一種基于BIM的水利工程信息管理方法及系統與流程

本發明涉及水利工程信息管理領域，具體涉及一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統。

背景技術：

1、在當前的水利工程項目中，傳統的信息管理方法主要依賴于二維設計圖紙和手工記錄的數據，這種方法在信息的準確性、實時性和協作性方面存在顯著的不足。現有技術雖然已引入了一些信息化管理工具，但這些工具往往是孤立的，無法實現數據的高效集成與共享，導致各個環節的信息不一致和溝通不暢。此外，傳統的管理方法在面對復雜的水利工程項目時，缺乏對多源數據的集成處理能力，難以實時監測工程設施的運行狀態并進行有效的預測和預警分析。

2、現有技術中的主要問題包括以下幾個方面：首先，二維設計圖紙的局限性使得設計信息難以全面呈現，容易導致施工過程中的錯誤和返工；其次，多源數據難以集成與共享，各部門之間的信息孤島現象嚴重，影響協作效率；第三，缺乏實時監測和智能分析手段，無法及時發現和處理設施運行中的異常情況；最后，傳統的維護管理方式主要依賴人工經驗，難以實現預防性維護，導致維護成本高、效率低。

3、這些問題的后果是顯而易見的。首先，由于設計信息的不全面和錯誤，施工過程中的返工和修改頻繁，導致工期延誤和成本增加。其次，各部門信息不一致和溝通不暢，影響了工程的整體協調和進度控制。缺乏實時監測和智能分析手段，使得工程設施的運行安全得不到有效保障，增加了事故風險。此外，維護管理的低效和高成本，不僅增加了運營費用，還可能導致設施的過早老化和壽命縮短。

4、因此，需要一種新的方法和系統來解決這些問題，實現水利工程項目的高效管理和運行。通過集成bim技術、多源數據處理、信息管理、智能分析和協同工作等多種先進手段，可以顯著提升設計精度、數據集成與共享效率、實時監測與預警能力以及維護管理的智能化水平，從而有效解決現有技術中的主要問題，保障工程的高效、安全和經濟運行。

技術實現思路

1、為克服現有技術的不足，本發明提出一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統基于bim?360docs和microsoft?teams，建立云端協同工作平臺，實現數據共享和實時溝通。提供即時消息、視頻會議和任務管理功能，促進設計師、施工方、運營方等項目參與方的高效協作，確保各方信息一致，提升項目管理效率；基于bim的水利工程信息管理系統通過集成先進的bim技術、數據分析和智能管理手段，實現了水利工程項目的全生命周期管理，顯著提升了工程管理的效率和準確性，為項目的成功實施提供了有力支持。

