Ứng dụng công nghệ BIM trong ngành điện Việt Nam có thể giúp nâng cao hiệu quả quản lý các công trình xây dựng, từ việc thiết kế đến vận hành, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí, tạo l
TỔNG QUAN
Công nghệ UAV trong công tác khảo sát
Việc áp dụng công nghệ bay chụp UAV trong công tác khảo sát đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác và rút ngắn thời gian khảo sát so với các phương pháp đo đạc trên mặt đất truyền thống
Công nghệ UAV có nhiều ưu điểm vượt trội, như: Hệ thống gọn nhẹ, thuận tiện cho việc di chuyển và thao tác ngoài thực địa; cho kết quả chính xác, nhanh chóng và trực quan; hệ thống có tính tự động hoá cao, thuận tiện cho người sử dụng; cho phép khảo sát địa hình ở những khu vực khó khăn, nguy hiểm mà các phương pháp truyền thống khó tiếp cận
Tuy nhiên, về cơ bản, việc ứng dụng công nghệ UAV trong khảo sát địa hình công trình điện luôn cần kết hợp các phương pháp đo đạc khác, hay nói cách khác nếu chỉ có riêng công nghệ UAV thì chưa đủ để đo đạc hoàn thiện bản đồ địa hình Việc kết hợp 2 phương pháp UAV và toàn đạc sẽ giúp giảm thiểu đo thiếu điểm cong, điểm gẫy khúc, lấy sót điểm
Hình 2.1: Mô phỏng công nghệ UAV trong khảo sát địa hình
(nguồn: https://kttnn.tlu.edu.vn/)
Các thiết bị bay khảo sát hiện nay
UAV có nhiều loại với kích thước và hình dạng khác nhau, có những chiếc to như một chiếc máy bay phản lực nhưng có chiếc chỉ nhỏ như một mô hình Cũng tùy theo nhu cầu sử dụng trong từng lĩnh vực khác nhau mà chúng được thiết kế những chức năng riêng biệt Tuy nhiên chúng đều có một nguyên tắc hoạt động chung đó là được điều khiển thông qua những trạm kiểm soát ở dưới mặt đất
Dưới đây là những máy bay và thiết bị đi kèm phổ biến hiện nay phục vụ khảo sát
Bảng 2.1: Các thiết bị UAV trong khảo sát địa hình (nguồn:https://doi.org/10.59382/pro.intl.con-ibst.2023.ses3-22)
M300 L1 (LiDAR) (Chụp hình ảnh) Ảnh thiết bị UAV
Máy ảnh gắn liền UAV, không thay thế bằng chụp lidar, không ghép nhiều thiết bị chụp trên thiết bị Tách rời (thay lidar)
Gắn nhiều thiết bị chụp
Tách rời (thay chụp ảnh) Gắn nhiều thiết bị chụp Đơn giá UAV
Bộ chụp ảnh không base: 140.000.000đ
Bộ chụp ảnh không base: 280.000.000đ
Bộ lidar không base: 468.160.000đ Ứng dụng
Thành lập bản đồ tỷ lệ 1/1000-5000 Cao độ đo được không
Thành lập bản đồ tỷ lệ 1/1000-5000 Cao độ đo được không chính
Thành lập bản đồ tỷ lệ 1/200-5000 Đo được cao độ trừ đo sâu kênh rạch sông – hoặc khu
M300 L1 (LiDAR) (Chụp hình ảnh) chiếu hình ảnh và pointcloud hình ảnh và pointcloud
Mô hình quét Gợn sóng Gợn sóng Phẳng phiu hơn
Cùng một độ phân giải mặt đất ~ 0.63cm cho M300P1 bay ở độ cao 50m và P4RTK phải bay ở độ cao bay là 23m => M300P1 bay cao hơn vì vậy bao phủ khu vực rộng lớn hơn
Ưu nhược điểm của khảo sát bay UAV
Phương pháp khảo sát bằng UAV đặc biệt là bay UAV Lidar là giải pháp thu thập thông tin đối tượng bằng công nghệ LiDAR (Light Detection and Range), đây là một giải pháp khảo sát bản đồ hiện đại và tốt nhất hiện nay Giải pháp này có thể đo đạc và thu thập chính xác dữ liệu từ các đối tượng, bề mặt, công trình, địa hình địa vật Thiết bị lidar sẽ quét thu thập thông tin đối tượng dưới dạng đám mây điểm (point cloud), tập hợp này gồm hàng triệu điểm 3D, là điểm có tọa độ x, y, z kèm với dữ liệu màu sắc RGB theo thời gian thực
Quá trình quét dữ liệu hoàn tất sẽ được phần mềm chuyên dụng xử lý nội nghiệp và tạo ra mô hình số địa hình với độ chính xác cao
Giảm lượng lớn thời gian, tiết kiệm công sức và đảm bảo an toàn cho người lao động cao hơn nhiều so với các phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa Độ phân giải và độ chính xác cao, dễ dàng số hóa và đo vẽ bổ sung khi cần thiết Ảnh chụp cho màu thực, giúp người sử dụng có góc nhìn trực quan nhất đối với bản đồ khiến công tác giải đoán ảnh trở nên dễ dàng hơn rất nhiều
Chi phí đầu tư thiết bị khá cao
Các khu vực cây cối rậm rạm, địa hình là mặt nước dữ liệu UAV vẫn chưa thể hiện một cách đầy đủ và chính xác nhất
Tùy vào từng loại mà UAV khi bay trên bầu trời sẽ bị giới hạn khoảng không gian bay hay phải xin cấp phép một cách chặt chẽ vì nếu có sai sót rất nguy hiểm Việc điều khiển những chiếc UAV cũng rất phức tạp và bằng nhiều cách khác nhau
Phụ thuộc vào thời tiết Để đảm bảo an toàn cho thiết bị, không được sử dụng UAV trong điều kiện thời tiết mưa bão; thời tiết nhiều gió cũng gây khó khăn cho công tác bay chụp khiến máy bay dễ bị dạt, lệch vị trí tuyến bay, gió còn gây rung, lắc, nghiêng hướng làm giảm chất lượng ảnh (nếu không đạt chất lượng phải bay chụp bù).
Mô hình thông tin công trình (BIM)
2.4.1 Khái niệm mô hình thông tin công trình (BIM)
Building Information Modeling (BIM) là công nghệ sử dụng mô hình ba chiều (3D) để tạo ra, phân tích và truyền đạt thông tin của công trình Theo Viện Kiến trúc Hoa Kỳ, tên gọi Building Information Modeling (BIM) được Autodesk đặt ra (Autodesk là một công ty lớn của Mỹ, chuyên cung cấp các phần mềm đồ họa phục vụ cho công tác thiết kế và thi công xây dựng) và được phổ biến rộng rãi để mô tả mô hình không gian ba chiều thiết lập bằng công cụ máy tính để thể hiện các vật thể Nó trợ giúp quá trình trao đổi và chia sẻ thông tin của công trình bằng cách số hóa
Các nhà tư vấn thiết kế cũng như các nhà thầu xây dựng có thể sử dụng các phần mềm 3D có ứng dụng BIM (chẳng hạn như Autodesk REVIT, v.v.) để tạo nên một mô hình của công trình trên máy vi tính mà mô hình này sẽ giống hệt như công trình thực tế ở ngoài công trường Mô hình không gian ba chiều này được liên kết với cơ sở dữ liệu thông tin của dự án, thể hiện tất cả các mối liên hệ về mặt không gian, các thông tin hình học, kích thước, số lượng, và cả cấu tạo vật liệu của các cấu kiện, bộ phận của công trình Nó có thể được sử dụng để thể hiện toàn bộ vòng đời của một công trình xây dựng từ khâu thiết kế, thi công, cho đến khâu vận hành sử dụng
Hiện nay trên thế giới có nhiều định nghĩa khác nhau về BIM Ví dụ như: Theo lý dữ liệu dự án và thiết kế cơ sở cần thiết dưới dạng định dạng kỹ thuật số xuyên suốt vòng đời của dự án xây dựng hoặc Theo NBIMS-US Hoa Kỳ (National Building Information Modeling Standard) thì BIM là một hoạt động tạo ra mô hình điện tử nhằm làm trực quan hóa, phân tích năng lượng, phân tích xung đột, sản phẩm hoàn công, ngân sách và nhiều mục đích khác nữa
Tuy nhiên một cách chung nhất có thể hiểu BIM là tiến trình tạo dựng và sử dụng mô hình thông tin kỹ thuật số cho các công tác từ thiết kế, thi công đến quản lý vận hành công trình Việc áp dụng quy trình BIM sẽ cho phép thông tin và dữ liệu được sản xuất dưới dạng số, tạo điều kiện thuận lợi cho sự trao đổi, hợp tác giữa các bên tham gia
Hình 2.2 Tiến trình BIM (Nguồn: Tạp chí Kinh tế xây dựng 2014)
Hình 2.3 Các cấp độ phát triển của BIM (Nguồn: BSI/Arcadis)
Mục tiêu của BIM là truyền đạt thông tin đến các bên liên quan trong dự án và các chủ thể trong dự án đều thấy được ích lợi của BIM mang lại trong việc truy cập thông tin được thiết lập bởi nhà quản lý BIM dự án BIM là một nguồn tài nguyên thông tin rất hữu ích cho các giai đoạn của dự án, nó phụ thuộc vào tất cả các chủ thể liên quan dự án cập nhật, hiệu chỉnh thông tin dự án BIM giúp các bên liên quan tham gia giao tiếp và cập nhật thông tin tốt Việc hiểu BIM như một mô hình 3D là góc nhìn rất hạn chế vì mục đích của nó là thu thập, quản lý, lưu trữ tất cả các thông tin cần thiết cho các giai đoạn của dự án từ thiết kế, thi công cũng như giai đoạn vận hành
2.4.3 Mô hình thông tin công trình
