基于BIM的水利水电工程信息系统设计

蔡应心 杨鸿悦

（1、黑龙江东方学院，黑龙江 哈尔滨 150066 2、深圳市斯维尔科技股份有限公司，广东 深圳 518000）

结合BIM技术对水利水电工程信息系统进行设计研究，基于传统水利水电工程信息管理过程中常见的问题进行优化，利用GIS平台对系统硬件设备及运行参数进行改善，从而更好地提高系统运行效率[1]。进一步结合BIM技术对系统软件运行过程中的数据处理流程进行简化处理，优化水利水电工程信息系统应用功能，提高水利水电工程信息管理质量，有效控制水利水电工程成本消耗，保证水利水电工程的安全性[2]。

1 水利水电工程信息系统设计

1.1 水利水电工程信息系统硬件配置

对水利水电工程信息系统硬件结构进行优化，可有效保障水利水电工程信息系统运行效率。在对系统硬件结构进行优化设计的过程中，可结合数据处理器对水利工程信息进行有效地采集管理，优化系统管理终端，从而实时检测工程安全性信息[3]。利用C++平台对系统应用程序开发框架结构进行优化，利用API接口进行系统框架结构的优化处理，系统选用STM32F102VCT6芯片，RS232通信串口[4]。

由于水利水电工程信息复杂多样，在进行信息处理的过程中，需要进一步对系统硬件设备中数据处理器整体结构平台进行优化，具体如图1所示。

图1 数据处理器平台结构优化设计

基于数据处理器平台结构进行水利水电工程信息的采集和交互处理，将水利水电工程信息显示于LED显示器中，并利用处理器，对水利水电工程信息进行交互处理，促进系统终端信息处理效果[5]。并针对水工建筑施工阶段信息集成管理的需求，对系统信息处理器功能管理结构框架进行优化。为保障系统运行的有效性，进一步对系统硬件设备功能信息进行规范处理，实现对系统硬件配置的合理优化，从而更好地保障水利水电工程信息系统运行效果。

1.2 水利水电工程信息系统软件功能优化

为保障系统硬件设备运行效率，需要进一步对水利水电工程信息系统软件功能和运行流程进行优化，以此提高水利水电工程信息系统运行的有效性。在对水利水电工程信息系统进行设计的过程中，需要对海量复杂数据进行数据挖掘和分类存储。为保障信息处理效果，首先构建BIM数据库对海量复杂的水利水电工程信息进行统一管理，为保障管理效果，首先对数据处理平台进行优化设计，具体如图2所示。

图2 水利水电工程BIM数据处理平台架构

如图，在进行水利水电工程信息系统信息处理的过程中，需要以用户需求为主体进行数据的选择和管理，分析水利水电工程信息的相关性特征，并根据特征进行信息调整和建模，从而有效缩短水利水电工程信息处理的时间，提高水利水电工程信息系统数据处理的准确性和安全性[6]。为保障对海量水利水电工程信息的有效处理，需要对海量信息进行预处理，若初始信息记为Rt，利用BIM技术在不同层级进行多任务程序分析，其中信息任务数量为M，信息对接速度为ti，则水利水电工程信息特征序列为：

进一步对数据层中的数据处理可靠性进行计算，若p为水利水电工程信息系统采集到的特征数据点，i为数据关联性特征位置，则原始数据的安全性算法为：

基于上述算法对水利工程特征信息进行有效采集和分类处理，以便对海量信息进行协调管理。由于水利水电工程信息复杂，为简化水利水电工程信息处理步骤，避免信息处理过程复杂造成的信息处理误差问题，进一步对水利水电工程信息系统管理流程进行优化。可以更好的提高水利水电工程信息处理准确性，提高信息处理效率，保证信息处理质量。

1.3 水利水电工程信息处理的实现

当前在水利水电工程信息处理过程中，对BIM技术的使用探索仍处于初级阶段，存在较多问题有待优化，基于此，需要进一步对水利水电工程信息系统进行优化处理，通过利用BIM技术进行水利水电工程信息的有效分解。为保障信息处理有效性，需要结合水利水电工程信息处理系统信息特征采集结果进行类别判断，基于此对水利水电工程信息类别进行划分。利用BIM技术对海量水利水电信息模型进行构建，对复杂水利水电工程信息进行整合管理，实现对海量复杂信息特征类别进行有效连接和装配处理。为保障信息处理效率，避免信息处理拥堵问题，结合BIM技术对信息传输配置路径进行优化，构建信息特征分类网格。对海量水利水电工程信息进行有效传输和存储处理，在数据处理过程中，通过对信息进行加密和格式转化，提高信息处理安全性，实现对海量数据的有效交互和传输，提高水利水电工程信息管理的安全性。为避免水利水电工程信息处理过程中遭遇入侵或信息存储不当导致数据遗失等问题，需要进一步对系统安全协议进行设计，在系统运行过程中，若安全加密信息标记为F，原始信息为H，则对系统信息加密传输原理进行优化和展示。可以更好地提高水利水电工程信息处理安全性，为海量数据选取最优传输路径，保证信息传输质量。结合BIM技术对信息进行压缩传输和解密处理，利用信息特征节点进行系统信息加密传输和解密步骤的优化，从而有效构建系统信息安全管理流程。实现对海量水利水电信息的有效采集和加密传输处理，并在接收到信息后进行安全解密和格式转换，以此提高水利水电工程信息的处理精度和安全度，实现对水利水电工程信息系统的有效设计。

2 实验结果分析

为验证基于BIM的水利水电工程信息系统的有效性，进行了实验检测，对比传统方法进行系统功能测试，为保障实验检测结果的有效性，首先对实验环境和实验设备参数进行统一设计，具体实验设备参数设置如下：数据量4GB，数据格式包括Txt、mp4、JPG、AFI、ACC、mov，Google Play平台为OriginPro 2018，ARM Cortex-M3处理器，ARMv7-M收发器。采集某水利水电工程2020年12月1日-3日的工程信息，进行信息格式的统一调整，利用传统水利水电工程信息系统及本文系统进行信息处理，对比两种方法下信息处理效率和精确度进行记录，为保障实验检测结果的有效性，分别进行三次实验，获取系统运行误差数值和耗时情况，以便进行对比分析具体检测结果如图3所示。基于上图检测结果进行对比分析不难发现，相对于传统系统而言，本文提出的基于BIM的水利水电工程信息系统在实际应用过程中，可以对海量工程信息进行有效处理，处理过程中，系统对信息的处理精度明显更高，相对于传统系统而言，其误差降低了45%以上，且信息处理时间节省了20分钟以上。由此证实，基于BIM的水利水电工程信息系统具有较高的使用价值，充分满足研究要求。

图3 对比实验检测结果

结束语

为了提高水利水电工程施工效率，保证水利水电工程运行质量，提出了基于BIM的水利水电工程信息系统设计方法，通过对系统硬件结构进行优化，改善系统软件功能和运行步骤，提高系统运行效率和精度。最后通过实验证实基于BIM的水利水电工程信息系统在实际应用过程中具有更高的使用效率和信息管理精确度，充分满足研究要求。