华东勘测-三维数字化平台综合汇报-NEW

三维数字化设计平台介绍Establishedin1954,HYDROCHINAHUADONG(FormerlyECIDI)isoneofthetwoearliestmajordesigninstitutesinChina’shydropowerengineeringfield.信息与数字化中心：张业星

华东勘测设计研究院是中国电建集团公司直属的大型综合性国家甲级勘测设计研究单位，于1954年在上海建院，后迁至杭州，是我国最早的勘测设计院之一。先后隶属于燃料工业部、水利电力部、能源部、水利部、电力工业部、国家电力公司、中国水电工程顾问集团公司、中国电力建设集团有限公司。国家电力监察委员会大坝安全监察中心也设在华东院。华东院员工人数近3700人华东院三维三维数字化设计研究历程200420092004-2005调研选型单点突破2006-2008科研促生产项目初步应用开发各类数据库制定标准和流程2009~2011生产促科研工程全面应用需求驱动研发解决方案平台化系统平台集成20122012数字化工程新起点制定数字工程标准平台产品市场化数字化施工与运行物联网集成应用2006与行业发展一致的应用和发展方向功能实用、易于掌握的三维平台完善的综合解决方案拥有强大的企业管理与协同功能完善的数据交互能力性价比较高，集成度较好，适合PC用户的单独使用可扩展全生命周期的解决方案选择Microstaion为主要设计工作平台的理由：枢纽工厂地质构建起一个水电水利工程三维数字化设计平台，全专业覆盖水电水利工程勘测设计各个环节（测绘、地质、枢纽、工厂等），使勘测设计工作能够在统一的设计平台开展，成果能够基于统一的信息架构以及统一的信息模型进行存储和展示。基于统一的设计平台可最大限度减少数据转换引起的效率降低和质量风险，使设计成果能够在各个设计环节共享；基于统一的信息模型，各环节设计成果能够得到有效集成，成果综合利用效率以及整体设计效率将得到极大提高；基于统一的数据架构，模型和数据的有效性和一致性才能得到有效保证，设计成果管理的复杂度将大大降低。平台建设目标文件格式众多数据需要频繁转换专业软件众多互用性差如果没有统一设计平台信息易损失整体效率低应用环境复杂协同能力差部署维护成本高平台建设思路及指导原则商业设计、协同管理软件（MicroStation，ProjectWise）水电水利工程三维数字化设计平台梳理水电水利工程三维数字化设计需求；选择成熟的商业软件系统作为水电水利工程三维数字化设计平台的基础；基于成熟的商业软件系统进行专业扩展应用开发；针对水电水利工程三维设计特点及要求编制规程规范（设计方法、流程）以工程内容为中心，统一数据架构以及统一信息模型，使设计信息高效、无损共享；以设计生产为主线，统一设计环境，构建全专业覆盖的、集成开放的三维数字化设计平台以及与之相适应的管理体系，同步提高企业整体设计效率和专业团队设计效率；以交付物创新为目标，提高常规二维图纸交付的质量和效率的同时，掌握数字化移交方法标准化定制及二次开发标准化定制及二次开发标准化定制及二次开发标准化定制及二次开发Projectwise+Microstation

