珠三角水资源配置工程数字化管理初探_杜灿阳

依照国家和水利部对水利工程建设“补短板、强监管”的总体要求，水利工程信息化建设迫在眉 睫［1］。按照工程“打造新时代生态智慧水利工程” 的建设总目标，珠江三角洲水资源配置工程( 下称珠三角工程) 已切实开展智慧工程建设，依托 BIM

+ GIS 技术与信息化平台，探索研究水利工程全专业、全过程、全参与方的数字化集成应用管理［2］， 以期促进珠三角工程集约化与精细化管理，树立行 业数字化管理示范案例。

1 概述

珠三角工程是国务院要求加快建设的全国 172 项节水供水重大水利工程之一，是为优化配置珠江三角洲地区东、西部水资源，从珠江三角洲网河区西部的西江水系向东引水至珠江三角洲东部。工程输水线路总长度 113. 1km，其中: 主干线总长度

90. 3km，沿线设两级泵站，设计总扬程 108. 0 m;

深圳分干线长 11. 9 km，设一级泵站，设计扬程

35. 5m，最大扬程 43. 0 m; 东莞分干线长 3. 5km;南沙支线长 7. 4km。多年平均引水量 17. 87 亿 m3 ， 供水量 17. 08 亿 m3 。工程等别为Ⅰ等，工程规模为大( 1) 型，输水线路施工建设主要以盾构掘进方式，全线工程分为多个标段进行分段施工。

的智慧工地系统，用传统建设管理理念和技术手 段，难以从全局高度及时、全面了解掌握建设进展 信息，也无法通过对工程建设信息数据汇总分析， 对单点项目做到问题的精准研判和管理的有效应 对［3］。将智能化的管理理念和技术手段同步引进于工程建设全过程中，可以达到规避或减少管理漏洞 的目的，降低管理成本、完善知识沉淀，为工程全 过程管理可控、流程规范和投资高效提供有效 保障。

珠三角工程数字化管理的目标是通过数字化技 术，以数据驱动为手段，打通工作流、信息流、资源流和资金流，构建项目数字化管理平台( BIM + GIS 系统平台) ，实现资源优化配置与协同协作，促进价值链整合［4］。

2 组织架构

2. 1 数字化管理模式

在全过程工程咨询服务模式的发展趋势下，珠三角工程数字化工作采用第三方 BIM + GIS 咨询方负责，BIM + GIS 咨询方在数字化应用过程中统筹规划数字化实施，搭建统一的 BIM + GIS 系统平台，编制统一的数字化技术标准，审核汇总各参与方提交的 BIM + GIS 成果，全过程跟踪指导各单位

珠三角工程建设体量大，时间跨度大，参与方

众多，多达近 30 家，搭建了众多信息化业务系统， 包括项目管理系统、智慧监管平台、安全监测系 统、质量检测系统等，且各施工单位均需搭建自己

收稿日期: 2021-07-23

作者简介: 杜灿阳( 1973 年—) ，男，高级工程师。

E-mail: ducy@ gdhwater. com

的数字化应用，开展培训，组织创新创优等。这种模式最符合 BIM 全生命期理念，由 BIM + GIS 咨询方代建设方主导可以在建设项目的全生命期内运用BIM 等数字化技术进行项目的管理，加强了业主方对建设项目的控制力［5］。

2. 2 组织架构

珠三角工程的智慧建设工作由设计单位、土建施工单位、设备安装单位、设计监理单位、施工监理单位、安全监测单位、质量检测单位、设备供应商、其他信息化系统实施单位等共同参与，由 BIM

+ GIS 咨询单位完成总体规划、BIM + GIS 咨询服务、系统平台建设等工作，并接受建设单位相关部门和监理单位的监督与考核，项目管理组织架构如图 1 所示。

图 1 项目管理组织架构图

其中 BIM + GIS 咨询单位的工作职责有［6］:

( 1) 针对项目特点和要求，编制 BIM + GIS 一体化应用指导性文件及标准，并对项目各参建方进行宣贯。

( 2) 负责协助建设单位审核设计、施工阶段

BIM 实施方案; 负责从模型拆分、精细度、分类编

码等方面对不同阶段提交的 BIM 模型进行审核;审核项目各参建方提交的 GIS 数据、应用系统集成数据。

( 3) 负责 BIM + GIS 系统平台的开发、部署及培训。

( 4) 负责建造期 BIM + GIS 数据集成、应用集成的服务工作。

( 5) 负责基于 BIM + GIS 的工程建造期辅助决策工作，包含工程建设全景态势感知与辅助决策、建立监管与评价体系、基于 BIM + GIS 开展专题应用研究等。

