水利水電工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)及應(yīng)用

賈玉豪

(上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200335)

在當(dāng)今數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為時(shí)代的核心和關(guān)鍵生產(chǎn)要素，同時(shí)也是企業(yè)的核心資產(chǎn)[1]，工程數(shù)字資產(chǎn)可定義為工程從規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)全生命周期過程中形成的可以以電子數(shù)據(jù)形式存在的所有數(shù)字化資產(chǎn)[2-3]。隨著水利水電工程信息化和數(shù)字化的發(fā)展，水利水電工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)維過程中，產(chǎn)生了大量的圖紙、文檔、模型、施工過程信息、屬性信息、監(jiān)測(cè)信息、維護(hù)檢修信息等工程相關(guān)數(shù)據(jù)資產(chǎn)[4-5]，然而在實(shí)際應(yīng)用中，比如在施工建設(shè)階段，搭建了水利水電工程管理信息系統(tǒng)、合同變更管理系統(tǒng)、安全隱患排查系統(tǒng)、公共試驗(yàn)檢驗(yàn)平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工進(jìn)度、質(zhì)量、安全、投資、合同、技術(shù)、資料等施工過程信息的管理，但各個(gè)系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不同、工程劃分標(biāo)準(zhǔn)不一致、系統(tǒng)應(yīng)用程度不同、系統(tǒng)間互通性差，導(dǎo)致數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分散、數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)性弱、數(shù)據(jù)共享困難、不能延伸到運(yùn)維期使用等問題[6-8]。

目前水利水電工程數(shù)字資產(chǎn)的管理和應(yīng)用還處于起步階段，通過運(yùn)用BIM、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)[10-12]，以工程資產(chǎn)編碼為紐帶，工藝系統(tǒng)、設(shè)備、材料等為基本單元，利用規(guī)則和編碼有機(jī)關(guān)聯(lián)各相關(guān)數(shù)據(jù)、圖紙、資料和三維模型等工程內(nèi)容，將水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)中各個(gè)應(yīng)用管理信息系統(tǒng)中的工程相關(guān)數(shù)據(jù)資產(chǎn)統(tǒng)一組織起來(lái)，搭建形成工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)，通過“統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一服務(wù)”，實(shí)現(xiàn)水利水電工程全生命周期工程數(shù)字資產(chǎn)的管理和共享服務(wù)，提高了數(shù)據(jù)的利用效率，更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。

1 工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)總體架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)

依據(jù)業(yè)務(wù)需求，對(duì)各種數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分類、收集、整理，集成各個(gè)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對(duì)各類信息進(jìn)行整合，抽象出工程項(xiàng)目各類設(shè)備資產(chǎn)以及信息之間的關(guān)系，運(yùn)用面向?qū)ο蟮姆椒?，建立工程?shù)字資產(chǎn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)水電工程數(shù)字資產(chǎn)管理，為工程全生命周期管理提供服務(wù)。

1.1 平臺(tái)總體架構(gòu)

圖1 平臺(tái)總體架構(gòu)

原始數(shù)據(jù)層是工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)最基本的數(shù)據(jù)來(lái)源，包括靜態(tài)的基本信息數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)?；拘畔ㄋ哪嗌?、水情氣象、地質(zhì)地災(zāi)等環(huán)境信息，規(guī)劃、勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)、更新改造、退役等管理和生產(chǎn)過程等各類技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息，建設(shè)征地、移民安置、環(huán)保水保等社會(huì)信息；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括在線監(jiān)控系統(tǒng)、廊道巡檢、施工管理系統(tǒng)、預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)維管理系統(tǒng)等監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