Mô hình BIM mô tả hình học ba chiều, đối tượng và thuộc tính của một công trình Cốt lỗi của BIM là hình học xây dựng nhưng BIM cũng là một thông tin có cấu trúc dựa trên dữ liệu phi hình hoc cung cấp thông tin chi tiết về các thành phần xây dựng Điều này rất hữu ích cho công tác bảo trì và vận hành Mô hình BIM không chỉ là mô hình công trình 3D mà nó còn được gọi là mô hình n-chiều được tạo ra bởi máy tính dùng để mô phỏng kế hoạch, thiết kế thi công và vận hành
2.4.4 Các giai đoạn hình thành của mô hình thông tin công trình
2.4.4.1 BIM giai đoạn 1: Giai đoạn mô hình đối tượng Ở giai đoạn này các đối tượng được tạo bởi các phần mềm ba chiều như Revit, Tekla, …Tạo ra các mô hình độc lập cho ba giai đoạn của vòng đời dự án: thiết kế, thi công và vận hành Các mô hình trong giai đoạn này chủ yếu tạo ra các bản vẽ, tiến độ thi công, bảng khối lượng, các chỉ dẫn kỹ thuật, mô hình 3D trực quan hóa, …Trao đổi dữ liệu trong giai đoạn này là đơn hướng, thông tin không đồng bộ và rời rạc
Hình 2.5: Mô tả mô hình đối tượng 3D BIM giai đoạn 1
Hình 2.6: Mô tả các giai đoạn dự án BIM giai đoạn 1
2.4.4.2 BIM giai đoạn 2: Giai đoạn kết hợp mô hình
Sau khi đã có mô hình đối tượng độc lập được thực hiện ở BIM giai đoạn 1, ở BIM giai đoạn 2 kết hợp các mô hình Trong gia đoạn này cần chọn công nghệ cho công cụ phần mềm BIM cho việc trao đổi tương tác với nhau Trao đổi tương tác giữa các định dạng phần mềm độc quyền như Revit Architecture và Revit Structure qua tệp định dạng rvt và định dạng không độc quyền như giữa Archicad và Tekla qua định dạng tệp IFC Hay trao đổi tương tác qua tệp định dạng xml giữa các phần mềm lập tiến độ dự án Ms Project 4D, ước tính khối lượng dự án Sigma enterprise 5D và COBie (Construction Operations Building Information Exchange) 7D Sự kết hợp này có thể một hoặc hai giai đoạn vòng đời dự án với nhau như thiết kế-thi công, thiết kế-thiết kế, thiết kế-vận hành và BIM giai đoạn 2 chỉ chứa một dữ liệu hình học.
Hình 2.7: Mô tả kết hợp đối tượng 3D BIM giai đoạn 2
Hình 2.8: Mô tả các giai đoạn dự án BIM giai đoạn 2
2.4.4.3 BIM giai đoạn 3: giai đoạn tích hợp dựa trên hệ thống mạng Ở giai đoạn này đã tạo ra mô hình tích hợp có thể chia sẻ và duy trì hợp tác qua các giai đoạn vòng đời dự án Sự tích hợp này có thể xây dựng được dựa trên mô hình công nghệ máy chủ đóng vai trò như một trung tâm xử lý dữ liệu Mô hình BIM giai đoạn 3 trở thành mô hình đa chiều cho phép các phân tích phức tạp trong giai đoạn thiết kế và thi công ảo
Hình 2.9: Mô tả mô hình tích hợp các đối tượng cùng làm việc trên một mô hình
Hình 2.10: Mô tả các giai đoạn dự án BIM giai đoạn 3
2.4.5 Mức độ chi tiết – mức độ phát triển/ Level of detail – Level of development (LOD)
LOD đôi khi được hiểu là mức độ chi tiết hơn là mức độ phát triển Có một sự khác biệt quan trọng giữa hai định nghĩa này
Mức độ chi tiết (Level of detail) về cơ bản là một phần tử của mô hình được thể hiện dưới hình thức đồ họa bởi bao nhiêu chi tiết trong mô hình cấu kiện đó
Mức độ phát triển (Level of development) là mức độ mà yếu tố hình học và thông tin đính kèm được kế hoạch thông qua Các thành viên dự án có thể dựa vào thông tin này khi sử dụng mô hình
Về bản chất, mức độ chi tiết có thể được xem như đầu vào của cấu kiện, còn mức độ phát triển có thể được xem như đầu ra của mô hình đáng tin cậy
Hình 2.11: Ví dụ về mức độ chi tiết cấu kiện mô hình
(nguồn: https://digitalcad.edu.vn/)
2.4.6 Nền tảng BIM (BIM Platform) và môi trường BIM (BIM
Các ứng dụng BIM thiết kế mong muốn không chỉ là công cụ thiết kế Hầu hết các ứng dụng thiết kế BIM đều có tương tác với các ứng dụng khác như là phân tích năng lượng, ước tính chi phí, …
2.4.6.1 Nền tảng BIM (BIM Platform)
BIM Tool: Công cụ BIM bao gồm các ứng dụng như công cụ tạo ra đặc điểm kỹ thuật, công cụ ước tính chi phí, công cụ kiểm tra chất lượng mô hình, trực quan hóa, quản lý vận hành, quản lý dự án, …
Các tổ chức đặt ra câu hỏi liệu sử dụng công cụ này có cải thiện được tổ chức Chiến thuật là làm thế nào để một nhóm có thể phân tích được kỹ thuật mới và chọn công cụ nào là quan trọng vì nó xác định tính nhanh lẹ và thuận lợi cho nhóm BIM Tool đại diện cho cách tiếp cận “little BIM” và xem BIM chỉ là một công cụ phần mềm, một mô hình xây dựng thông tin và do đó, chỉ xem BIM như là một mô hình 3D
Quy trình nghiên cứu
Hình 3.1 Quy trình nghiên cứu
Quy trình nghiên cứu được đề ra nhằm mục đích thực hiện các mục tiêu nghiên cứu được đề ra Từng giai đoạn cụ thể của quy trình nghiên cứu bao gồm:
Bước 1: Xác định vấn đề nghiên cứu Để mục tiêu nghiên cứu đạt được kết quả tốt, ngay từ đầu tác giả phải xác định những vấn đề cần thiết khi thực hiện nghiên
Xác định vấn đề nghiên cứu
Tổng quan các vấn đề đến công tác khảo sát bằng UAV
Khảo sát các thông tin cần thiết, các nghiên cứu trước tương tự
Phân tích đánh giá quy trình thẩm định, phê duyệt công tác khảo sát, thiết kế công trình điện hiện nay tại Tổng công ty Điện lực miền Nam Ứng dụng quy trình đề xuất vào dự án thí điểm Đề xuất quy trình ứng dụng công nghệ BIM trong công tác khảo sát thiết kế công trình điện
Kết luận và kiến nghị
Tổng quan các vấn đề về BIM Đánh giá quy trình ứng dụng cứu như mục tiêu nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu và dự kiến kết quả đạt được của nghiên cứu
Bước 2: Tổng quan các vấn đề đến công tác khảo sát bằng UAV và BIM:
Trong bước này, tác giả trình bày các vấn đề liên quan công tác khảo sát bằng UAV, định nghĩa về BIM là gì qua các tham khảo tài liệu nghiên cứu Thông tin trong mô hình BIM đem lại lợi ích cho các bên liên quan như thế nào Trình bày các giai đoạn hình thành BIM, mức độ trưởng thành BIM trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay, mức độ chi tiết của cấu kiện mô hình BIM để triển khai mô hình BIM cho công tác thiết kế Nền tảng để thực hiện BIM thành công, các giá trị của BIM cho công tác thiết kế
Bước 3: Khảo sát các thông tin cần thiết, các nghiên cứu trước tương tự: Trong bước này, tác giả nghiên cứu, tham khảo các công trình/đề tài tương tự về việc ứng dụng BIM vào thiết kế các công trình năng lượng và các thông tin cần thiết về việc áp dụng BIM vào thiết kế công trình năng lượng Mẫu khảo sát là các công trình năng lượng trên cả nước Đối tượng khảo sát là thiết kế công trình Do sự khó khăn trong việc tiếp cận các hồ sơ của các công trình tương tự nên thông tin thu thập được cũng rất hạn chế
Bước 4: Phân tích đánh giá quy trình thẩm định, phê duyệt công tác khảo sát, thiết kế công trình điện hiện nay tại Tổng công ty Điện lực miền Nam Nghiên cứu đề xuất quy trình ứng dụng công nghệ BIM trong công tác khảo sát thiết kế công trình điện Để đánh giá được tính khả dụng của ứng dụng, tác giả sẽ đưa quy trình nghiên cứu vào công trình Trạm 110kV Hiệp Thành và đường dây đấu nối trạm 110kV Hiệp Thành, tỉnh Bạc Liêu thí điểm
Bước 5: Ứng dụng quy trình BIM đề xuất cho công tác khảo sát, thiết kế công trình Trạm 110kV Hiệp Thành và đường dây đấu nối trạm 110kV Hiệp Thành, tỉnh Bạc Liêu Để đánh giá được tính khả dụng của ứng dụng: Sử dụng bộ phần mềm để tiến hành mô hình các thiết bị của công trình và mô hình các công việc tương ứng nhằm đạt được hiệu quả trong quá trình thực hiện Phối hợp mô hình, kết hợp các mô hình để đánh giá chính xác Với các kết quả đạt được, tác giả tiến hành đánh giá tính khả thi, đánh giá việc ứng dụng quy trình áp dụng BIM để thiết kế công trình điện
Bước 6: Kết luận và kiến nghị Tổng hợp lại quá trình nghiên cứu, tác giả đưa ra các kết luận về mục tiêu nghiên cứu, các khuyết điểm còn hạn chế và đề xuất các mục tiêu nghiên cứu tiếp theo.
