摘要：抽水蓄能电站工程建设周期大概有5-8年，可以分为前期工作、前期工程、主体工程、附属工程、项目收尾和达标创优等六个阶段，其中前期工作和主体工程两个阶段时间跨度较长，也是项目管理者最为关注的两大阶段。然而前期工作存在项目核准前手续繁多、预可研、可研和三大专题审查等

南方电网调峰调频发电有限公司工程建设管理分公司

曹锋、葛友铖、韩吉双、施凯健

摘要

抽水蓄能电站工程建设周期大概有5-8年，可以分为前期工作、前期工程、主体工程、附属工程、项目收尾和达标创优等六个阶段，其中前期工作和主体工程两个阶段时间跨度较长，也是项目管理者最为关注的两大阶段。然而前期工作存在项目核准前手续繁多、预可研、可研和三大专题审查等重要节点难以跟踪等问题，主体工程存在覆盖范围广，不同作业面进度层次不齐难以监控等问题。针对上述问题，本文基于项目管理需要，以GIS平台作为技术支撑，开展抽蓄工程项目管理可视化技术研究与应用，包括项目前期进度数据分析，实现了项目前期里程碑计划和项目前期流程进度的可视化查看，提升了项目前期工作的开展效率。以工程建设现场的GIS地图为基础，实现视频影像数据、关键指标数据与GIS地图的集成与可视化，帮助工程管理人员开展作业面长度、面积、坐标、三角量，填、挖方分析，淹没分析和剖面分析，起到对工程建设现场的远程监控和实施进度分析的作用。

关键词：抽水蓄能电站；GIS平台；进度管理；进度可视化

0 引言

针对现有能源的结构，绿色清洁的新能源的占比需要大幅提高，风能、太阳能等新能源的提升，同时抽水蓄能作为一种清洁能源也将迎来重大的发展机遇。然而抽水蓄能电站工程建设周期较长，在前期工作阶段，项目核准前涉及到签订项目框架协议、勘测设计招标、平硐勘探、获取水电总院预可行性研究报告审查、取得水电总院可研“三大专题”审查、征地移民安置规划、用地预审、获得批文等多个阶段，每个阶段的手续都会影响下一个节点目标，因此前期工作各阶段的进度跟踪显得十分重要。在主体施工阶段，上水库工程、下水库工程和厂房工程等从无到有的形象面貌展示，实施进度二维、三维可视化展示，都有利于提升工程建设管控效率。

目前，国内以GIS为手段或者以“BIM+GIS”结合的技术在项目进度管理方面做了大量研究，如在公路工程建设、隧道工程建设、变电站工程建设和桥梁工程建设等，充分应用到GIS平台和BIM模型的可视化、模拟性、协调性、优化性特点进行进度管理。

本文首次尝试将GIS技术应用到抽蓄工程项目全过程进度管理当中，重点研究GIS在项目前期和主体工程施工期的研究，实现了针对项目前期里程碑和项目前期流程数据可视化分析，解决数据展示不够直观的痛点问题。在抽蓄工程主体施工阶段，基于GIS系统提供的地图展示服务，采用无人机智能感知设备及倾斜摄影技术，实现了抽蓄电站的自动化三维建模，并提供了多时相对比、实景还原、空间分析测量等功能。同时基于QuickBIURL自定义物联网、氚云API等技术提供，为GIS平台提供业务数据，实现了GIS图形叠加BIM,GIM,CAD(设计与施工图）的基础模型、施工作业面三维场景与业务数据、AI视频监控等业务数据的有机整合。

1 GIS平台介绍

1.1 技术简介

GIS系统全称为Geographic Information System，又称为地理信息系统。该系统以地理空间数据库为基础，实现了对数据的收集、显示、管理和分析功能，能够实时提供多种空间和动态的地理信息，为管理者提供地理研究和地理决策服务。GIS系统有四大基本功能：一是能够收集并创建一个强大的地理数据库，如无论在建工程还是前期工程的抽蓄项目，其位置信息依据工程的选址和用户标记的位置能够在地图上反映出来。二是能够按照项目特点和类别管理好这个数据库，如可以不同的颜色区分不同状态的项目。三是分析数据库和其他常见的信息之间的关系或者合并使用，如地理数据与项目的里程碑、计划和周报等业务数据相融合。四是各类信息的可视化展示，服务好项目管理者和建设者，如项目的里程碑进度和工程进度展示、各项目进度节点的周报填报信息的查看。

1.2 GIS可视化理论

一般三维GIS主要由数据结构、空间分析和数据显示等三部分组成,关键技术主要包含数据采集、建模仿真、组织管理、可视化及空间分析等方面。本文所涉及的GIS可视化系统包括现场数据采集设备、数据处理中心、可视化前端和云服务器，其中现场数据采集设备、可视化前端分别与数据处理中心通信连接，数据处理中心与云服务器通信连接，现场数据采集设备用于采集工程建设现场的视频影像数据。数据处理中心用于与业务数据系统对接，获取关键指标数据，以工程建设现场的GIS地图为基础，实现视频影像数据、关键指标数据与GIS地图的集成与可视化。

1.3 平台选择

本文采用的GIS平台为前后端架构分离，应用展现层采用主流的技术框架，其中应用服务使用微服务的方式进行部署，并提供安全可靠的REST风格数据接口协议，前端采用Html5的流技术，降低系统耦合性，增强系统可扩展型。与传统的GIS平台相比具体体现在：