服務(wù)層是工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)的核心，主要實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的對(duì)接，處理、分析和發(fā)布數(shù)據(jù)和服務(wù)，為應(yīng)用層提供所需服務(wù)的功能。主要通過工程資產(chǎn)數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)和三維輕量化平臺(tái)提供服務(wù)。

a)工程資產(chǎn)數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)。工程資產(chǎn)數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)利用ISM信息標(biāo)準(zhǔn)管理邏輯，貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)、文檔、模型等工程信息的管理過程，提供對(duì)象和信息分類、編碼等；依賴于ISM信息標(biāo)準(zhǔn)管理定義工程數(shù)字資產(chǎn)編碼標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)靜態(tài)基本信息數(shù)據(jù)的信息提取、驗(yàn)證和轉(zhuǎn)換，通過數(shù)據(jù)掛接實(shí)現(xiàn)文檔、屬性、模型等關(guān)聯(lián)關(guān)系的建立，文件管理實(shí)現(xiàn)文件的查詢、預(yù)覽、下載與共享等功能。

b)大數(shù)據(jù)平臺(tái)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)接監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)不同部門數(shù)據(jù)、網(wǎng)站數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)等的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集清洗，比如數(shù)值特征等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)校驗(yàn)，將來(lái)自多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，形成一致的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)湖，進(jìn)行數(shù)據(jù)跨庫(kù)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)。采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)訪問接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)應(yīng)用兼容，以及快速訪問與管理能力。

c)三維輕量化服務(wù)平臺(tái)。三維輕量化服務(wù)平臺(tái)依托于iModel2.0平臺(tái)的三維圖形引擎，通過其文件管理系統(tǒng)，對(duì)不同專業(yè)、不同格式模型進(jìn)行構(gòu)件化處理，并通過工程數(shù)字資產(chǎn)編碼標(biāo)準(zhǔn)體系將模型構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一編碼，完成三維輕量化模型服務(wù)發(fā)布。資產(chǎn)管理平臺(tái)通過管理輕量化前的模型文件和輕量化后的服務(wù)地址，實(shí)現(xiàn)對(duì)統(tǒng)一模型服務(wù)的傳承、轉(zhuǎn)換和管理，應(yīng)用層通過工程數(shù)字資產(chǎn)編碼，使模型構(gòu)件與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)充分融合，實(shí)現(xiàn)基于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的三維模型在瀏覽器網(wǎng)頁(yè)輕量化展示。

應(yīng)用層是工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)對(duì)外服務(wù)的窗口，為水利水電工程數(shù)據(jù)管理的各用戶業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)使用人員提供操作界面，包括資產(chǎn)管理平臺(tái)和綜合應(yīng)用平臺(tái)2個(gè)部分。

1.2 平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)的主要需求包括：建立數(shù)據(jù)整合規(guī)范以及數(shù)據(jù)集成化管理環(huán)節(jié)，為水利水電工程建設(shè)過程提供數(shù)據(jù)整合規(guī)范；建立完整的數(shù)字化交付流程，提升流程體系之間的關(guān)聯(lián)信息互動(dòng)要求，優(yōu)化信息資源的收集和處理工作；對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行全周期數(shù)據(jù)分析和管理，為水利水電工程運(yùn)行維護(hù)和管理的數(shù)據(jù)需求提供保障。平臺(tái)主要功能從2個(gè)方面設(shè)計(jì)：一是資產(chǎn)管理平臺(tái)，包括工程數(shù)據(jù)集成、工程信息管理、信息瀏覽圈閱、智能報(bào)表、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、共享等；二是綜合應(yīng)用平臺(tái)，包括工程基本信息總覽、工程全生命周期多維度數(shù)字資產(chǎn)展示查詢、工程數(shù)字資產(chǎn)場(chǎng)景應(yīng)用、工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)字化分析等。

(2) 采取自1900年以來(lái)，美國(guó)地質(zhì)勘探局在建設(shè)場(chǎng)地一定范圍內(nèi)的地震觀測(cè)資料，通過分析建設(shè)場(chǎng)地相對(duì)于數(shù)次地震的相應(yīng)烈度，采取相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度。