Phương pháp nghiên cứu
3.2.1 Khảo sát các thông tin cần thiết, các nghiên cứu trước tương tự:
Sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu để tiến hành đánh giá các tài liệu, các nghiên cứu, các công trình đã tiến hành liên quan đến việc áp dụng, ứng dụng BIM vào thiết kế Các đánh giá này giúp khẳng định ý nghĩa của BIM khi áp dụng vào thiết kế các công trình năng lượng, từ đó hỗ trợ việc áp dụng BIM cho phù hợp
Bảng 3.1: Một số công trình năng lượng sử dụng UAV trong khảo sát
Stt Tên công trình Địa điểm khảo sát
1 Khảo sát tuyến đường dây 500kV Quảng Trạch -
Tỉnh Quảng Bình – tỉnh Quảng Nam
2 Xây dựng mới trạm 110kV Ba Vì 2 và nhánh rẽ Thành phố Hà Nội
3 Công trình đường dây 220kV Nhánh rẽ trạm biến áp 220kV Tân Sơn Nhất Thành phố Hồ Chí Minh
4 Dự án điện gió Hải Anh - Quảng Trị Tỉnh Quảng Trị
5 Điện gió IANG BANG Tỉnh Gia Lai
Bảng 3.2: Một số công trình năng lượng ứng dụng BIM
Stt Tên công trình/Đề tài nghiên cứu Tác giả/Đơn vị thực hiện Nội dung
1 Dự án Trạm biến áp 220kV Krông
Ana và đấu nối, tỉnh Đắk Lắk
Ban Quản lý dự án các công trình điện miền Trung Áp dụng BIM trong đầu tư xây dựng, quản lý vận hành
2 Dự án Trạm biến áp 220kV Duy
Ban Quản lý dự án các công Áp dụng BIM trong đầu tư xây
Stt Tên công trình/Đề tài nghiên cứu Tác giả/Đơn vị thực hiện Nội dung trình điện miền Trung dựng, quản lý vận hành
3 Công trình Trạm biến áp 220kV Lạng
Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng điện 3 Áp dụng BIM trong đầu tư xây dựng, quản lý vận hành
4 Công trình đường dây 220kV Nhánh rẽ trạm biến áp 220kV Tân Sơn Nhất
Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng điện 3 Áp dụng BIM trong đầu tư xây dựng, quản lý vận hành
3.2.2 Đề xuất quy trình ứng dụng BIM vào công tác thiết kế
Nghiên cứu thực hiện phỏng vấn trực tiếp với các đối tượng làm công tác đầu tư xây dựng để nhận xét cho ý kiến về quy trình thực hiện công tác thẩm định, phê duyệt thiết kế Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam Từ những kết luận được rút ra từ quá trình phân tích dữ liệu, nghiên cứu tiến hành phân tích những điểm mạnh, điểm yếu của quy trình nói trên
Kết hợp với các thế mạnh của BIM cùng những ứng dụng thực tế của BIM để lên ý tưởng cho việc xây dựng quy trình ứng dụng BIM vào công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện Các quy trình ứng dụng được trình bày dưới dạng mô hình quy trình với các nội dung tổng quát các giai đoạn thực hiện nhằm tạo thành một hướng dẫn cho các đơn vị muốn triển khai ứng dụng BIM vào công tác khảo sát, thiết kế Tuy nhiên quy trình đề xuất sẽ không đi vào quá chi tiết nội dung cho từng ứng dụng mà chỉ là những bước hướng dẫn chung cơ bản nhằm xây dựng mô hình BIM sử dụng cho công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện
3.2.3 Ứng dụng quy trình đề xuất vào công trình thí điểm
Sau khi xây dựng quy trình đề xuất, nghiên cứu tiến hành ứng dụng thử quy xuất Công trình được sử dụng nghiên cứu là công trình thật, các dữ liệu được thu thập từ đơn vị Tư vấn thiết kế Việc thực hiện ứng dụng sẽ được thực hiện với các phần mềm cụ thể và các bước thực hiện chi tiết từ các ý tưởng trong quy trình đề xuất để đánh giá khả năng sử dụng được cho nhiều nền tảng phần mềm BIM khác nhau Các ứng dụng thực tế này chỉ là một trong những ứng dụng từ ý tưởng của quy trình đề xuất chứ không nhất thiết là những bước cố định khi áp dụng với các công trình khác
3.2.4 Đánh giá quy trình ứng dụng và kết luận Đánh giá việc ứng dụng quy trình cho công trình thí điểm từ quy trình đề xuất Đánh giá chung việc thực hiện thí điểm BIM trong thiết kế cho dự án, đánh giá các ưu điểm và các tồn tại nhằm từng bước xây dựng đề án BIM tổng thể cho các dự án Điện tại Tập Đoàn điện lực Việt Nam.
KẾT LUẬN
Nội dung của chương là đưa ra hướng dẫn chung cho việc thực hiện các giai đoạn của nghiên cứu Nghiên cứu bao gồm 3 giai đoạn chính: Tìm hiểu hiện trạng quy trình thực hiện công tác thẩm định, phê duyệt thiết kế Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam, xây dựng quy trình ứng dụng BIM vào công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện vào quản lý tòa nhà và đánh giá mô hình ứng dụng và kết luận.
XÂY DỰNG QUY TRÌNH BIM VÀO CÔNG TÁC THẨM ĐỊNH PHÊ DUYỆT THIỀT KỀ DỰ ÁN
Phân tích đánh giá quy trình thực hiện công tác thẩm định, phê duyệt thiết kế Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam
4.1.1 Quy trình thực hiện đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam:
Tổng công ty Điện lực miền Nam đã ban hành Quyết định số 723/QĐ-EVNSPC ngày 09/5/2022 về việc ban hành quy trình Thực hiện công tác quản lý dự án đầu tư xây dựng trong Tổng công ty Điện lực miền Nam với mục đích: Quy trình thực hiện công tác quản lý dự án đầu tư xây dựng trong Tổng công ty Điện lực miền Nam ban hành để cụ thể hóa nội dung, trình tự, cách thức và nhiệm vụ thực hiện công tác quản lý dự án đầu tư xây dựng theo pháp luật về đầu tư xây dựng và Quy chế về công tác đầu tư xây dựng áp dụng trong Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam; làm cơ sở để kiểm tra, giám sát và xử lý vi phạm trong lĩnh vực đầu tư xây dựng
Trong đó, quy trình thực hiện công tác thẩm định, phê duyệt thiết kế Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam được quy định thực hiện như sau:
Bảng 4.1 Quy trình thực hiện công tác thẩm định phê duyệt thiết kế tại Tổng công ty Điện lực miền Nam
Mục Nội dung và trình tự thực hiện Thời gian
Chủ đầu tư lựa chọn đơn vị Tư vấn khảo sát, Tư vấn thiết kế
Ký hợp đồng đơn vị Tư vấn khảo sát, Tư vấn thiết kế Điều chỉnh hồ sơ dự án theo ý kiến thẩm định, TVTT, Ban QLDA kiểm tra
Mục Nội dung và trình tự thực hiện Thời gian
Tư vấn khảo sát lập nhiệm vụ khảo sát, đề xuất phương án khảo sát, tiến hành khảo sát và tổng hợp kết quả khảo sát.