1）可视化程度更高。将抽蓄项目的坐标与GIS平台的地图集成，用户通过地图检索电站更加直观，而传统的模式只提供通过列表等展示方式，展示方式比较单调。

2）对于不同终端适配的更好。除了传统的PC或手机，目前大屏也成了主流的显示终端，传统的应用信息列表等显示效果需要针对各种不同的终端进行定制中，提升展示效果，2）针对多种不同终端的显示效果，地图可视化的效果不论使用任何终端均能提供一致的显示效果。

3）应用系统的集成更加强大。面向项目管理提供服务数据分析应用，具有更加灵活的系统拓展能力。

2 抽蓄项目前期工作进度管理

2.1 抽蓄项目站点视图

以GIS平台作为抽水蓄能项目前期进度数据分析的入口，通过地理坐标的方式显示抽蓄项目，根据地图展示的层级动态调整项目名称的显示和隐藏。项目前期站点视图如图1所示，用不同的颜色区分不同状态的项目，图中红色代表已投产发电项目，绿色代表主体工程开工项目，蓝色代表处于前期工作流程中的项目，橙色代表已签约项目，灰色代表初选项目（暂未纳入规划）。地图支持切换广东、广西、贵州、云南和海南等南方五省的抽水蓄能项目。

图1 项目站点视图

项目统计表单能够显示每个阶段项目数量，当鼠标指针移到柱状图上，同能够直观显示是哪些具体项目。如下图2，当项目处于“前期”阶段时，点击柱状图，能够显示出项目名称、当阶阶段（可研、预可研、三大专题审查等）、红绿灯状态和项目阶段完成百分比等信息。项目列表能够显示每个项目当前里程碑、已完成投资占比情况、中高风险作业面和合同数量等项目关键信息。

图2 项目前期阶段项目信息视图

2.2 抽蓄项目前期里程碑及流程展示

通过点击前期站点，自动跳转到项目前期数据分析应用。如下图3，项目前期里程碑展示，根据后台的里程碑数据和填报的周报数据进行计算，使用不同的颜色去标识已经完成、进行中、未开始三种状态的节点，方便查看项目前期的进展。

图3 抽蓄项目前期里程碑展示图

如下图4，项目前期流程和流程填报展示，根据后台的项目流程数据和填报的周报数据进行计算，使用不同的颜色去标识已经完成、进行中、未开始三种状态的节点，方便查看项目前期的进展。

图4 抽蓄项目前期流程展示图

3 抽蓄项目主体工程施工期进度管理

3.1 抽蓄项目主体工程期进度二维可视化应用

以抽蓄项目建设中的水道引水、尾水冲水过程为例，其进度管理主要包含对实时水位的监控，在机组安装过程中对安装进度进行直观监控，在土建施工中对开挖、填筑、衬砌、人员投入等信息建立分析。施工过程中引水冲水水位信息实时监控。对充水水位、充水速度、水量、流量等，结合监测传感装置，可视化集成显示在PC端，如图5所示。

图5 抽蓄项目引水工程二维进度可视化图

此外，主体工程阶段其它工程如图6所示，对抽蓄项目建设中的机组安装（图6a）、上水库蓄水（图6b）、厂房开挖（图6c）等阶段进行实时进度监控，结合施工进度节点，可视化动态展示。基于基建领域信息模型，同时结合工程建设管理需求，系统前端与施工进度跟踪的实时数据对接，通过自定义的配置实现项目形象进度的可视化展示。实现了施工形象进度二维动态展示、数据可视化看板、工程电子地图等应用，为工程建设管理人员提供较好的技术支撑，在抽水蓄能建设领域具有很强的推广意义。

图6 抽蓄项目各作业面工程二维进度可视化图

3.2 抽蓄项目主体工程期进度三维可视化应用

基于GIS的工程进度三维监控系统与视频监控数据的对接，以GIS地图为基础，实现地图与工地视频监控流数据的集成，方便通过地图直接查看视频数据。如图7所示。

图7 三维地图及视频监控集成界面

同时与业务系统数据的集成（氚云、QuickBI），实现造价、安全、进度（作业面）等关键指标数据的查看。通过地理空间的直观现状，工程管理人员可开展对长度、面积、坐标、三角量，填、挖方分析，淹没分析，剖面分析等，如下图8。可支持多底图切换，可叠加设计和施工平面图，在二维和三维的系统界面切换。对定期更新具体部位的区域，可观看空中视频数据情况，动态了解最新实时视频俯瞰影像。

图8 三维地图及进度指标数据集成界面

4 结论

抽水蓄能建设进度管理是项目管理的核心，本文基于GIS平台作为技术支撑，利用GIS强大的地理数据采集、分析和展示的功能与抽蓄工程业务相结合，实现项目前期和项目主体工程施工期各环节、各场景的二维和三维可视化呈现。

目前本系统各项技术已处于抽水蓄能电站工程建设领域先进水平，在系统集成可靠性与稳定性、功能覆盖的广度以及深度，系统的响应速度以及响应准确性、系统的安全性、经济性以及实用性以及智能化水平等方面已取得较大的进展，能够有效支撑项目全过程建设，并在梅蓄、阳蓄、南宁、肇庆等抽水蓄能电站全面推广实施，有效提升了工程建设管控效率。

在未来，将GIS平台应用到抽水蓄能建设全生命周期管理到中，实现从项目核准到项目投产全过程可视化进度管理。

▷参考文献

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[6] 李新军,李蔚.基于BIM+GIS+低代码的校园地下管网运维管理平台建设与应用[J].建筑施工,2022,44(02):422-424+427.DOI:10.14144/j.cnki.jzsg.2022.02.065.

来源：虹电力