协同工作平台工程全信息三维模型(EIM)(以DGN为载体)测绘资料采编及处理数据后处理GISMicroStationBentleyGeopakMapStationBentleyCadastre三维地质系统三维建模\分析\成果提交GeoStation三维枢纽系统坝工专业引水专业PowerCivilPowerCivil施工专业PowerCivil厂房专业ABD+RS工程全生命周期管理(ELM)全生命周期管理平台AssetsWiseLifecycleServerEnterpriseBrigeFacilityManager可视化及虚拟现实平台MicrostationUnity3D三维工厂系统碰撞检查及校审水机专业厂房及建筑专业OpenPlantStructure电气专业Electricalsystem暖通给排水专业Mechanicalsystem观测专业MechanicalsystemＢＲＣＭArchitectureAutoPipeSTAADPROProSteelReStationPlantFlowHammerProjectwiseNavigator金结专业Microstation\Solidworks华东院水电水利三维设计解决方案自主研发、集成创新，使平台及其相关组件在柔性以及独立性上取得平衡，使整体效率和单点设计效率最大化地质三维设计系统枢纽三维设计系统工厂三维设计系统数据发布MicrostationCivilDesignerPlantDesignerGeoStation统一管理的工作空间（Workspace）+公共数据访问框架机电设备参数化元器件库一体化展示平台ProjectWiseExplorerProjectwise+托管工作空间+专业数据库数据访问中间件服务局域网/广域网ReStation三维协同设计管理体系三维数字化设计平台系统结构地质枢纽工厂三维数字化设计平台分布式部署构架：技术优势统一的图形平台---Microstation，强大的图形处理能力统一的文件格式---DGN，数据格式无需转换，共享效率高统一的数据架构---数据表达方式一致，无需专业应用环境即可查看专业模型属性横跨地质建模、枢纽设计的GeoStation地质三维系统多标准规范支持的混凝土配筋三维设计系统ReStation完善的水利水电工程参数化元件库，包含50多个国家和地区的标准丰富的、贴合水电水利工程相关专业设计需求的枢纽及工厂三维设计套件龙开口技施阶段枢纽三维模型龙开口枢纽下游鸟瞰龙开口枢纽布置细部漫游龙开口厂房布置龙开口厂房布置杨房沟水电站枢纽三维模型杨房沟水电站枢纽三维模型锦屏二级水电站厂房锦屏二级水电站主厂房设备总装沙坪二级水电站枢纽鸟瞰沙坪二级水电站枢纽上下游鸟瞰响水涧抽蓄电站全厂设备响水涧蓄能电站厂房设备总装仙游抽蓄三维模型杭州下沙地铁中心站福州地铁排下站闲林办公基地龙开口技施阶段枢纽图仙游技施阶段厂房布置图仙游技施阶段暖通布置图主厂房母线层通风空调系统布置图主厂房网架顶部通风空调系统布置图锦屏二级技施阶段机电布置图副厂房通风空调系统1321.80高程布置图主厂房渗漏排水设备管路布置图响水涧技施阶段电气布置图主变洞-26.10m高程通信系统设备布置及埋管敷线图蜗壳夹层EL.-52.90m桥架布置图响水涧技施阶段暖通布置图副厂房-19.600高程空调水管布置图GeoStation®集地质数据库、数据管理、三维建模、分析计算、二维出图、网络查询、系统接口等模块于一体，为地质勘察和土建设计提供统一平台环境的协同勘察设计业务系统。