Tư vấn thiết kế lập BCNCKT
Ban QLDA rà soát thống nhất các ý kiến
Tư vấn thẩm tra Phê duyệt kết quả khảo sát
Các Ban chuyên môn EVNSPC góp ý
Mục Nội dung và trình tự thực hiện Thời gian
Bước 1 - Bước 2: Chủ đầu tư lựa chọn đơn vị Tư vấn khảo sát, Tư vấn thiết kế Ký hợp đồng đơn vị Tư vấn khảo sát, Tư vấn thiết kế:
- Ban Quản lý dự án chủ trì công tác lựa chọn nhà thầu tư vấn Sau khi kết thúc quá trình lựa chọn nhà thầu, các bên tiến hành ký kết hợp đồng làm cơ sở triển khai các nội dung công việc đã cam kết, thống nhất Các nội dung, điều khoản trong thỏa thuận hợp đồng, các tài liệu trong quá trình lựa chọn nhà thầu Hồ sơ mời thầu/Hồ sơ yêu cầu, Hồ sơ dự thầu/Hồ sơ đề xuất, biên bản thương thảo, các văn bản tài liệu khác trong quá trình triển khai hợp đồng là những văn bản pháp lý quan trọng trong quá trình quản lý thực hiện hợp đồng của các bên liên quan
Bước 3 – Bước 4: Tư vấn khảo sát lập nhiệm vụ khảo sát, đề xuất phương án khảo sát, tiến hành khảo sát và tổng hợp kết quả Phê duyệt kết quả khảo sát:
- Tư vấn thiết kế chủ trì thực hiện khảo sát, trình phê duyệt kết quả khảo sát cho Ban Quản lý dự án Chủ đầu tư phê duyệt báo cáo kết quả khảo sát xây dựng bằng văn bản hoặc phê duyệt trực tiếp tại Báo cáo kết quả khảo sát xây dựng
Bước 5: Tư vấn thiết kế lập Báo cáo nghiên cứu khả thi-Đầu tư xây dựng/Báo cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng:
Phê duyệt BCNCKT Trình EVNSPC phê duyệt
BCNCKT cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng Ban Quản lý dự án có nhiệm vụ đôn đốc, đảm bảo Tư vấn thiết kế thực hiện việc lập hồ sơ dự án đạt tiến độ, chất lượng phù hợp Ban Quản lý dự án chủ trì trình hồ sơ cho tư vấn thẩm tra
Bước 6: Tư vấn thẩm tra:
- Ban QLDA thống nhất các ý kiến, đối chứng giữa TVTT và TVTK hoàn thiện hồ sơ trước khi trình chủ đầu tư xem xét Yêu cầu Tư vấn thiết kế hiệu chỉnh hồ sơ theo ý kiến của Tư vấn thẩm tra nếu có
Bước 7: Trình các Ban chuyên môn của EVNSPC góp ý
- Ban Quản lý dự án tổng hợp hồ sơ trình các Ban chuyên môn của Tổng công ty Điện lực miền Nam xem xét góp ý Ban Quản lý đầu tư chủ trì công tác, lấy ý kiến các Ban: Kế hoạch, Kỹ thuật, Viễn thông công nghệ thông tin, Tài chính kế toán Các Ban chuyên môn xem xét hồ sơ Báo cáo nghiên cứu khả thi-Đầu tư xây dựng/Báo cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng theo chức năng nhiệm vụ được giao, gửi ý kiến về Ban Quản lý đầu tư tổng hợp phản hồi cho Ban Quản lý dự án để hoàn thiện hồ sơ và điều chỉnh nếu có
Bước 8: Ban Quản lý dự án rà soát thống nhất các ý kiến
- Ban Quản lý dự án tổng hợp các ý kiến góp ý của tư vấn thẩm tra và các Ban chuyên môn của Tổng công ty Điện lực miền Nam yêu cầu tư vấn thiết kế hiệu chỉnh, hoàn thiện hồ sơ thiết kế trình Cơ quan chuyên môn về xây dựng thẩm định theo quy định về đầu tư xây dựng hiện hành
Bước 9: Trình thẩm định Cơ quan chuyên môn về xây dựng Báo cáo nghiên cứu khả thi-Đầu tư xây dựng/Báo cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng
- Tham chiếu theo các quy định về phân cấp công trình và thẩm quyền thẩm định được nêu tại Nghị định số 15/2021/NĐ-CP ngày 03/3/2021, Ban Quản lý dự án lập Tờ trình trình Cơ quan chuyên môn về xây dựng Đơn vị Quản lý dự án có trách nhiệm cung cấp hồ sơ (bản giấy) và phối hợp với Bộ phận được giao thẩm định của Tổng công ty Điện lực miền Nam theo dõi, giải trình với Cơ quan chuyên môn về xây dựng thẩm định để hoàn thành kết quả thẩm định
Bước 10: Điều chỉnh hồ sơ dự án theo ý kiến thẩm định, Tư vấn thẩm tra, Ban Quản lý dự án kiểm tra
- Sau khi có kết quả thẩm định của Cơ quan chuyên môn về xây dựng, Tư vấn thiết kế điều chỉnh, hoàn thiện hồ sơ theo ý kiến của Cơ quan chuyên môn về xây dựng Ban Quản lý dự án phối hợp Tư vấn thẩm tra rà soát hồ sơ trước khi trình Ban Quản lý đầu tư - Tổng công ty Điện lực miền Nam thẩm định phê duyệt
Bước 11-Bước 12-Bước 13: Trình phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi- Đầu tư xây dựng/Báo cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng/ Tổng công ty Điện lực miền Nam thẩm định/ Phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi-Đầu tư xây dựng/Báo cáo kinh tế kỹ thuật-Đầu tư xây dựng
Sau khi hoàn thiện hồ sơ dự án theo kết quả/cuộc họp thẩm định và góp ý của các Ban chuyên môn, Ban Quản lý dự án trình Ban Quản lý đầu tư thẩm định Ban Quản lý đầu tư thẩm định tổng hợp các các tài liệu, kết quả thẩm định của Cơ quan chuyên môn về xây dựng (nếu có), báo cáo kết quả thẩm tra… lập Báo cáo thẩm định để trình Lãnh đạo Tổng công ty phê duyệt
4.1.2 Phân tích đánh giá quy trình hiện tại:
4.1.2.1 Công cụ khảo sát đánh giá:
Đề xuất quy trình ứng dụng BIM vào công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện
Từ các phân tích, đánh giá về quy trình thực hiện công tác thẩm định phê duyệt thiết kế tại Tổng công ty Điện lực miền Nam hiện tại đã nêu ở phần trên Kết hợp các yêu cầu về Lộ trình áp dụng Mô hình thông tin công trình (BIM) trong hoạt động xây dựng của Thủ tướng Chính phủ tại Quyết định số 258/QĐ-TTg ngày 17/3/2023, chuyển đổi số trong Tập đoàn Điện lực Quốc gia Việt Nam và các quy trình xây dựng mô hình BIM đang được sử dụng trên thế thời, nghiên cứu đề xuất quy trình để xây dựng mô hình BIM hỗ trợ cho công tác công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện
Quy trình đề xuất để áp dụng BIM cho công tác công tác khảo sát, thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện dựa trên cơ sở quy trình thực hiện công tác thẩm định, phê duyệt thiết kế Báo cáo nghiên cứu khả thi đầu tư xây dựng đang áp dụng hiện nay trong Tổng công ty Điện lực miền Nam với sự tham gia của 5 đơn vị có trách nhiệm chính bao gồm: Chủ đầu tư, Ban Quản lý dự án, Đơn vị thiết kế, Đơn vị thẩm tra thiết kế và Cơ quan chuyên môn về xây dựng
4.2.1 Quy trình đề xuất thực hiện:
Bảng 4.2 Quy trình ứng dụng BIM vào công tác thiết kế và phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi của công trình điện