( 6) 协助建设单位监督、指导、管理各参与方与 BIM、GIS 技术有关的工作。

( 7) 项目结束时，负责配合完成所有 BIM + GIS 的交付工作，协助建设单位最终验收。

2. 3 团队组建

为保障本工程全生命期的数字化工作的顺利推 进，各参建单位需根据自身数字化工作内容和要求 组建各自的数字化团队，合理分工、统一协调，保证数字化工作高质量、高效率完成。其中 BIM + GIS 咨询单位数字化团队人员要求及职责见表 1，其他单位数字化团队都配有BIM 经理、BIM 技术负责人、现场协调人员、数字化专业负责人、数字化 工程师等角色人员。

3 各参建单位数字化协同管理

3. 1 标准规范先行

高效率、高质量的数字化应用与管理离不开统 一的标准规范，参照《水利信息化顶层设计》提出 的“统一技术标准、统一运行环境、统一安全保障、统一数据中心和统一门户”的五统一原则［7］，实现

表 1 BIM + GIS 咨询单位数字化团队人员分工表

统一标准，加强资源集成、整合与共享，保障部门之间、应用之间、上下级之间的互联互通与资源共享。珠三角工程数字化标准体系具体如图 2 所示。

图 2 珠三角数字化标准体系

BIM + GIS 实施方案及细则: 针对BIM + GIS 技术应用层面，用以明确 BIM 和 GIS 的总体目标、 BIM 和 GIS 应用范围、BIM + GIS 应用的基本规定、模型和数据的组织管理方法、在本工程实施阶段的 应用点以及交付成果等。

BIM + GIS 实施导则: 针对BIM + GIS 实施管理层面，明确项目的组织结构、各单位职责分工、主要工作分解、各阶段实施主要流程、管理制度和管理措施，规范项目各方的工作准则及交付验收流程，指导相关方协调管理。

BIM 标准: 《BIM 模型创建标准》从模型创建范围、模型创建基本规定、模型创建深度及颜色要求等方面规范 BIM 建模行为; 《BIM 模型分类及编码标准》从模型分类原则、具体分类、编码原则、具体编码等方面规范 BIM 模型分类及编码构成;

《BIM 模型应用标准》从模型应用点及流程等方面规范 BIM 模型应用行为; 《BIM 模型交付标准》从交付成果、交付流程、交付协同等方面规范模型成果及相关成果交付行为。

GIS 交付标准: 从数据交付内容、数据时空参考基础、数据格式、数据质量评价、数据分类和编码、数据交付流程等方面规范 GIS 成果交付。

BIM + GIS 系统平台操作手册: 用以指导项目参与各方在 BIM + GIS 系统平台上完成好信息录入、工程建设管理、工程文档管理、BIM 模型管理、BIM 应用及交付管理等工作。

3. 2 BIM + GIS 系统平台实施

珠三角工程数字化管理基于搭建的 BIM + GIS系统平台，与其他业务信息化系统开展应用集成与 数据集成服务，将工程全生命期、全参与方、全要 素集中在一个平台上，提供全新的信息展现效果， 实现可视化协同管理，提高工程管控能力 BIM + GIS 系统平台具体建设内容如下，具体实施流程如图 3 所示。

( 1) BIM + GIS 系统平台搭建: 包括 BIM + GIS支撑平台搭建、数字门户搭建、移动 APP 搭建。此项工作由 BIM + GIS 咨询单位负责。

( 2) 数据集成服务: 基于 BIM + GIS 系统平台，发挥 BIM + GIS 平台数据汇聚和发布的功能作用，将所有的数字化应用相关数据收集汇集至数据资源池，以供后续应用集成［8］。此项工作由 BIM + GIS 咨询单位负责，设计单位、施工单位应提供完整正确的 BIM 模型、GIS 数据及其他业务数据，其他业务信息系统供应商配合提供各自系统内存储的业务 数据。

( 3) 应用集成服: 基于 BIM + GIS 系统平台，遵从统一的数据安全管理机制，通过与其他系统的数据集成，构建数据挂接模型［9］，并开发基于 BIM

+ GIS 系统平台的工程建设全景态势感知与辅助决策等多种业务的集成应用。此项工作由 BIM + GIS咨询单位负责，设计单位、施工单位应提供完整正确的 BIM 模型、GIS 数据及其他业务数据，其他业务信息系统供应商配合提供各自系统内存储的业务数据。

为促进各参与方更好地基于平台协同工作与数据的安全性，在 BIM + GIS 系统平台中设置了各参建单位具体权限，分配见表 2。

3. 3 施工期数字化协同管理

数字化最大的应用价值即是颠覆传统的项目管 理模式，珠三角工程态势分析与辅助决策包括进 度、质量、安全、资金四大方面应用，主要呈现形 式为数据驾驶舱，即在业务数据积累的基础之上， 摘录出与工程相关的关键性指标和信息，通过汇总统计的方式进行数据可视化展现，同时基于 BIM + GIS 系统平台将数据与三维场景集成，总体把握项目进展情况的手段和方法。因篇幅限制，就进度与 质量两大数字化管理进行阐述。