2)系统方案系统基于数据库、图形和协同三个基础平台开发，实现了地质信息和模型的高效共享与利用。

建立多业务支持的地质数据库，优化改造三维CAD平台，基于MS开发数据管理、三维建模分析、二维出图、网络数据查询、系统接口等功能，推动工程地质综合业务向三维化、数字化、智能化发展。3)成果及创新点1）支持特大地质数据模型高效流畅的编辑和展示；2）同时具备CAD和GIS系统的优势；3）强大、专业的勘察数据库及后台数据服务，支持集中管理和分布式部署，远程协同；4）“傻瓜”式建模分析工具，大大提高建模的精度和效率；5）内嵌行业和企业技术标准及流程，实用完善的各类标准库；6）勘察设计一体化，实现高效的枢纽三维设计；7）高效的全套地质图件自动化出图。1)支持特大地质数据模型白鹤滩模型范围2.5×3.5km2地形面56万个节点地质模型建成后仅20MB如果转成AUTOCAD是100多MB渐变色渲染阶梯色渲染新增平台渲染显示功能，支持工程数据的多样化显示；2）兼具CAD和GIS系统的优势具备强大的对象及属性数据管理功能2）兼具CAD和GIS系统的优势工程地质数据库内容包括了项目人员信息，物探、试验、地质信息，以及成果资料信息，其性能特点是：多类项目（常规、抽蓄）多工程区（上坝址、下水库、料场）多维度（三维空间）多时态（多勘察阶段）多数据源（地质、勘探、物探、试验、设计、监测）多种数据格式（图档、模型、影像）多种应用（建模、出图、查询）3)强大的专业化地质数据库3)强大的专业化地质数据库独立运行，多任务，可在CAD平台中被集成调用；支持多人、多项目异地协同工作，按项目分配用户权限人员合理分工系统提供了创新的地质曲面建模工具和方法。例如：三维地质解译方法将传统的二维制图与三维建模过程统一，使建模精度可控、三维建模成果可校审，建模周期大大缩短。(a)地质解译剖面(b)地质线框模型(c)地质曲面模型4）强大的建模分析功能地质标准点符号64个（根据建模的需要，自创了20个地质点符号）地质标准线型符号60个地质标准花纹符号356个5）内嵌行业和企业技术标准及流程勘探数据图形数据地形数据线框模型表面模型地形体实体模型剖面分析开挖分析专题分析（块体）查询统计设计协同源数据地质建模模型利用5）内嵌行业和企业技术标准及流程9种地质展示图、柱状图7种工程地质平面图、剖面图3种工程地质统计分析图7）高效的全套地质图件自动化出图基于数据库和模型，系统提供水电水利工程全套19种二维图自动化成图与更新9种地质展示图、柱状图7种地质平面图、剖面图3种工程地质统计分析图基于Microstation软件开发包含枢纽布置、拱坝体型设计、复杂边坡设计、地下洞群设计、地块设计等功能水电水利三维枢纽设计系统，在华东院范围内率先形成了智能、高效的水电枢纽三维设计生产力。主要研究成果及创新点1）具备复杂边坡三维设计与自动出图功能2）复杂隧洞批量建模和智能化修改3）解决水电站前期征地设计难题，大大减轻重复工作量4）引水叉管“一键式”建模与出图；5）实现基于统一的三维地形、地质、枢纽模型的一体化设计

智能化边坡马道工具同时具备水电站各种复杂边坡的开挖、填筑的概念设计和详细设计功能。主要功能特点：

拱坝边坡自动生成 自动开口线计算 马道参数化更新 丰富的变坡扭面自动建模 丰富的纵坡马道设计开挖图自动标注效益：边坡三维设计效率较传统设计、修改提高5倍，挖填量报表统计数秒中完成。优势①

——智能化边坡马道开挖设计

地下洞室群设计工具专门针对水电站地下隧洞工程规模巨大、关系复杂、异形隧洞等特点开发，用于解决大规模地下洞室群工程的设计难题和效率“瓶颈”。主要功能特点：按中心线或隧洞参数自动更新连接隧洞自动放坡渐变段的自动建模交叉洞室过渡段的自动建模支持自定义异形隧洞截面洞群平面图自动出图

效益：地下洞室群三维设计效率提高70%，彻底解决了复杂洞室隧洞碰撞问题。优势②

——复杂地下洞室群设计优势⑤

——基于统一的三维地形、地质、枢纽模型，实现水电站枢纽一体化设计。基于Microstation软件开发包含智能开孔、装修设计、埋管设计、自动出图、自动标注、自动报表等功能水电水利三维工厂设计系统，解决了水电站工厂三维设计中最影响效率的难点。主要研究成果及创新点1）电气埋管智能设计、报表和出图功能2）楼板、墙智能开口设计和统计功能3）解决建筑装修的设计出图和材料统计4）内嵌我国标准的智能化出图模块5）基于统一数据的自动标注功能

——开孔工具该工具是迄今世界上唯一一个针对工程中墙体、楼板三维开孔设计的智能化工具。主要有以下特点：孔口首次成为真实图形可被编号、命名、统计带出图符号。全参数化设计开孔源修改后自动更新效益：提高厂房、建筑专业设计效率超过70%。

——装修工具该工具是专门针对水电工程室内装修（墙面、地面、吊顶）设计和材料统自动统计的智能化工具。主要有以下特点：自动识别房间具备材料模板自动完成门窗开孔房间修改后自动更新自动材料统计效益：提高建筑专业设计效率数倍。