2、為實現上述目的，本發明提供一種基于bim的水利工程信息管理方法，包括以下步驟：

3、步驟1：使用revit和civil?3d構建并校準三維bim模型；

4、步驟2：通過revit?api和ifc導入多源數據并實現動態更新；

5、步驟3：開發基于bim?360的管理系統，存儲數據并進行系統集成；

6、步驟4：使用python和tensorflow進行數據處理和分析，生成報告；

7、步驟5：利用navisworks和power?bi進行信息可視化，并開發交互前端；

8、步驟6：部署傳感器網絡和iot?hub，進行實時監測和智能維護；

9、步驟7：建立云端協同平臺，實現數據共享和高效溝通。

10、進一步地，步驟1中構建bim模型的方法是：

11、步驟1.1：收集項目設計圖紙和地理信息數據，使用autodesk?revit和civil?3d進行三維建模；

12、步驟1.2：通過dynamo腳本進行模型校準和驗證，確保其與實際項目情況一致；

13、步驟1.3：整合不同專業的模型，形成綜合bim模型。

14、進一步地，步驟2中集成多源數據的方法是：

15、步驟2.1：通過revit?api和ifc標準建立數據接口，將水文、氣象和施工進度數據轉換為統一格式；

16、步驟2.2：使用etl工具(如talend)實現數據的導入和同步；

17、步驟2.3：動態更新和集成多源數據，確保數據的一致性和實時性。

18、進一步地，步驟3中建立信息管理系統的方法是：

19、步驟3.1：選擇autodesk?bim?360平臺作為基礎，使用mysql數據庫存儲和管理數據；

20、步驟3.2：基于django框架開發web應用，實現數據查詢、管理和權限控制功能；

21、步驟3.3：進行系統集成和壓力測試，確保系統穩定性和性能。

22、進一步地，步驟4中數據處理與分析的方法是：

23、步驟4.1：使用python進行數據清洗和預處理，包括異常值檢測和數據格式轉換；

24、步驟4.2：應用tensorflow進行機器學習模型訓練，構建水文預測和工程監控模型；

25、步驟4.3：生成分析報告和可視化圖表，輔助工程決策。

26、進一步地，步驟5中信息可視化與交互的方法是：

27、步驟5.1：使用navisworks進行三維模型的可視化展示；

28、步驟5.2：使用power?bi進行數據分析結果的可視化；

29、步驟5.3：開發基于react的web前端，實現3d模型的交互功能，支持多終端訪問。

30、進一步地，步驟6中智能化管理與維護的方法是：

31、步驟6.1：部署lora或nb-iot傳感器網絡，實時監測工程設施狀態；

32、步驟6.2：通過azure?iot?hub收集傳感器數據；

33、步驟6.3：使用kubernetes部署人工智能模型，進行數據分析與故障預測。

34、進一步地，步驟7中協同工作與溝通的方法是：

35、步驟7.1：基于bim?360docs建立云端文檔管理系統，實現數據共享和版本控制；

36、步驟7.2：通過microsoft?teams實現即時消息、視頻會議和任務管理功能，促進項目參與方的高效協作；

37、步驟7.3：提供實時數據更新和通知功能，確保各方信息一致，提升項目管理效率。

38、一種基于bim的水利工程信息管理系統，適用于所述的一種基于bim的水利工程信息管理方法，包括：bim模型模塊、多源數據集成模塊、信息管理模塊、數據處理與分析模塊、信息可視化與交互模塊、智能管理與維護模塊和協同工作與溝通模塊；

39、bim模型模塊用于構建和管理水利工程的三維模型；

40、多源數據集成模塊用于集成和同步多源數據；

41、信息管理模塊用于存儲和管理各階段的工程數據；

42、數據處理與分析模塊用于處理和分析集成的數據；

43、信息可視化與交互模塊用于展示和交互工程信息；

44、智能管理與維護模塊用于監測和維護工程設施；

45、協同工作與溝通模塊用于實現項目參與方的協作和溝通。

46、進一步地，所述bim模型模塊包括：

47、模型構建單元：用于使用autodesk?revit和civil?3d構建水利工程的三維模型。

48、模型校準單元：利用dynamo腳本進行模型校準和驗證。

49、模型整合單元：整合結構、給排水、電氣等不同專業的模型，形成綜合bim模型。

50、所述多源數據集成模塊包括：

51、數據接口單元：通過revit?api和ifc標準建立數據接口。

52、數據轉換單元：使用etl工具(如talend)進行數據轉換和集成。

53、數據同步單元：實現多源數據的實時更新和同步。

54、所述信息管理模塊包括：

55、數據存儲單元：基于mysql數據庫存儲工程數據。

56、數據管理單元：基于django框架開發web應用，實現數據的查詢、管理和權限控制。

57、系統測試單元：進行系統集成和壓力測試，確保系統穩定運行。

58、所述數據處理與分析模塊包括：

59、數據清洗單元：使用python進行數據清洗和預處理。

60、模型訓練單元：應用tensorflow進行機器學習模型訓練，構建水文預測和工程監控模型。

61、分析報告單元：生成分析報告和可視化圖表，輔助工程決策。

62、所述信息可視化與交互模塊包括：

63、三維展示單元：使用autodesk?navisworks進行三維模型的可視化展示。

64、數據可視化單元：使用power?bi進行數據分析結果的可視化。

65、交互前端單元：開發基于react的web前端，實現3d模型的交互功能。

66、所述智能管理與維護模塊包括：

67、傳感器網絡單元：部署lora或nb-iot傳感器網絡，實時監測工程設施狀態。

68、數據收集單元：通過azure?iot?hub收集傳感器數據。

69、故障預測單元：使用kubernetes部署人工智能模型，進行數據分析與故障預測。

70、所述協同工作與溝通模塊包括：

71、云端協作單元：基于bim?360docs建立云端文檔管理系統，實現數據共享和版本控制。

72、實時溝通單元：通過microsoft?teams實現即時消息、視頻會議和任務管理功能，促進項目參與方的高效協作。

73、數據更新單元：提供實時數據更新和通知功能，確保各方信息一致。

74、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

75、1.本發明提供了一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統，通過使用autodesk?revit和civil?3d構建三維模型，結合dynamo腳本進行校準和驗證，確保模型的幾何尺寸和位置精確。不同專業的模型整合在一起，形成綜合bim模型，有助于發現并解決設計沖突，提高設計的準確性和完整性；通過revit?api和ifc標準，集成水文、氣象和施工進度等多源數據，使用etl工具實現數據的一致性和實時更新。這樣，所有參與方可以訪問最新的項目信息，確保數據的統一和準確，提升協作效率。

76、2.本發明提供了一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統，基于autodeskbim?360平臺，結合mysql數據庫和django框架，開發信息管理系統，實現數據查詢、管理和權限控制。系統的集成和壓力測試保證了其穩定性和高效運行，提升了項目管理的整體效率，通過部署lora或nb-iot傳感器網絡，實時監測水利工程設施的運行狀態。利用azureiot?hub和tensorflow等技術，進行數據收集、故障預測和預警分析，能夠及時發現潛在問題，提前采取預防措施，確保工程的安全運行。

77、3.本發明提供了一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統，使用autodesknavisworks和power?bi，將bim模型和數據分析結果進行三維可視化展示和圖表呈現。開發基于react的web前端，提供3d模型交互功能，使用戶能夠直觀地查看和操作工程信息，提升用戶體驗和決策支持能力。

78、4.本發明提供了一種基于bim的水利工程信息管理方法及系統，結合機器學習模型，自動生成維護計劃，指導維護人員進行預防性維護。通過實時監測和智能分析，優化維護流程，提高設施維護的及時性和準確性，降低維護成本，延長設施壽命。