Tiếp nhận kết quả khảo sát
Nghiên cứu và lập kế hoạch thực hiện
Hồ sơ yêu cầu thông tin EIR
Kế hoạch thực hiện BIM (BEP)
Thiết lập môi trường dữ liệu dùng chung CDE
Triển khai thiết lập mô hình
-Các công cụ, thiết bị, phần mềm…
- Quy định chung thực hiện BIM
- Trình tự thiết lập Mô hình 3D cho phần Trạm và Đường dây
- Xử lý, chèn thông tin, phân chia mô hình con…
Phối hợp đa bộ môn trên mô hình
Tổng thời gian từ khi tiếp nhận kết quả khảo sát để triển khai thiết kế đến khi hoàn thành phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi Dự án đầu tư Xây dựng tối đa khoảng 110 ngày
4.2.2 Diễn giải các bước trong quy trình đề xuất:
- Tư vấn thiết kế tiếp nhận kết quả khảo sát đã được Chủ đầu tư phê duyệt
Xuất bản vẽ 2D từ mô hình 3D
Kết thúc, giao nộp mô hình
Ban QLDA trình BCNCKT ĐTXD công trình
Chủ đầu tư phê duyệt BCNCKT ĐTXD
Ki ểm tr a xung đ ột không đ ạt qu ay l ại bư ớc 5 Ki ểm t ra khôn g đạ t đầu tư
- Tư vấn thiết kế tiếp nhận hồ sơ yêu cầu thông tin trao đổi của Chủ đầu tư về dự án theo mô hình BIM Sau đó, Tư vấn thiết kế nghiên cứu triển khai đầy đủ các yêu cầu và kế hoạch thực hiện
- Ban Quản lý dự án, Chủ đầu tư xem xét phê duyệt dựa vào đề cương nhiệm vụ và kế hoạch BIM (BEP) của Tư vấn thiết kế lập
- Tư vấn thiết kế thiết lập môi trường dữ liệu dùng chung (CDE) bao gồm các bên: Tư vấn thiết kế, Tư vấn thẩm tra, Ban Quản lý dự án, Chủ đầu tư, Cơ quan chuyên môn về xây dựng Sử dụng nền tảng CDE của Autodesk trong giai đoạn thiết kế, phê duyệt dự án Tư vấn xây dựng quy trình và cây thư mục
- Các chuyên gia, chủ trì của Tư vấn thiết kế triển khai thiết lập mô hình trên nền tảng CDE: Sử dụng các công cụ, thiết bị, phần mềm…, căn cứ quy định chung thực hiện BIM Trình tự thiết lập Mô hình 3D cho phần Trạm và Đường dây Xử lý, chèn thông tin, phân chia mô hình con…
- Các bộ môn của Tư vấn thiết kế thực hiện trên các mô hình riêng, sau đó kết hợp trên cùng một mô hình tổng thể và trên nền tảng CDE để phối hợp, kiểm tra
- Tư vấn thiết kế, Tư vấn thẩm tra, Ban Quản lý dự án, Chủ đầu tư, Cơ quan chuyên môn về xây dựng tham gia kiểm tra mô hình Từng cán bộ được giao vai trò trên CDE sẽ kiểm tra, tạo các Issue đến người thực hiện
- Các bên tham gia kiểm tra góp ý, thẩm định và phê duyệt mô hình
- Sau khi phê duyệt mô hình sẽ lưu vào cây thự mục riêng
Bước 8: thẩm tra, Ban Quản lý dự án, Chủ đầu tư, Cơ quan chuyên môn về xây dựng tiếp tục kiểm tra, thẩm định và phê duyệt bản vẽ
- Ban Quản lý dự án trình chính thức cho Cơ quan chuyên môn về xây dựng để có kết quả thẩm định theo quy định
- Sau khi có kết quả thẩm định của Cơ quan chuyên môn về xây dựng, Ban Quản lý dự án trình hồ sơ Báo cáo nghiên cứu khả thi công trình cho Chủ đầu tư phê duyệt
- Chủ đầu tư phê duyệt Báo cáo nghiên cứu khả thi công trình để triển khai thực hiện các bước tiếp theo
- Mô hình sau khi được phê duyệt, Tư vấn thiết kế sẽ chuyển giao và lưu trữ tại Data Center của Chủ đầu tư.
ỨNG DỤNG QUY TRÌNH BIM VÀO DỰ ÁN THÍ ĐIỂM
Giới thiệu chung về dự án được sử dụng để thí điểm ứng dụng mô hình BIM hỗ trợ cho công tác thiết kế
- Chủ đầu tư/ Chủ sở hữu công trình: Tổng Công ty điện lực miền Nam
- Công trình: Trạm 110kV Hiệp Thành và ĐD đấu nối Trạm 110kV Hiệp Thành
- Mô tả sơ lược về công trình:
• Phần Trạm biến áp 110/22kV xây mới.
+ Loại: trạm nữa ngoài trời và có người trực Máy biến áp lực, máy biến áp tự dùng và thiết bị phía 110kV là loại ngoài trời Thiết bị phía 22kV là loại tủ hợp bộ đặt trong nhà
+ Sơ đồ phía 110kV: Sơ đồ thanh cái đơn có máy cắt liên lạc và dao cách ly bypass
+ Qui mô: 02 ngăn đường dây, 02 ngăn máy biến áp và 01 ngăn máy cắt phân đoạn
+ Giai đoạn đầu sẽ lắp đặt: 01 ngăn đi TBA 110kV Hòa Bình, 01 ngăn đi TBA 220kV Bạc Liêu 2, 02 ngăn máy biến áp và 01 máy cắt phân đoạn
+ Sơ đồ phía 22kV: sơ đồ thanh cái đơn có phân đoạn
+ Hệ thống điều khiển bảo vệ
+ Hệ thống điện tự dùng
+ Hệ thống thông tin liên lạc, Scada
+ Và các hệ thống phụ trợ khác
• Phần đường dây 110kV xây mới.
+ Điểm đầu: Trụ độn 38A thuộc Đường dây 110kV Bạc Liêu 2 – Hòa Bình (đang trong quá trình xây dựng)
+ Điểm cuối: cột cổng trạm 110kV Hiệp Thành dự kiến xây dựng mới + Chiều dài: 5,6 km
+ Cách điện: Cách điện Polymer
+ Cột: Cột thép mạ kẽm, nhúng nóng 02 mạch
+ Móng: Móng bê tông, cốt thép đúc tại chỗ
• Vị trí xây dựng trạm:
+ Vị trí xây dựng Trạm 110kV Hiệp Thành nằm cách đường dây 110 kV Hòa Bình – Bạc Liêu 2 hiện hữu khoảng 5,6 km, địa phận thuộc khu vực khóm Chòm Xoài, phường Nhà Mát
Hình 5.1 Vị trí trạm trên Google
Quy trình khảo sát
Lưu đồ quy trình thực hiện khảo sát:
Kết quả khảo sát bay UAV
Tiến hành khảo sát các phương án tuyến ĐDK, cung cấp số liệu để Tư vấn thiết kế có cơ sở phân tích, tính toán so sánh, lựa chọn phương án tuyến đường dây hợp lý nhất
Cung cấp các tài liệu khảo sát về địa hình, địa chất, khí tượng - thủy văn của phương án tuyến được chọn làm cơ sở xác định giải pháp thiết kế, tổ chức xây dựng, chi phí bồi thường tổng thể, hỗ trợ tái định cư…, và lập tổng mức đầu tư dự án
Cung cấp các tài liệu khảo sát đầy đủ, chi tiết về địa hình, địa chất, khí tượng
Xin phép bay chụp Đánh dấu mốc, đo KCA
Tính toán xử lý Lập MHS, thành lập BĐA Điều tra bổ sung ngoại nghiệp
Biên tập bản đồ, in nhân bộ Bay chụp ảnh
Khảo sát địa hình (khảo sát bằng công nghệ không ảnh UAV) dự án: “Trạm 110kV Hiệp Thành và đường dây đấu nối Trạm 110kV Hiệp Thành” thực hiện trên địa bàn tỉnh Tỉnh Bạc Liêu, tổng chiều dài đường dây: 5,59km và diện tích trạm 12ha Trong đó:
Trạm 110kV Hiệp Thành: phường Nhà Mát, thành phố Bạc Liêu Đường dây đấu nối Trạm 110kV Hiệp Thành: phường Nhà Mát, thành phố Bạc Liêu; xã Vĩnh Hậu A, huyện Hòa Bình
Máy móc thiết bị được sử dụng trong quá trình khảo sát gồm:
Bảng 5.1: Danh sách thiết bị khảo sát UAV
Loại thiết bị thi công SL Tính năng Nước sản xuất
Bay chụp ảnh độ chính xác định vị ngang 15cm+1ppm RTK
Máy định vị GPS RTK
Stonex 900A 03 Đo nối tọa độ điểm KCA Độ chính xác đo động: 15mm + 1ppm Ý Tốt
