核心看点

设计平台

根据水利水电工程设计特点和湖北水院的实际情 况，该项目以欧特克BIM系列软件（Revit、Civil 3D、Inventor、Navisworks、Infraworks、3DS Max等）为主，辅以相关专业软件（ANSYS、Cesium、Three.js、Lumion）以及自主开发软件，在协同数据管理平台上，基于同一BIM模型，通过协同设计、碰撞检测、数值仿真、施工模拟、二次开发，实现了多专业的三维协同设计流程。

BIM设计流程

该项目基于统一的平台架构协同设计系统，简化了协同流程，减少数据转换，防止信息丢失，使BIM设计更科学合理，有效避免差错和重复劳动，提高了工作效率。

技术路线

经过长期的BIM工作积累，湖北水院拥有强大的BIM设计团队、丰富的BIM设计经验和大量参数化资源库，具备BIM正向设计的实力。为推广BIM正向设计，湖北水院制定了《BIM技术推广应用管理办法》《考核评价实施细则》和《年度BIM应用目标》。通过一系列制度的约束，保障了BIM技术的推广应用。

该项目自可研阶段就开始BIM设计，以BIM的手段完成项目各阶段全过程的设计工作。水工结构复杂多样，设计工作涉及专业多，各专业使用的BIM软件不尽相同，具体工作内容和成果文件需求也不尽相同。

标准体系

在项目开展前期，依据中水勘协发布的“团体标准”和湖北水院发布的《企业BIM实施指南》，编写了项目BIM执行计划，确定项目BIM应用点及交付计划，确保项目能够满足设计交付要求。此外，还编写了项目级BIM标准及Revit、Inventor、Civil 3D等软件建模标准，对软件平台、坐标、模型精度、族文件、项目文件命名规则、颜色等方面进行规定，确保所有的BIM数据统一规范，给项目的实施提供了技术保障。

根据项目BIM执行计划和BIM标准，建立规范化BIM管理流程，指定各专业BIM设计负责人，设置各专业参与人员的权限，实现工程数据的安全管理，并规定交付时间及审核机制，保证各项工作按时保质保量完成。

可视化编程创建交互式参数化模型

参数化和标准化的资源库建设，一直是BIM设计的一个重点，但在生产推广中，常常有工程师表示参数化模型中参数表过于复杂，一些中间参数夹杂其中，需要花费较多的时间来理解每个参数的意义和参数化逻辑，设计效率提升难以达到预期。

基于iLogic可视化编程创建交互式参数化模型，通过二次开发并封装。与常规参数化模型相比，可定制用户界面，对参数进行分类，将重要参数突出显示，使模型参数一目了然；实现参数的逻辑化，增加关键数据的反馈信息；将工程量的统计结果和结构计算信息反映到交互界面中，便于设计中方案比选。

该工程溢洪道结构设计中，根据规范及设计需求，设置堰底、堰顶高程、水位等基础参数，实现模型驱动，并实时反馈堰面曲线、结构尺寸等数据。

通过创建交互式参数化模型，进一步充实标准化模型库，增强使资源库的实用性，提升设计效率与质量。

参数化传统界面与交互式界面

水工建筑物模型拆分及编码

水工建筑物中，大体量土方工程及大体积混凝土施工较多，此类BIM模型在水利行业全生命周期建设各阶段有不同的划分依据。设计阶段以功能、结构为基础，施工阶段以分部、分项及工艺为依据，运维阶段着重信息的表达。如何将一套BIM模型贯穿水利工程建设全过程，一直是水利工程BIM应用的重难点。

在黄荆口水库工程中，针对重力坝模型，为满足设计及施工阶段BIM应用，采用基于建模软件二次开发的模型拆分及编码系统对其进行拆分。在Inventor软件中，通过生成的拆分工作平面及其生成顺序，利用拆分程序，将重力坝模型依次进行拆分、命名。模型拆分工作完成后自动依次导出rfa格式文件，自动生成编码及属性表格。最终，在Revit软件中导入rfa文件，实现自动定位及装配，并根据导入表格对族文件自动编码并添加属性。

黄荆口重力坝模型拆分及编码流程

模型拆分及编码系统可实现Inventor软件中大体量模型的自动拆分、命名及格式转换，实现编码及属性自动生成，实现Revit软件中族文件自动定位、装配及信息添加。此系统为模型拆分提供了一套自动化方案，大幅提高了模型拆分效率，保持了建筑物模型从设计到施工的一致性，初步打通了设计BIM模型与施工BIM模型之间的壁垒。

同时，通过模型自动拆分及编码系统，可以对重力坝大体积混凝土进行施工块体快速拆分，使重力坝模型变得更加精细，符合混凝土浇筑逻辑。基于此，可提高在Navisworks中进行施工进度模拟的准确性，能够最大程度地指导施工，同时也能够极大简化在ANSYS中进行施工期温度场和温度应力全过程仿真分析的流程，显著提高计算效率，为结构优化和安全提供支撑。

拆分成果在Navisworks中的应用

拆分成果在ANSYS中的应用

另外，对溢流坝段泄洪过程进行流体力学仿真计算，快速得到挑距、冲坑深度等挑流消能指标，验证了设计方案的合理性。

泄洪过程数值模拟

WEB端BIM+GIS数字化管理

以开源GIS、ThinkPHP、LayUI等开源框架为基础，基于HTML5和Cesium API自主开发了WEB端数字化管理平台。平台采用B/S体系典型的三层架构实现WEB应用，以开源ThinkPHP+LayUI框架为基础，实现BIM+GIS系统和传统数据管理系统的集成和融合，大幅提高开发效率，为后续的软件改进扩展提供便利。前端结合Cesium API二次开发，采用LayUI框架，实现页面布局、UI设计和前后端交互；后端以开源ThinkPHP框架为基础，以严密的MVC分层结构，实现代码的层次化、可重用性和高扩展性；数据库层采用开源GIS平台和PostGIS地理信息数据库相结合，兼有GIS平台和关系型数据库两者的优点。

开发技术路线

系统采用轻量化的BIM模型，通过互联网进行数据分层管理，实现了工程布置和方案比选以及三维模型导航、浏览、测量、查询、分析和多媒体展示等功能。

通过BIM与GIS深度融合、优势互补，水利工程中建筑物参数、属性、数量、类别等微观信息通过BIM模型进行精确表达，而各类地形、地质、交通、水系等宏观信息采用GIS系统管理。二者融合互通，有助于实现水利工程建设全过程、全尺度的信息管理，提高水利工程建设信息化管理的准确性和全局性，为今后拓展施工、运维管理系统功能奠定了基础。

工程数字化管理平台——BIM+GIS场景模块

工程数字化管理平台——项目管理模块

黄荆口水库工程积极开展BIM正向设计，努力拓展工程建设全生命周期BIM应用。从规划设计到仿真优化，从碰撞检查到施工模拟，从可视化应用到BIM+GIS数字管理平台，BIM技术显著提高了设计准确性与效率，也将持续服务工程建设全过程，为黄荆口水库工程数字化、智慧化建设添砖加瓦。水利工程智慧化是智慧水利的重要组成部分，是现代化基础设施体系的实现基础。大力发展BIM技术，数字赋能智慧水利工程建设，水利行业必将能够实现高质量发展。（本文作者为湖北省水利水电规划勘测设计院汪洋、吴鼎、张媛、陈慧敏、郑慧娟、胡琳莹）