BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用

张俊波+于俊洋

摘要：在进行水利水电工程建设的过程中，为了能够更进一步的去简化在施工过程中所使用到的可视化仿真技术。从建筑信息模型（BIM）入手，在此基础上，构建关于工程建筑物的整体三维数字化模型。并根据Naviswork软件数据组织形式的特点，充分的去挖掘和运用关于其自身所具有的可视性和思维模拟功能。

关键词：BIM技术；水利水电工程；可视化仿真应用

引言

水利水电工程本身的可视化仿真，其最大的特点就是能够通过动画的模式，来形象的将工程的复杂施工过程完美的演示出来。并且，对于仿真系统内所出现的各种数据和信息，通过以图形的形式来表达在施工工作人员的面前。不可否认的是可视化仿真技术为我国的水利水电施工组织人员的决策和实际建设上带来了非常大的便捷。目前，国内可用的可视化仿真技术很多，但是，它们在进行系统软件开发应用的过程中，不可避免的都会出现或存在一定的缺陷和不足。举例说明，例如建立在3DMax基础上的可视化仿真系统，其本身在组建复杂水工枢纽模型的时候就比较的困难。但是，对于BIM技术来说，其本身所通过数字信息仿真技术所模拟的建筑物具备着非常高的还原度，而且，其本身可以说极大的简化了对于可视化仿真系统的开发与应用困难。故而，本文以BIM技术为基础，浅析BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用。

一、水利水电工程中所需要的基本三维数字模型

（一）数字地形模型

对于数字地形模型的主要概念我们可以这样去理解，数字地形模式是整体水利水电工程进行三维数字模型过程中所需要的重要组成部分，其也是所有建筑物进行补助和进行施工的活动场所。一般来说，所采用的GIvil3D软件建立的模型，对于地形表面上一般所采用的是不规则三角网格来进行表示。以平面接近曲面，用立体的形式去表现出地形高低起伏的变化。

（二）混凝土坝的动态实体模型

在进行施工的过程中，往往混凝土坝的形态是会随着施工時间上的推移而发生巨大的变化。所以，对于混凝土坝的模型建设本身是一种动态的模型，在这其中需要将三维实体模型分成几部分的浇筑块，并且，在每一个浇筑块上都应该具备着相应的属性。如类似于施工的时间、施工的放量、浇筑机械等等。

（三）土石坝实体模型

一般来说，土石坝的坝体基本上是以不规则的曲面为基础。故而，在进行三维实体模型建设的过程中，应该根据着实际的建筑材料和工程内部各部分之间的形式及功能上的不同，来进行具体的分区。而且，为了能够更好的实现可视化仿真系统内对于土石坝施工的动态化演示，对其内的每一个分区都应该去根据着实际的填筑材料和施工进度方面的要求划分为若干个填筑层，以此，才能够最终得到可视化仿真系统中的土石坝模型建造。

二、水利水电工程中基于BIM技术的三维动态仿真实现

（一）基于BIM的三维动态演示

在进行施工的过程中，通过Navisworks的TimeLiner模式板块来进行实现。通过去利用仿真计算，来去获得工程在进行施工的过程中产生的动态信息，其内，包括对于建筑物三维模型的主要组成单元，以及内部各个图形单元的具体施工的时间和形体的参数方面等等。对于实现具体效果的的主要步骤，主要分为以下三个环节。

第一步，通过将已经分为了若干份图形单元的三维模型导入到Navisworks当中，其内的图形单元属性不变，且只具有唯一的标识符“实体句柄”。

第二步将已经进行的工程进度数据存档为Navisworks所支持的CSV数据格式，然后通过利用TimeLiner模块来去添加CSV的进度数据，并且通过TimeLiner的规则和模型本身进行对应，然后在去进行设定具体的任务类型及开始的外观形态，在此基础上，完成施工动画的生成。

第三步，运用Animator模块可以去制作施工过程当中的巡航动画，并且可以将其链接到TimeLiner的模拟动画，这样就可以通过不同的角度，不同的视角去进行观察工程自身的动态施工过程。TimeLiner所连接的进度数据可以自由进行设定是否处于激活状态，以此，就可以进行个单项工程的动态施工项目的演示。

（二）工程形体的信息查询

运用Navisworks内的功能，可以去进行查看工程或者是任意坝段模型的主要形体部分，并在此基础上可以勘察模型内部的二维信息，运用审阅工具的话，可以向模型内部的视点之中添加注释，以此，来记录对于工程的分析意见。

结语

曾有专家学者为此专门做过实验，处于BIM技术下的可视化仿真信息，其操作简便，并且对于仿真信息可视化的查询达到了预期的目标。而基于NEt开发模式，也可以将系统具体的开发周期进一步的减少，为未来大型工程的可视化仿真带来了一种新的研究途径，有关于BIM技术在水利水电工程可视化仿真中的应用效果，其是值得肯定和认可的。

参考文献：

[1]分析全过程动态仿真技术及其在水利水电工程施工中的应用[J].姜振.江西建材.2015（23）

[2]基于BIM技术的施工可视化仿真应用研究[D].张坤南.青岛理工大学 2015

[3]基于虚拟现实的水电工程施工动态可视化仿真研究[J].尹习双，周宜红，胡志根，刘全，丁世来，李仕奇.系统仿真学报.2005（07）

[4]水利水电工程施工系统三维建模与仿真[J].钟登华，周锐，刘东海.计算机仿真.2003（02）endprint