Phần mềm xử lý ảnh
Agisoft Metashape 01 Xử lý ảnh trực giao, mô hình số bề mặt DSM Nga Tốt
Phần mềm số hóa biên tập bản đồ: Microstation,
01 Số hóa, biên tập bản đồ Mỹ Tốt
Các thiết bị trên đều được kiểm tra hiệu chuẩn và được cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn trước khi đưa vào sử dụng
Bay chụp ảnh hàng không theo tuyến bằng UAV đoạn tuyến dài khoảng
5,59km (112ha) và khu vực xây dựng trạm 12ha Cụ thể:
Bay chụp ảnh theo tuyến (bề ngang 200m)
Thành lập mô hình số bề mặt DSM
Thành lập mô hình số độ cao DEM
Thành lập bình đồ trực ảnh trực giao Orthophoto
Thành lập video 3D hiện trạng tuyến đường dây
Xây dựng CSDL nền địa lý từ ảnh hàng không: Đo vẽ đối tượng địa lý trên trạm ảnh số tỷ lệ 1/2000, khoảng cao đều 1m Chuẩn hóa dữ liệu địa lý gốc
Tích hợp cơ sở dữ liệu nền địa lý
Biên tập bản đồ địa hình gốc dạng số
Khối lượng sau khi khảo sát bao gồm: Ảnh chụp: 1.368 tấm ảnh
Khống chế ảnh: 05 điểm Điểm kiểm tra: 03 điểm
Bản đồ địa hình số 1/2.000 khoảng cao đều 1m: 5,59 x 0,2 km; 0,3 x 0,4 km Bình đồ ảnh: 3 mảnh cắt theo khung bản đồ
Mô hình số độ cao DEM: 5,59 x 0,2 km; 0,3 x 0,4 km
Mô hình số bề mặt DSM: 5,59 x 0,2 km; 0,3 x 0,4 km
5.3.6 Kết quả bay khảo sát:
Căn cứ phạm vi, hình dạng, đặc điểm địa hình của khu bay và thiết bị UAV sử dụng toàn bộ khu vực khảo sát được bố trí thành 1 vùng bay
Khu vực tuyến đường dây đấu nối được bay thành 3 tuyến bay dọc theo tuyến đường dây Độ cao bay là 120m, độ phủ dọc của ảnh là 80%, độ phủ ngang của ảnh là 70% Phạm vi bay chụp chờm ra ngoài khu vực khảo sát là 50m
Hình 5.2 Sơ đồ tuyến bay
5.3.6.2 Điểm khống chế ảnh và điểm kiểm tra: Điểm khống chế ảnh gồm 05 điểm ký hiệu từ KCA1 đến KCA5 phân bố đều trên các vùng bay và theo dọc tuyến khảo sát, trung bình 1.5km có 1 điểm Điểm kiểm tra gồm 03 điểm ký hiệu từ KTRA1 đến KTRA3 phân bố đều trên các vùng bay và theo dọc tuyến khảo sát, trung bình 3km có 1 điểm
Hình 5.3 Sơ đồ điểm khống chế ảnh
Bảng 5.2: Tọa độ điểm khống chế ảnh, điểm kiểm tra (Hệ tọa độ VN2000, kinh tuyến trục 105°00’, múi chiếu 30)
STT Tên điểm Tọa độ X (m) Tọa độ Y (m) Độ cao H
Sử dụng hệ thống bay chụp ảnh Phantom 4 RTK kết nối với trạm cơ sở CORS thông qua mạng internet 3G/4G để nhận tọa độ chính xác cho mỗi tấm ảnh chụp Một số thông số kỹ thuật của máy bay như sau:
- Độ chính xác định vị ngang 1cm + 1ppm RTK, độ chính xác định vị dọc 1,5cm + 1ppm RTK;
- Trọng lượng 1.39 kg, thời gian bay tối đa 30’
- Thân máy trang bị ăng ten GPS thu được các loại tín hiệu: GPS, BeiDou, Galileo, Glonass hỗ trợ chế dộ PPK, RTK hoặc kết nối với trạm điều khiển mặt đất D-RTK2 Cảm biến chống va chạm trong phạm vi 0.2m-7m
- Hệ thống truyền hình ảnh, video: OcuSync, tay điều khiển tích hợp màn hình hiển thị hỗ trợ kết nối 3G, Wifi
- Camera với cảm biến CMOS 1 inch, 24-megapixel hình ảnh chụp được luôn rõ nét, có thể nhận biết được các vật thể 2.74 cm ở độ cao bay chụp 100m
- Thời gian chụp ảnh trong khoảng từ 10/12/2021 đến 15/12/2021 Số lượng ảnh chụp 1.368 ảnh, với 10 lần cất hạ cánh
Hình 5.4 Ảnh chụp khu vực khảo sát từ UAV
5.3.6.4 Xử lý số liệu bay khảo sát:
Công đoạn này sẽ tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp tự động với đầu vào là dữ liệu ảnh số, các tham số định hướng sơ bộ thu được trong quá trình chụp ảnh, các tham số vật lý của máy chụp, các kết quả đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp Tổng số 1 khu bay được xử lý trong 01 Projects với 1.368 ảnh một đầu tuyến và một cuối tuyến Ảnh bay chụp *.JPG kèm theo tọa độ tâm ảnh *MRK và thông số camera *.BIN là dữ liệu đầu vào để đưa vào phần mềm xử lý ảnh, sau khi kiểm tra các sai số tâm ảnh, dữ liệu được đưa vào xây dựng mô hình ảnh bằng công cụ Aline Thông số định hướng trong và định hướng ngoài của từng tấm ảnh như: f, cx, cy, b1, b2, k1, k2, k3, k4, p1, p2, p3, p4 được tối ưu hóa và xác định thông qua các ảnh chụp thực thế
Xử lý ảnh bằng phần mềm Agisoft Metashape
Hình 5.5 Xử lý ảnh bằng phần mềm Agisoft Metashape Đầu ra của quá trình là mô hình số bề mặt (DSM) và ảnh trực giao thực (true- orthophotomosaic) trong đó tất cả các điểm ảnh được hiển thị nhờ phép chiếu thẳng góc Để nhận được các điểm độ cao mặt đất và nội suy bình độ, một mô hình số độ cao mặt đất được tạo ra bằng cách chọn lọc từ DSM các điểm mặt đất
Hình 5.6 Mô hình số bề mặt DSM
Hình 5.7 Bình đồ trực ảnh
Trên nền bình đồ trực ảnh mầu đã có, tiến hành giải đoán các đối tượng bản đồ bằng phần mềm Microstasion Dùng bộ ký hiệu số tỷ lệ 1: 2.000 để biên tập bản đồ Công tác giải đoán nội nghiệp giúp giải đoán 100% các thông tin về hình thể của các đối tượng Các thông tin thuộc tính của đối tượng được giải đoán hạn chế Các đối tượng không thể giải đoán được nội nghiệp (tên địa danh, tính chất đường xá, các thông tin khác ) được đánh dấu để đi điều tra ngoại nghiệp
Những thông tin không thể giải đoán được nội nghiệp như tên cơ quan công sở, vị trí một số cột điện cao thế, vị trí các cột km đường, tên cầu, tính chất cầu cống, tính chất rải mặt đường nhựa, đường bê tông v.v… cần thiết phải tiến hành điều tra thực địa Trong quá trình thi công, đã sử dụng số liệu đo đạc và điều tra ngoại nghiệp do tổ khảo sát cung cấp dọc theo tuyến chính Thông số độ cao được áp dụng để hiệu chỉnh chiều cao cây trong khâu đo vẽ tạo mô hình số mặt đất, các thông tin thuộc tính được sử dụng cho khâu số hóa biên tập bản đồ
Sử dụng kết quả điều tra của giai đoạn khảo sát sơ bộ ban đầu để bổ sung thông tin giải đoán nội nghiệp, thành lập bản đồ số
Trong quá trình chuyển dữ liệu vào các phần mềm phục vụ thiết kế, đơn vị thi công đã phối hợp với bộ phận thiết kế, dựa vào quy định khuôn dạng đầu vào và thử nghiệm để tìm ra mật độ dữ liệu phù hợp với tốc độ xử lý của hệ thống phần cứng hiện có Dữ liệu đám mây điểm (Point Cloud) và dữ liệu bề mặt được phân loại theo các lớp đối tượng cơ bản gồm: mặt đất, cây, nhà và các công trình xây dựng, đường điện, đường giao thông các loại, sông suối.