2 工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)治理

工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)治理是對(duì)工程項(xiàng)目各階段的數(shù)據(jù)、文檔、模型等工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行信息采集、整合、分類、映射等的過程。利用平臺(tái)存儲(chǔ)和管理項(xiàng)目全過程中完整、準(zhǔn)確和及時(shí)的信息，建立文檔、記錄、資產(chǎn)、人員、流程和項(xiàng)目之間的橋梁，為各項(xiàng)專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)字化數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.1 編碼規(guī)則

水利水電工程數(shù)字資產(chǎn)編碼的對(duì)象包括：建筑物、空間、元素、系統(tǒng)、設(shè)備、部件等工程相關(guān)資產(chǎn)，根據(jù)水利水電工程建設(shè)與運(yùn)維的相關(guān)規(guī)定，每一個(gè)標(biāo)注的對(duì)象編碼需滿足唯一性要求，同時(shí)通過利用BIM技術(shù)構(gòu)建形成的精細(xì)化三維模型，完成對(duì)實(shí)有工程數(shù)字資產(chǎn)對(duì)象的編碼標(biāo)識(shí)。

基本編碼規(guī)則為水利水電工程數(shù)字資產(chǎn)編碼由通用編碼和子類編碼組成，并通過“-”連接。通用編碼由廠站碼和專業(yè)碼組成，用于標(biāo)識(shí)廠站和所屬專業(yè)，專業(yè)包括土建、機(jī)電、監(jiān)測(cè)、金結(jié)等，分為兩級(jí)；子類編碼是對(duì)BIM模型按照土建、機(jī)電、監(jiān)測(cè)、金結(jié)等專業(yè)進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)，分為四級(jí)，如土建專業(yè)子類編碼結(jié)構(gòu)由建筑物系統(tǒng)、建筑物、建筑物功能、元素四級(jí)組成，建筑物系統(tǒng)為擋水建筑物、泄水建筑物等，建筑物為擋水建筑物下的重力壩、拱壩等，建筑物功能為重力壩的溢流壩段、非溢流壩段等，元素為非溢流壩段的混凝土塊等；機(jī)電及金結(jié)專業(yè)子類編碼結(jié)構(gòu)完全按照KKS編碼中全廠碼、系統(tǒng)碼、設(shè)備碼、部件碼四級(jí)組成[13-14]。

2.2 工程數(shù)字資產(chǎn)采集

多年來(lái)水利信息化建設(shè)，提高了水利水電工程信息管理的水平，但工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)據(jù)仍散落在各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中，通過分析資產(chǎn)管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)源、明確數(shù)據(jù)采集范圍、屬性及采集方法。

工程數(shù)字資產(chǎn)的采集對(duì)象和數(shù)據(jù)源主要包括工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)全生命周期各階段各類信息系統(tǒng)和設(shè)備，如數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)、智能建造系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)以及攝像頭、傳感器、采集設(shè)備等。采集內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如工程空間分布、工程信息、基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、水雨情數(shù)據(jù)、施工過程數(shù)據(jù)、安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)格式包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。采集方法包括人工錄入和自動(dòng)化、半自動(dòng)化數(shù)據(jù)提取等，通過數(shù)據(jù)庫(kù)、文件、TCP、UDP、HTTP、MQTT、OPC-UA、RTSP、SIP、數(shù)據(jù)接口、網(wǎng)絡(luò)爬蟲、在線填報(bào)等數(shù)據(jù)交換技術(shù)對(duì)外部各種數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息采集[15-16]。

2.3 資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建以一套完整的工程數(shù)字資產(chǎn)編碼標(biāo)準(zhǔn)體系為核心，通過標(biāo)準(zhǔn)編碼作為信息紐帶，使得圖紙、文檔、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、設(shè)備信息、設(shè)備安裝數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)等各類信息得以串聯(lián)和整合，建立一個(gè)貫穿水利水電工程全生命周期的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)。