3. 3. 1 进度态势分析与辅助决策

珠三角工程施工期基于 BIM + GIS 系统平台的

图 3 BIM + GIS 系统建设与实施流程表 2 各单位在支撑平台上权限分配表

进度管理是利用审核通过的施工深化设计模型， 借助项目管理系统， 将工程进度计划、实际施工进度等相关信息与模型关联， 再在工程数字门户可视化展示， 协助建设、监理、施工单位

进行进度计划管理、实际进度管理、施工进度 对比分析、关键节点及关键线路进度跟踪等。工程进度态势分析各单位具体协同流程如图 4 所示。

3. 3. 2 质量态势分析与辅助决策

图 4 工程进度态势协同实施流程

监理单位、设备供应商、质量检测单位等众多参建

珠三角工程施工期基于 BIM + GIS 系统平台的质量管理需将 BIM 模型与现场检查管理、现场验收管理等结合，通过可视化手段对质量进行监控， 协助建设、监理、施工、质量检测等单位更加直观 高效的进行质量管理，包括质量评定管理、质量问 题追踪等内容。

工程质量态势分析各单位具体协同操作流程如图 5 所示。

4 实施效果

数字化管理在珠三角工程实施效果如下:

( 1) BIM + GIS 系统平台将珠三角工程建设单位、BIM + GIS 咨询单位、设计单位、施工单位、

方汇集在一起，加强了各参建单位信息的共享和交互，统一了各方的共同数据、标准规范，提高了各参与方的沟通效率和质量，降低了过去由于信息不对称带来的变更和返工［4］。

( 2) BIM + GIS 系统平台将 BIM + GIS 模型与工程建设管理要素相结合，实现了精确、可视化的工程管理，提高工程管理的精细化程度和业务决策效率。

( 3) 伴随着数字化建设的进程和信息系统的应用，BIM + GIS 系统平台会积累大量的工程数据资产，结合大数据技术可以有效地管理这些数据，并对这些数据做出合理分析和利用，使这些数据产生价值。

5 结语

图 5 工程质量态势协同实施流程

［2］ 任健，黄小文，杨骏． 兰溪市河道堤防数字化管理控制系统平台设计［J］． 水利规划与设计，2015( 9) : 1-5，73．

本文以珠三角工程为对象，基于 BIM 等数字化技术，依托统一的 BIM + GIS 系统平台，使项目参建各方基于统一平台的集成化共享数据开展可视化协同工作，对管理模式、组织架构、制定统一的标准规范、工程态势分析与辅助决策等内容进行归纳，并阐述了数字化管理的实施效果。实践表明通过统一数字化管理平台，可实现工程全过程、全要素、全参与方等方面的集成与协同管理，实现工程精细化管理与一体化管理。这一应用经验也标志着数字化技术正颠覆着原先的传统项目管理模式，创新工程管理新模式［10］，积极推动数字化转型。

参考文献

［1］ 鄂竟平． 工程补短板 行业强监管 奋力开创新时代水利事业新局面: 在 2019 年全国水利工作会议上的讲话( 摘要) ［J］． 中国水利，2019( 2) : 1-11．

［3］ 姜天宇． 我国输水工程信息化建设的难点与对策［J］． 水利技术监督，2017，25( 1) : 32-34．

［4］ 陆敏敏． 全过程工程咨询项目数字化管理的实践与探索［J］． 建筑经济，2020，41( S1) : 17-19．

［5］ 赵一鹏，裴跃锋，雷少华． BIM 在建筑工程中的应用及前景

［J］． 建材发展导向( 下) ，2016，14( 1) ．

［6］ 赵轲． 基于 BIM 的全过程工程咨询集成管理研究［D］． 天津理工大学，2019．

［7］ 艾萍，吴礼福，陈子丹． 水利信息化顶层设计的基本思路与核心内容分析［J］． 水利信息化，2010( 2) : 9-12．

［8］ 张社荣，徐彤，张宗亮，等． 基于 BIM + GIS 的水电工程施工期协同管理系统研究［J］． 水电能源科学，2019，37( 8) : 132-135， 83．

［9］ 李献忠，张社荣，王超，等． 基于 BIM + GIS 的长距离引调水工程运行管理集成平台设计与实现［J］． 水电能源科学，2020，38 ( 9) : 91-95．

［10］ 彭华洲，吴湛坤． BIM 技术在全过程工程咨询中的应用［J］．居业，2021( 1) : 151-152．