Phạm vi và vai trò công tác thực hiện mô hình BIM vào dự án thí điểm
Xây dựng mô hình thông tin BIM cho toàn công trình trạm, bao gồm tất cả phần cơ sở hạ tầng, phần xây dựng trạm, đường dây và phần điện
Giải pháp công nghệ ứng dụng:
- Môi trường dữ liệu chung (CDE): Autodesk BIM 360, Autodesk Build
- Nền tảng Phần mềm thiết kế: chủ yếu Autodesk Revit, AutoCAD, Autodesk Civil 3D, Autodesk Advance Steel, Autodesk InfraWorks, Autodesk Inventor Professional
- Mức độ phát triển thông tin, mức độ chi tiết: từ LOD 200 đến LOD 350
Bảng 5.3 Vai trò khi Áp dụng mô hình BIM cho công trình
BIM Mô tả công việc Sản phẩm
Xây dựng mô hình hiện trạng
Xây dựng mô hình BIM của hiện trạng công trường/dự án
Phối cảnh khu vực dự án, mặt bằng bố trí hiện trạng công trường tại thời điểm xem xét, thể hiện được địa hình, địa vật, các điều kiện và cơ sở vật chất tại công trường/dự án
Mô hình hóa thông tin công trình (3D)
Chuyển đổi từ bản vẽ 2D sang mô hình BIM trong trường hợp chưa thực hiện thiết kế theo BIM
Mô hình BIM được dựng từ bản vẽ 2D đảm bảo được khả năng bóc tách được khối lượng công việc chủ yếu và nghiên cứu phương án thiết kế trong các giai đoạn, cung cấp các bản vẽ 2D cho các thành phần của công trình
Phối hợp đa bộ môn Tích hợp các mô hình BIM riêng lẻ từng bộ môn vào mô hình liên kết Xác định và giải quyết các xung đột
Mô hình BIM đã được phối hợp các bộ môn thiết kế, bảng báo cáo xung đột của các bộ môn
BIM Mô tả công việc Sản phẩm
Cập nhật mô hình sau xử lý xung đột (nếu có yêu cầu)
Mô hình mô phỏng trình tự thi công
Lên kế hoạch trình tự xây dựng trên cơ sở BIM
Bảng tiến độ thi công, mô hình mô phỏng tiến trình thi công theo thời gian thực
Bố trí mặt bằng thi công công trình
Mô tả trực quan và xây dựng mô hình BIM cho hiện trạng công trường, dự kiến bố trí thiết bị, kho bãi, giao thông nội bộ công trường
Mô hình BIM bố trí mặt bằng thi công công trường tại thời điểm xem xét, thể hiện được các điều kiện, cơ sở vật chất tại công trường, phân bố giao thông nội bộ của công trường
Mô hình hoàn công công trình
Bàn giao mô hình hoàn công cho chủ đầu tư để quản lý cơ sở, trang thiết bị
Mô hình BIM hoàn công bao gồm thông tin về cơ sở vật chất, trang thiết bị tại công trường (lịch sử lắp đặt, danh mục, thông số kỹ thuật ) Nhập thông tin dữ liệu và xây dựng kế hoạch bảo trì công trình
Nhập thông tin dữ liệu phục vụ quản lý vận hành và xây dựng kế hoạch bảo trì công trình
Mô hình BIM phục vụ quản lý vận hành công trình và kế hoạch bảo trì
Các công việc khác Theo yêu cầu cụ thể từ
Theo yêu cầu cụ thể khác.
Các bước thực hiện ứng dụng BIM cho phần trạm 110kV Hiệp Thành
Sử dụng bộ phần mềm AEC (Architecture, Engineering & Construction Collection) bao gồm Revit, Civil 3D, Advance Steel, InfraWorks, NavisWorks, … để tiến hành mô hình các công việc tương ứng nhằm đạt được hiệu quả trong quá trình thực hiện Ngoài ra, sử dụng phần mềm Autodesk Inventor Professional để tiến hành mô hình các thiết bị điện có trong dự án
Sử dụng nền tảng Autodesk Construction Cloud (ACC) để làm mô trường dữ liệu chung CDE Tất cả các mô hình, tài liệu đều được lưu trữ và làm việc trong suốt quá trình thực hiện BIM trên Autodesk Docs Đối với phần Điện trạm, chỉ mô hình các thiết bị nhất thứ, hệ thống chống sét tiếp địa, hệ thống an ninh, hệ thống chiếu sáng, hệ thống PCCC trong giai đoạn thí điểm này
Sau khi nghiên cứu, tác giả sử dụng bộ công cụ, phần mềm của Autodesk để thiết lập mô hình BIM phần Trạm biến áp, với lưu trình như sau:
Hình 5.8 Lưu trình thiết lập BIM phần Trạm
Bước 1: Giai đoạn chuẩn bị
Xây dựng quy định thực hiện BIM nhằm thống nhất quy tắc đặt tên trong dự án, các trường thông tin cần thiết khi đưa vào mô hình 3D, thống nhất mã số bản vẽ cần thực hiện, thống nhất cách chia mô hình, … Cài đặt File Revit tiêu chuẩn
Thiết lập môi trường chung CDE trên nền tảng ACC để lưu trữ và chia sẻ dữ liệu, mô hình cho các bên liên quan Thống nhất cây thư mục, thiết lập nhóm thực hiện và khu vực Coordination Space trên CDE
Hình 5.9 Thiết lập Coordination Space trên CDE
Tiếp nhận các dữ liệu đầu vào như: Báo cáo khảo sát, Mặt bằng bố trí thiết bị điện 2D đã được phê duyệt từ cấp lãnh đạo để làm cơ sở cho việc bố trí đúng vị trí các cấu kiện thiết kế yêu cầu
Bước 2: Khởi tạo dự án
Khởi tạo dự án trên phần mềm Revit từ File Revit tiêu chuẩn đã tuân thủ theo các quy định đã ban hành
Tạo lập các Family phục vụ công tác mô hình có trong dự án như: Các cấu kiện móng, cột, dầm, máy biến áp lực, máy biến áp tự dùng, giàn thanh cái, cột cổng,…
Hình 5.10 Tạo lập Family Móng bằng cho Nhà điều hành
Hình 5.11 Tạo lập các Family móng thiết bị, và các Family có trong dự án
Hình 5.12 Mô hình chi tiết Cốt thép cho Nhà điều hành (LOD350)
Hình 5.13 Mô hình chi tiết cốt thép cho Móng, Cột, Dầm của hạng mục Hàng rào
Hình 5.14 Mô hình chi tiết cốt thép cho Móng, Cột, Dầm (LOD350)
Hình 5.15 Mô hình cốt thép các Móng thiết bị (LOD350)
Tạo File Central trên CDE cho mô hình BIM – Revit của các bộ môn để nhiều thành viên có thể cùng nhau thực hiện
Ngoài ra, bộ môn điện liệt kê danh sách các thiết bị nhất thứ và tiến hành mô hình trên phần mềm INVENTOR với độ chuẩn xác cao nhằm chuẩn bị cho quá trình
Hình 5.16 Mô hình Máy biến áp tự dùng
Hình 5.17 Mô hình Tủ nạp ắc quy
Bước 3: Quá trình mô hình
Sau khi nhận được bản vẽ “Mặt bằng bố trí thiết bị điện 2D đã được phê duyệt”; từ các Family đã tạo sẵn, xây dựng tiến hành bố trí mặt bằng xây dựng trên mô hình BIM 3D đúng kích thước và vị trí theo yêu cầu thiết kế để cung cấp cho bộ môn điện tiến hành mô hình cho phần điện trạm
Hình 5.18 Mô hình phần mặt bằng Xây dựng dựa trên các Family đã tạo trước đó
Hình 5.19 Mô hình 3D hoàn thiện
Sau khi xây dựng mô hình bố trí mặt bằng xây dựng, và được chia sẻ mô hình trên CDE, bộ môn điện bắt đầu tiến hành công tác đặt thiết bị điện vào mô hình 3D và phối hợp chặt chẽ với xây dựng để tránh xảy ra các xung đột trên mô hình thiết kế
Hình 5.20 Mô hình Máy biến áp lực
Hình 5.21 Mô hình Máy biến áp tự dùng
Hình 5.22 Mô hình đặt các thiết bị điện lên mô hình 3D
Hình 5.23 Mô hình Sơ đồ hệ thống mương cáp ngoài nhà
Hình 5.24 Mô hình 3D Hệ thống mương cáp ngoài nhà
Hình 5.25 Mô hình 3D giàn tụ bù
Hình 5.26 Mô hình đặt tủ điện trong nhà điều hành
Hình 5.27 Mô hình đặt tủ điện trong nhà điều hành
Bước 4: Phối hợp mô hình
Sử dụng công cụ Link Revit để kết hợp các mô hình con của các bộ môn để được một mô hình tổng thể Tiến hành kiểm tra thông tin đầy đủ của mô hình Để kiểm tra xung đột, chủ trì các bộ môn sẽ sử dụng công cụ Model Coordinate trên nền tảng BIM Collaborate Pro của ACC
Hình 5.29 Phối hợp mô hình bằng công cụ Model Coordinate
Bước 5: Triển khai bản vẽ 2D từ mô hình 3D
