数据的完美挂接，以此对工程安全质量信息的精细化、智能化、模块化管理。此外，此功能模块可实时监控全部工程质量与工程安全运行动态，对已发生安全质量问题进行统计处理，并对处理进度实时跟踪调查，分析重要施工工序设施的安全风险情况完成相应的风险系数评价。本次案例工程项目，在通过该工程模块功能测算后的安全问题风险评价结果如下：雨季施工安全风险系数为7.1%，模板安装与拆卸安全风险系数为7.2%，防火作业安全风险系数为7.0%，安全网及脚手架装置拆搭施工安全风险系数为14.1%，用电安全风险系数为14.4%。相关人员已根据各项风险系数计算结果，布设了一系列具有针对性的安全防护措施，进而提升了整体工程项目建设的安全性。

本次案例工程施工模拟功能主要包括以下几方面：第一，工程进度模拟。其主要基于平台BIM模型和工程任务表，基于实际工程各工序施工顺序实施模拟操作，拥有区段建设施工作业时间筛选及各个工序施工建设所花时间的工程模拟。第二，施工建设工艺模拟。其主要包括闸墩、消力池底板、桥梁及模板安装等方面的施工模拟，从而在最大限度上避免施工浪费和返工等不良问题发生。

2.2.4 智慧工地与VR应用模块。本次案例工程项目智慧工地功能管理模块，主要采用GIS技术、IoT技术及BIM等技术，来实现对全部工程建设信息的管理、显示、交互和存储，其具有底层信息监控、传输、采集和感知等功能。通过将2km2范围内倾斜摄影信息与平台BIM模型相互结合，并运用Cesium实施信息数据的轻量化数据信息处理，进而使水库拆除重建后的模拟效果全部呈现。此外，结合安防监测、闸机、检测传感及摄像头等装置，将GIS融合BIM的虚拟工程模型与现代物联网信息进行挂载，从而真正实现对工程施工区域的安全建设、环境、工程人员等信息的可视化管理，进而在保障工程建设质量与效率的基础上，降低了大量人力资源管理成本[4]。

VR应用功能管理模块，主要利用无人机设备对原始工程结构进行影像数据采集，结合工程项目设计重建后的倾斜摄影与BIM模型信息，构建工程项目360°无死角鸟瞰图，使其最终呈现出一套可视化立体3D影像资料。并基于GIS与BIM模型渲染出各个工序工程项目建设状态，管理人员可通过佩戴相应的VR设备来体验最为真实的3D工程建设实况，进而为整体工程项目建设管理提供有力帮助。

2.3 应用效果分析

通过工程建设单位的不断努力，在工程信息化管理平台应用后，案例工程管理工作效率与管理水平有了很大进度，也由此证明了信息化平台对工程项目管理的实际价值，具体表现在以下几方面：第一，通过信息平台对于各道工序的建设管理，将建设责任与建设任务充分落实到具体岗位和个人，并运用闭环式工程建设反馈机制，彻底解决了工程管理方式不对所造成工作面缺失、责任划分不明确等问题。第二，通过将BIM模型融合工程原始设计图纸，对深基坑结构、桥梁、闸墩、消力池及模板等开挖作业工序，进行4D可视化施工模拟，并通过佩戴VR设备来掌握部分隐蔽施工工序的真实情况，全面解决了闸门结合和部分异型结构过于复杂，所造成的图纸理解差异及技术交底困难等弊端，同时在最大限度上增强了施工安全系数。第三，通过运用平台智能巡检功能，构建工程项目各种危险源编辑表，以移动端与网页控制端相互结合的方式，对整体工程质量巡检、安全巡检等方面实施系统化闭环管理，全面解决了因工程地质环境特殊、工程项目复杂，所形成的安全检查盲区和安全管理漏洞。除此之外，通过运用智慧工地功能模块，对于整体施工实施关于环境检测、人员出入及风险源识别等方面的可视化动态管理，在最大程度上降低了因监管不力所引发安全质量事故发生率。第四，通过运用三维进度及建设任务可视化立体功能模块，对工程项目各种建设单元实施全方位闭环式管理，构建集派发、施工建设、工程验收为一体的反馈机制，进而全面把控整体工程建设进度，解决因施工人员主观原因及沟通不及时所造成的工程停滞，从而在保障工程项目建设质量的基础上，提升工程建设效益。

3 结束语

综上所述，合理利用现代BIM技术、GIS技术及JAVA等施工管理和软件编程技术，基于水利工程施工材料、档案、工程安全、工程质量与工程进度等方面，构建信息化建设管理平台，构建集智能化管理、可视化管理和精细化管理为一体的工程管理模式，进而工程建设安全、提高工程建设质量。