在構(gòu)建資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型時(shí)，通過定義水輪機(jī)類、發(fā)電機(jī)類、板類、梁類、柱類、合同類、圖紙類、報(bào)告及說(shuō)明類等類庫(kù)，實(shí)例化類定義數(shù)字資產(chǎn)對(duì)象，使得實(shí)物資產(chǎn)與數(shù)字資產(chǎn)一一對(duì)應(yīng)，并利用工程數(shù)字資產(chǎn)編碼標(biāo)準(zhǔn)體系，通過統(tǒng)一編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一個(gè)對(duì)象賦予唯一ID。通過定義隸屬、父子、空間、系統(tǒng)、合同、工作分析結(jié)構(gòu)、生命階段等關(guān)聯(lián)關(guān)系類型，建立設(shè)備、模型、系統(tǒng)、文檔等數(shù)字資產(chǎn)對(duì)象之間的聯(lián)系，如設(shè)備所屬系統(tǒng)、設(shè)備所在空間、設(shè)備類型具有的屬性等。通過將模型構(gòu)件、圖紙、各類文檔、設(shè)備屬性、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)掛接工程數(shù)字資產(chǎn)對(duì)象ID，實(shí)現(xiàn)各類信息的整合，完成整體資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建(圖2)。

圖2 資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

1號(hào)水輪機(jī)對(duì)象通過標(biāo)準(zhǔn)編碼體系生成唯一編碼，在相關(guān)的數(shù)據(jù)屬性中掛接該編碼，可以集成關(guān)聯(lián)物料管理系統(tǒng)中的設(shè)備臺(tái)賬信息、運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)中的運(yùn)維數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)字化平臺(tái)中的關(guān)聯(lián)關(guān)系、協(xié)同設(shè)計(jì)軟件中的基礎(chǔ)信息、工程建設(shè)管理平臺(tái)中的工程建設(shè)信息、造價(jià)軟件中的算量信息等，完成1號(hào)水輪機(jī)資產(chǎn)數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建。

3 工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)建設(shè)的目的是實(shí)現(xiàn)與實(shí)體工程的共生共長(zhǎng)，貫穿工程項(xiàng)目全生命周期，創(chuàng)造一個(gè)貫穿全生命周期準(zhǔn)確信息的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)，為各項(xiàng)專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供工程數(shù)字資產(chǎn)基礎(chǔ)服務(wù)。本平臺(tái)整體采用B/S架構(gòu)，資產(chǎn)管理平臺(tái)采用.net語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，綜合應(yīng)用平臺(tái)后臺(tái)采用Java語(yǔ)言，前端采用Vue框架實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)交互采用Restful風(fēng)格的API接口。

3.1 資產(chǎn)管理平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)功能

資產(chǎn)管理平臺(tái)主要通過工程數(shù)據(jù)集成、工程信息管理、信息瀏覽圈閱、智能報(bào)表、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、共享等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程數(shù)字資產(chǎn)的整合集成、管理查詢、分析共享，為水利水電工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維管理提供輔助支持。

a)工程數(shù)據(jù)集成。工程數(shù)據(jù)集成主要對(duì)多種來(lái)源的工程數(shù)據(jù)集成和關(guān)聯(lián)。通過將經(jīng)過工程資產(chǎn)數(shù)字化基礎(chǔ)平臺(tái)整合治理后包含資產(chǎn)對(duì)象、關(guān)聯(lián)關(guān)系、屬性信息等.xml格式的文件，與三維模型文件、圖紙、文檔等資產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)發(fā)布進(jìn)入資產(chǎn)管理平臺(tái)，平臺(tái)根據(jù)資產(chǎn)編碼和關(guān)聯(lián)類型進(jìn)行檢索和識(shí)別，自動(dòng)建立以資產(chǎn)編碼為核心的資產(chǎn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在web界面上提供上傳和發(fā)布按鈕，能夠增加和更新工程資產(chǎn)數(shù)據(jù)，并在工程信息管理界面展示集成成果。