Từ mô hình 3D đã được phối hợp và hiệu chỉnh trong quá trình mô hình 3D cho dự án Nhóm sẽ tạo các bản vẽ 2D từ mô hình 3D với các thông tin trên bản vẽ đầy đủ và chính xác được xuất từ mô hình
Hình 5.30 Thể hiện bản vẽ 2D từ mô hình 3D có sẵn
Các bước thực hiện BIM cho phần đường dây đấu nối 110kV
Tương tự như phần thiết lập mô hình phần Trạm, đối với phần đường dây 110kV, nghiên cứu và kết hợp các phần mềm để tạo trình tự thực hiện cho phần đường dây, cụ thể các phần mềm và lưu trình như sau:
Hình 5.31: Lưu trình thiết lập BIM phần đường dây
Bước 1: Giai đoạn chuẩn bị
Tiếp nhận hồ sơ khảo sát cho tuyến đường dây và dự án Rà soát dữ liệu kết quả PointCloud của khảo sát Bay UAV để có cơ sở phục vụ cho việc thực hiện mô hình 3D
Bước 2: Khởi tạo dự án
Thực hiện mô hình các phụ kiện lắp đặt trên trụ đường dây bằng Inventor
Hình 5.32 Mô hình chi tiết phụ kiện đường dây
Thực hiện mô hình các móng, trụ thép được thiết kế cho tuyến đường dây bằng phần mềm Revit và Advance Steel
Hình 5.33 Mô hình chi tiết các móng trụ đường dây bằng phần mềm Revit
Hình 5.34 Mô hình chi tiết trụ thép bằng Advance Steel
Bước 3: Mô hình tuyến đường dây
Tiến hành kết hợp mô hình theo đúng vị trí tọa độ, cao độ cho móng, trụ thép, bố trí phụ kiện, mô hình đường dây, … trên tuyến đường dây
Hình 5.35 Kết hợp các mô hình con thành mô hình tổng thể từng phần trên tuyến đường dây
Hình 5.36 Đường dây đấu nối được mô hình 3D
Hình 5.37 Mô hình vị trí đấu nối
Hình 5.38 Mô hình vị trí giao cắt
Hình 5.39 Mô hình vị trí néo cuối
Hình 5.40 Mô hình vị trí đấu nối
Hình 5.41 Mô hình 3D hoàn chỉnh trạm và đường dây đấu nối
Bước 4: Trích xuất mặt cắt dọc tuyến đường dây từ mô hình 3D
Từ mô hình tổng thể, tiến hành trích xuất mặt cắt dọc cho tuyến đường dây Tác giả kiểm tra lại độ võng căng dây, góc xoay tại vị trí các trụ, …
Hình 5.42 Trích xuất mặt cắt dọc từ mô hình tuyến 3D
Bước 5: Triển khai bản vẽ 2D từ mô hình 3D
Sau khi kiểm tra mô hình theo yêu cầu thiết kế đưa ra, tác giả thực hiện tiến hành triển khai bản vẽ 2D chi tiết từ mô hình 3D
Hình 5.43 Bản vẽ 2D Hình thức trụ được trích xuất từ mô hình 3D
Mức độ phát triển thông tin, mức độ chi tiết cấu kiện (LOD) và kết quả đạt được từ mô hình BIM
Sau khi hoàn thiện mô hình với mức độ chi tiết LOD200 ở giai đoạn BCNCKT Tác giả thực hiện tiếp tục phát triển mô hình đảm bảo hồ sơ bản vẽ thiết kế thi công cho công trình với đầy đủ khối lượng, mức độ chi tiết của các cấu kiện đạt LOD350
Bảng 5.4 Mức độ phát triển thông tin, mức độ chi tiết cấu kiện (LOD)
1 Phần địa hình (Khảo sát bay UAV) Point Cloud
- Thiết bị điện 200 350 Mô hình Inventor
- Tủ phân phối 200 350 Mô hình Inventor
- Tủ điều khiển 200 350 Mô hình Inventor
- Phụ kiện (kẹp) 200 350 Mô hình Inventor
2.2 Phần chiếu sáng/An ninh
- Mặt bằng bố trí chiếu sáng/An ninh trong nhà
- Mặt bằng bố trí chiếu sáng/An ninh ngoài trời
2.3.2 San lấp - - Được mô hình tính toán trên Civil 3D
Mô hình toàn bộ cốt thép cho các cấu kiện
Bê tông ở giai đoạn TKBVTC
- Nhà Trạm bơm 200 350 Thực hiện đầy đủ bê tông, cốt thép cho cấu kiện
Mô hình và triển khai chi tiết trên Advance Steel
- Phụ kiện lắp trên trụ 350 350 Mô hình Inventor
- Bố trí móng, trụ, phụ kiện và căng dây 300 350 Mô hình và triển khai chi tiết trên Civil 3D
Hình 5.44 Mô hình chi tiết Mương cáp ngoài trời (LOD350)
Hình 5.45 Mô hình chi tiết liên kết thép cho Giàn cột cổng (LOD350)
Hình 5.46 Mô hình chi tiết liên kết thép cho Giá đỡ Giàn tụ bù (LOD350)
Hình 5.47 Cập nhật chi tiết, thông tin cho Máy biến áp lực 40MVA (LOD350)
Hình 5.48 Cập nhật chi tiết, thông tin cho Dao cách ly 3pha 123kV (LOD350)
Hình 5.49 Cập nhật chi tiết, thông tin cho các tủ điều khiển trong Nhà điều hành
Hình 5.50 Mô hình và triển khai chi tiết liên kết Thép của Trụ thép đường dây
Đánh giá về ứng dụng mô hình BIM vào dự án thí điểm
Tác giả đã gửi kết quả nghiên cứu cho các chuyên gia trong lĩnh vực đầu tư xây đề xuất thí điểm cho công trình Qua so sánh và đánh giá với thực tế, các chuyên gia đã nhận xét quy trình áp dụng BIM cho giai đoạn thiết kế công trình đã tuân thủ đúng theo các quy định của pháp luật hiện hành trong lĩnh vực quản lý đầu tư xây dựng Các nội dung chi tiết như sau:
- Tất cả các nội dung đều được thiết lập trên môi trường dữ liệu dùng chung CDE nên sự phối hợp của các bên liên quan kiểm tra mô hình trên phầm mềm và nền tảng CDE đều thuận tiện và nhanh chóng
- Thời gian của công tác thẩm tra, thẩm định thiết kế của các bên đã rút ngắn và đồng bộ với nhau
- Các thiết kế thể hiện đầy đủ các thông tin về hình học, thông số chính về điện và xây dựng của công trình theo nội dung Báo cáo nghiên cứu khả thi đã được phê duyệt Các khối lượng trích xuất từ mô hình đều đúng thực tế
- Dễ dàng quản lý thông tin các đối tượng và hạng mục công trình
Hình 5.51 So sánh mô hình áp dụng thiết kế truyền thống và ứng dụng BIM
❖ So sánh giữa quy trình truyền thống và quy trình áp dụng BIM
Stt Nội dung Quy trình thiết kế truyền thống
Quy trình thiết kế áp dụng BIM
Thiết kế và Lập kế hoạch
Trong phương pháp này, kiến trúc sư và kỹ sư tạo ra bản vẽ 2D và mô hình vật lý để đại diện cho thiết kế Sự phối hợp giữa các ngành khác nhau có thể gặp khó khăn, dẫn đến các xung đột tiềm ẩn trong quá trình xây dựng
Mô hình thông tin xây dựng (BIM) cho phép các chuyên gia xây dựng tạo ra một mô hình số 3D bao gồm thông tin chi tiết về từng thành phần của tòa nhà Nó tạo điều kiện cho sự hợp tác và phát hiện xung đột tốt hơn trong giai đoạn thiết kế
2 Hợp tác và giao tiếp
Giao tiếp giữa các bên liên quan có thể chậm và không hiệu quả do phụ thuộc vào tài liệu và bản vẽ in
BIM thúc đẩy sự hợp tác và giao tiếp tốt hơn giữa kiến trúc sư, kỹ sư, nhà thầu và các thành viên khác trong đội thông qua một nền tảng số hóa trung tâm
3 Trực quan hóa dự án
Việc hình dung kết quả cuối cùng có thể khó khăn đối với các bên liên quan, đặc biệt là đối với những người không am hiểu việc giải thích bản vẽ kỹ thuật
Các mô hình BIM cung cấp hình ảnh 3D chân thực, mang lại cho các bên liên quan sự hiểu biết rõ ràng hơn về thiết kế và chức năng của dự án
4 Khả năng thích ứng với thay đổi
Việc thực hiện thay đổi trong giai đoạn thiết kế có thể yêu cầu nhiều thời gian và chi phí
Mô hình hóa tham số của BIM cho phép thực hiện thay đổi thiết kế dễ dàng và nhanh chóng hơn, giảm thiểu gián đoạn và ảnh hưởng đến chi phí.
Kết luận
Quy trình thử nghiệm chỉ mới áp dụng vào quá trình thiết kế, tuy nhiên với các nội dung chính trong quy trình, thử nghiệm đã cho thấy tính khả thi của quy trình này Cần thực hiện thêm nhiều dự án áp dụng BIM từ giai đoạn chuẩn bị đầu tư tới lúc hoàn thành công trình đưa vào sử dụng thì việc đánh giá và hoàn thiện quy trình hoàn chỉnh áp BIM vào lĩnh vực đầu tư xây dựng công trình điện sẽ hiệu quả hơn.