——自动出图图纸作为设计院的主要产品，绘图在传统设计中占用了工程师绝大部分的时间，自动出图的开发为设计人员节省了超过80%的图纸绘制时间，设计方案修改后图纸“一键式”更新。自动抽图智能化添加主要注释符号化出图图纸批量更新自动图纸对比效益：提高各专业设计效率3倍基于“统一平台、统一数据”，开发了二维图自动编号、标注，大大提高了三维出图的标注效率。——自动标注基于“统一平台、统一数据”，开发了材料表自动统计工具，土建与机电工程量实现全自动统计。操作简易、符合国标；具备数据管理模块、大体积配筋模块、梁板柱配筋模块、切图模块、自动标注模块等8大功能模块；解决水电设计中约占水工专业70%的钢筋图绘制工作，大幅减轻工程师低技术的重复工作量。RReStation框架结构主要成果及创新点1）基于统一平台的混凝土结构、配筋设计一体化2）钢筋与结构智能关联、自动更新3）内嵌多规范、标准体系，支持自动检验4）内嵌我国出图标准和行业制图标准的自动化出图5）自动标注与其关联修改功能6）钢筋自动编号与钢筋表自动统计数据管理模块大体积配筋模块梁板柱配筋模块特种结构配筋模块钢筋显示管理模块切图模块梁板柱配筋模块自动标注模块

无论结构设计还是配筋设计均使用同一个平台、同一套模型，完全不用模型转换或互导。环节简化、效率提高无数据转换、杜绝转换损失为钢筋和结构同步更新创造条件

优势①——无需任何模型转换

Restation采用APModeling参数化系统，提供了多级参数关联钢筋随结构体的几何形状、属性参数（砼强度、保护层厚等）自动更新同时支持本文件内同步和文件间（与参考文件）同步。由于结构调整而引起的钢筋修改工作效率提升超过10倍。优势②——钢筋和结构同步更新

优势③——优良的钢筋浏览功能不同参数的钢筋的主题显示支持首尾钢筋逻辑显示树形结构显示所有钢筋按编号的钢筋查找支持各种隔离显示钢筋

Restation的基础开发框架采用ECFramework技术构建数据信息管理层，以ECSchema的方式存储配筋规范定义及配筋模板定义，实现对多数据源的兼用。为了使Restation软件能够适应多种规范（甚至国外规范），采取了SupplementedSchema技术，只需更换不同的SupplementalSchema便可以实现配筋规范的更改。优势⑤——多规范支撑

优势⑥——智能抽图和标注记忆符合国标的自动出图钢筋符号化钢筋自动标注自动生成钢筋表钢筋标注修改记忆二、三维图纸同步出图比例自适应三维混凝土配筋系统出图三维混凝土配筋系统出图主要研究成果及创新点1）涵盖国内50多个标准和30个厂商样本的设备与元件2）总数超过35000个，覆盖水电行业机电所有专业3）应用于20多个项目，是国内最成熟的水电三维设计元件库4）所有元件支持参数化或定型化修改5）带有二维出图符号，支持自动符号化出图6）具有符合全生命周期管理的设备信息数据结构建成了国内第一个专门正对水电站设计的、最为成熟完备的、覆盖专业最广的机电设备、元件库。电气设备、元件库样例水机设备库暖通设备库样例给排水设备库成熟度高自2007年第一版完成以来，先后在20多个工程中进行了应用，为机电专业设计效率提高3倍，修改效率提高一个数量级。先后经过2次大规模的升级更新，已相当成熟。属性完备元器件库由三维模型、二维符号、功能属性三部分组成，在统一平台中全面支持设计建模、二维出图、自动化材料统计功能。特点参数化性能优良所有设备或元件都通过参数化修改带型号的设备通过数据库内参数驱动非定型产品通过用户输入参数驱动扩展性好基本三维建模智能化出图、材料表全生命周期管理横向扩展纵向扩展水电设计抽蓄设计水利工程设计地铁设计工民建设计……

基于三维数字化设计平台建立了“设计标准网络推送”机制，从技术上保证项目内、专业内设计标准完全统一。实现系统、应用、项目类型、项目、专业五个“等级”的标准推送