b)工程信息管理。工程信息管理主要對(duì)土建、設(shè)備、部件、圖紙、工單等信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行查詢和展示，管理以資產(chǎn)編碼為中心的信息網(wǎng)。在web界面上展示了按照空間、專業(yè)、系統(tǒng)等分類的導(dǎo)航樹，通過點(diǎn)擊不同的節(jié)點(diǎn)，展示節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)信息、關(guān)聯(lián)項(xiàng)、屬性、關(guān)聯(lián)文檔、2D視圖、3D視圖等信息。能夠使用戶可以在一個(gè)界面中查看與某個(gè)設(shè)備、板梁柱、系統(tǒng)等的資產(chǎn)編碼相關(guān)的所有信息，如屬性、圖文檔、三維模型、工單、數(shù)據(jù)表等。同時(shí)在工程信息管理界面的每個(gè)展示模塊提供了導(dǎo)出按鈕，在權(quán)限許可下，能夠?qū)g覽到的圖紙、文檔、模型等按預(yù)定義模板導(dǎo)出到本地指定位置(圖3)。

圖3 工程信息管理

圖3展示了1號(hào)機(jī)組—主機(jī)裝置—水輪機(jī)系統(tǒng)—水輪機(jī)—引水系統(tǒng)的蝸殼部分，以及蝸殼的詳細(xì)信息、屬性信息、關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)/空間/子對(duì)象/父對(duì)象、關(guān)聯(lián)文檔、以及2D/3D視圖等信息。

c)工程信息共享。工程信息共享支持資產(chǎn)管理平臺(tái)內(nèi)的數(shù)據(jù)、文檔、三維模型接口共享。在實(shí)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)集成后，構(gòu)建形成了本平臺(tái)的資產(chǎn)數(shù)據(jù)中心，通過開發(fā)Restful風(fēng)格的數(shù)據(jù)服務(wù)接口，在web界面上提供在線的接口地址，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)AssObjId、DocId、ObjName、SysId等字段獲取文檔、設(shè)備、設(shè)備樹、合同、工程分解結(jié)構(gòu)等資產(chǎn)信息的共享功能。

3.2 綜合應(yīng)用平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)功能

綜合應(yīng)用平臺(tái)以某一已建電站為例，通過工程基本信息總覽、工程全生命周期多維度數(shù)字資產(chǎn)展示查詢、工程數(shù)字資產(chǎn)場(chǎng)景應(yīng)用、工程數(shù)字資產(chǎn)數(shù)字化分析等功能實(shí)現(xiàn)對(duì)已建電站工程數(shù)字資產(chǎn)深層次、定制化應(yīng)用。

a)工程基本信息總覽。工程基本信息總覽主要對(duì)水電站的基本信息、地理位置、電站組成結(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)組等進(jìn)行介紹。界面以全球藍(lán)色專題圖、傾斜攝影、三維模型為底，通過調(diào)用資產(chǎn)管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口，展示了水電站的工程等級(jí)、最大壩高、壩型、竣工時(shí)間等信息，并結(jié)合底圖中三維模型，展示了溢流壩段、廠房、升船機(jī)等水工建筑物的地理位置和形狀，發(fā)電機(jī)、主變壓器、GIS、500Kv母線、二次盤柜等設(shè)備的空間位置和形狀。以及機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)、水雨情信息等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(圖4)。

