國家電網公司在制定和推廣三維設計標準，以在全國范圍內實現變電站全生命周期數字化管理。汨羅西 220kV 變電站總投資約 1.13億元，是國家電網公司變電站建設歷史上全過程應用三維技術的首批試點工程之一。變電站投運后顯著改善汨羅地區電網結構，提高周邊15萬用戶的供電可靠性。湖北省電力勘測設計院有限公司(以下簡稱“湖北院”)承擔該項目的設計任務，按照國家電網公司的設計標準實施三維協同建模，并向業主交付數字孿生模型。

項目面臨諸多場地挑戰，項目周邊地貌復雜，民房較多，站址布置受到制約。為減少占地，需要多個相關工程專業密切合作，確定地下工程、建筑結構、電氣設備和電纜溝等各種資產的空間位置。在 10 個月的緊張工期內，湖北院必須高效地協同各參建單位，才能確保項目按時安全交付。面對這些設計和施工難題，項目團隊整合BIM、實景建模、模擬和可視化技術，應用三維數字化標準，實現全生命周期數字化。

實景建模建立數字化環境，實現沉浸式可視化

為了準確規劃項目，湖北院采用無人機傾斜攝影對變電站場址進行測繪，并利用 ContextCapture生成三維實景模型。實景模型可以提供可靠的環境信息支撐，直觀反映站址區域的地形地貌、植被、河流湖泊、道路和房屋等信息，為變電站站址規劃選擇和出線走廊規劃提供有力的支持。湖北院主任助理、高級工程師王偉表示：“利用ContextCapture 可以自動生成高精度的實景模型，直觀地反映各種信息，幫助設計人員作出決策”。與傳統的二維工程圖相比，Bentley的實景建模軟件提供了可靠的環境信息，助力在受限場地中合理規劃站址布局。

湖北院利用高度精確的三維實景模型實現現有條件可視化并進行分析，優化進出線走廊規劃，將變電站對周邊農田和房屋的影響降至最低。借助實景模型優化變電站布局，線路進出線避讓周邊民用建筑6座，占地面積與原方案相比節省了 0.94 公頃，節省占地費用 254萬元;節省鉆孔灌注樁工程量63立方米和成本9萬元。

優化協同設計

受周邊地貌和民房的限制，變電站布局較為緊湊，需要多個工程專業相互協作，避免在狹小的空間內發生碰撞。為了實現可靠、高質量和詳細的三維設計，湖北院建立了開放式互連數據環境，并使用 Bentley 集成式數字化軟件重新開展設計。利用ProjectWise協同平臺，集成電氣、結構和地下建模工作。利用OpenUtilities Substation、OpenBuildings Designer、STAAD、Bentley Raceway and Cable Management 和 Promis.e 簡化工作流，優化了協同設計，有效避免了后期返工30余處，節約項目變更150萬元。

電氣和土木工程團隊通過 Bentley 特定專業數字化軟件中的三維模型共享數據和信息，然后將其導入互連數據環境中的綜合變電站模型。利用 STAAD 進行結構設計和分析，優化了建筑模型，設計鋼材與實際鋼材的精度偏差降低到不到 1%，優化鋼構架 8 噸，節省成本 16萬元。

Bentley 軟件之間以及與第三方軟件之間的數據互用性簡化了協同數字化設計，節省了30工日的設計時間和35工日的校核時間。通過在互連數據環境中建立協同三維設計工作流，項目團隊創建了優化的工程模型，可提前發現并解決碰撞，實現了現場地下施工零變更。王偉表示：“通過對全站地下設施進行碰撞檢查，提前發現設計錯誤，避免后期返工 30 余處。”

三維模型簡化施工管理

工程設計模型與實景模型相結合，組成了變電站數字孿生模型，從中自動提取施工圖和材料數量。湖北院為實現變電站全生命周期數字化，探索了多種方法，利用三維設計模型指導施工。項目團隊利用Bentley的移動版ProjectWise和Navigator等移動應用程序，支持現場施工人員訪問和查看變電站模型和相關工程圖。使用 iModel 和三維 PDF 模型可以集成多種形式的數據和動態模擬，施工人員能夠查看設備安裝情況，更好地了解施工過程。在互連數據環境中，利用這些移動數字化解決方案，方便現場工作人員訪問三維設計模型，改善了工作流和溝通，有效指導施工，節省了 15 個工作日。

利用 SYNCHRO 進行4D施工模擬，可以直觀地協調和模擬施工進程，跟蹤和管理施工進度。利用這一動態施工模擬軟件，將計劃的施工進度與現場實際進度進行對比分析，有效地實時管理變更。王偉表示：“利用 SYNCHRO，我們可以系統、全面地管理和控制項目的進度，隨時分析進度偏差，控制可能出現的風險。”湖北院通過利用移動技術和 SYNCHRO，采用三維設計模型來簡化施工管理，實現了施工全面數字化，變電站比原定計劃建設工期提前 30 天投運。

數字孿生模型實現變電站的現代化

通過使用 Bentley 的實景建模、BIM、施工模擬和虛擬現實軟件創建變電站的數字孿生模型，項目總投資減少了約 600 萬元。為了實現變電站的全生命周期數字化，湖北院使用 LumenRT 創建數字孿生模型，交付給業主，以實現更高效的運維。此外，Bentley 的視覺動畫技術在三維設計模型中加入了沉浸式虛擬現實元素，可優化變電站設施運營的溝通和理解。

汨羅西220kV變電站是國家電網公司首批三維試點工程中第一個正式投入生產運行的工程，湖北院實現了變電站交付工業化。Bentley 的集成技術優化了工程全生命周期協同三維建模，助力交付數字孿生模型，提高設計效率，并為施工和運維提供強大的技術支持。

BIM模型在施工過程中的應用可全面提升工程造價行業效率與信息化管理水平，優化管理流程，高效率、高精準度的完成工程量計算工作。以上內容就是“湖北院采用實景建模建立數字化環境，BIM實現沉浸式可視化”，更多BIM熱點資訊/教程分享歡迎關注微信公眾號“BIM實訓”，也可點擊下方免費下載領取精品學習資料。