圖4 工程基本信息總覽

通過傾斜攝影和BIM模型組成的水電站全景視圖，展示水電站各個(gè)建筑物及設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系，以及水電站的基本信息、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)信息、設(shè)備故障率排名、重要設(shè)備廠商統(tǒng)計(jì)、混凝土統(tǒng)計(jì)分析、進(jìn)度概況等信息。

b)多維全生命周期資產(chǎn)管理。多維全生命周期資產(chǎn)管理主要對(duì)工程數(shù)字資產(chǎn)的多維、全生命周期數(shù)據(jù)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的展示以及三維模型操作。通過調(diào)用資產(chǎn)管理平臺(tái)、三維模型輕量化平臺(tái)的數(shù)據(jù)和模型服務(wù)接口，界面功能實(shí)現(xiàn)了工程類和設(shè)備類資產(chǎn)選擇，下設(shè)空間、專業(yè)、工程、系統(tǒng)不同的工程資產(chǎn)導(dǎo)航方式，并按照設(shè)計(jì)、施工/安裝、驗(yàn)收、運(yùn)維等不同生命周期階段，依托三維BIM模型，展示三維模型、二維圖紙、文檔、數(shù)據(jù)等工程數(shù)字資產(chǎn)。同時(shí)基于Web瀏覽器，實(shí)現(xiàn)對(duì)三維模型的旋轉(zhuǎn)、縮放、剖切、隔離、測(cè)量、標(biāo)注、協(xié)同等操作(圖5)。

圖5 多維全生命周期資產(chǎn)管理

以BIM模型為基礎(chǔ)，展示了設(shè)計(jì)階段水電站土建及金屬結(jié)構(gòu)工程維度的結(jié)構(gòu)劃分，以及關(guān)聯(lián)的環(huán)境、圖紙、文檔信息，同時(shí)提供三維模型操作。

c)工程數(shù)字資產(chǎn)場(chǎng)景應(yīng)用。場(chǎng)景應(yīng)用主要對(duì)土建施工過程、設(shè)備操作流程、設(shè)備拆解、運(yùn)行原理等內(nèi)容進(jìn)行展示和瀏覽。通過調(diào)用資產(chǎn)管理平臺(tái)、三維模型輕量化平臺(tái)的數(shù)據(jù)和模型服務(wù)接口，深入解析混凝土單倉(cāng)澆筑數(shù)據(jù)、設(shè)備操作手冊(cè)、設(shè)備安裝手冊(cè)等文件，點(diǎn)擊具體場(chǎng)景項(xiàng)目時(shí)，以三維動(dòng)畫或VR的形式動(dòng)態(tài)展示應(yīng)用場(chǎng)景，并輔以場(chǎng)景中工程資產(chǎn)對(duì)象相關(guān)聯(lián)的圖紙、文檔、圖表等預(yù)覽、下載功能，全方位展示資產(chǎn)對(duì)象。

4 結(jié)論

數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)的理念和工程信息化、數(shù)字化的發(fā)展，促進(jìn)了工程數(shù)字資產(chǎn)概念和應(yīng)用的發(fā)展，針對(duì)水利水電工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維等全生命周期階段不斷精細(xì)、完整、準(zhǔn)確的智慧化建設(shè)的需求，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了工程數(shù)字資產(chǎn)平臺(tái)。

a)平臺(tái)能夠通過工程資產(chǎn)編碼，使得圖紙、文檔、進(jìn)度、質(zhì)量、安全、設(shè)備信息、設(shè)備安裝數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)等各類信息得以串聯(lián)和整合，建立了一個(gè)貫穿水利水電工程全生命周期的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)。

b)平臺(tái)能夠利用集成的已建水電站工程資產(chǎn)數(shù)據(jù)，多維度、多形式展現(xiàn)土建、設(shè)備、系統(tǒng)等資產(chǎn)對(duì)象，初步形成了一個(gè)數(shù)字水利水電工程，提高了水利水電工程資產(chǎn)全生命周期的管控能力和資產(chǎn)價(jià)值。

然而，由于水利水電工程建設(shè)工期長(zhǎng)、專業(yè)多、項(xiàng)目復(fù)雜，工程數(shù)字資產(chǎn)量較大，使得信息集成不全面，同時(shí)基于工程數(shù)字資產(chǎn)的智慧化應(yīng)用也較少，平臺(tái)需要進(jìn)一步迭代升級(jí)。