1、背景
綜合管廊作為一種基礎(chǔ)設(shè)施管網(wǎng)布置形式，是解決城市地下空間布局不合理、提高城市地下空間利用率的有效解決途徑。國(guó)務(wù)院于2015年頒布了《關(guān)于推廣城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見》，目標(biāo)是到2020年，建成一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的綜合管廊并投入運(yùn)營(yíng)。
在綜合管廊的建設(shè)過程中，利用BIM技術(shù)能夠事先檢測(cè)設(shè)計(jì)中的管線沖突、碰撞情況，避免施工中的返工、窩工的發(fā)生，將取得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。2016年8月住建部頒發(fā)了《2016～2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，明確提出大力推進(jìn)BIM、GIS等技術(shù)在綜合管廊建設(shè)中的應(yīng)用，建立綜合管廊集成管理信息系統(tǒng)，逐步形成智能化城市綜合管廊運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力?？梢哉fBIM技術(shù)與城市地下綜合管廊行業(yè)已密不可分，探索BIM技術(shù)在城市地下綜合管廊的智能化運(yùn)維中的應(yīng)用具有十分重要的意義。
2、工程概況
沈陽市地下綜合管廊(南運(yùn)河段)工程全長(zhǎng)約12.63km，全程采用盾構(gòu)法施工，該工程從設(shè)計(jì)階段即應(yīng)用了BIM技術(shù)，南運(yùn)河段綜合管廊為兩個(gè)內(nèi)直徑5.4m單圓斷面，每個(gè)單圓結(jié)構(gòu)均分為三個(gè)艙，左線為燃?xì)馀摗崃ε摷熬o急逃生艙;右線為電力艙、水信艙及緊急逃生艙。
3、智慧管廊運(yùn)維管理平臺(tái)構(gòu)建構(gòu)成簡(jiǎn)介
3.1平臺(tái)構(gòu)建設(shè)計(jì)
為加快BIM技術(shù)在地下綜合管廊運(yùn)維管理中的應(yīng)用，同時(shí)解決沈陽市南運(yùn)河地下綜合管廊全生命周期的安全運(yùn)維問題，自主研發(fā)了南運(yùn)河智慧管廊運(yùn)維管理平臺(tái)。該平臺(tái)是在國(guó)家相關(guān)部門發(fā)布的管廊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范建設(shè)的前提下，以支持管廊全生命周期的運(yùn)維管理為目標(biāo)，以沈陽市的交通網(wǎng)絡(luò)、管線網(wǎng)絡(luò)、通訊網(wǎng)絡(luò)、市政網(wǎng)絡(luò)等城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)作為物理支撐層，利用數(shù)據(jù)交換接口與數(shù)據(jù)層的基礎(chǔ)地理庫(kù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)設(shè)備庫(kù)、BIM模型庫(kù)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，同時(shí)基于互聯(lián)網(wǎng)+模式，將BIM+GIS, BIM+IOT, BIM+AI技術(shù)集于一體，協(xié)同作用于平臺(tái)的管廊監(jiān)控系統(tǒng)、管廊管理系統(tǒng)、BIM管理系統(tǒng)及管廊辦公系統(tǒng)這四大業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的BIM模型施工檢查、BIM模型信息查詢、BIM剖切分析、BIM模擬巡檢、百度地圖定位、機(jī)器人監(jiān)控與入廊審批等各項(xiàng)功能，旨在最大限度地滿足不同用戶的使用需求，同時(shí)也便于后期對(duì)平臺(tái)的升級(jí)和維護(hù)。平臺(tái)構(gòu)建框架如下圖所示。
3.2平臺(tái)數(shù)據(jù)獲取方式
為確保地下綜合管廊的正常運(yùn)行，平臺(tái)通過各傳感器獲取綜合管廊底層數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廊內(nèi)各相關(guān)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)，如溫度監(jiān)測(cè)、濕度監(jiān)測(cè)、甲烷監(jiān)測(cè)、氧氣監(jiān)測(cè)、硫化氫監(jiān)測(cè)等。
通過在廊內(nèi)設(shè)置溫度、濕度、甲烷、氧氣、硫化氫傳感器及報(bào)警器，回傳現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用光纖網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行呐_(tái)，同時(shí)根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)范合理設(shè)定預(yù)警閾值，一旦設(shè)備所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)超過預(yù)警值，報(bào)警器便響起，及時(shí)向控制室反饋異常情況，確保管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。
3.3平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)
基于全面的智慧市政體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，以網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以監(jiān)控中心硬件建設(shè)為支撐，構(gòu)建集管線監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控、安防監(jiān)控等于一體的綜合管廊信息管理平臺(tái)，加強(qiáng)地下管廊的智能化管理，提升地下管廊的安全監(jiān)控、預(yù)警以及應(yīng)急處置能力，全力支撐綜合管廊壽命周期的運(yùn)維管理;
在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)的同時(shí)建設(shè)數(shù)據(jù)中心，通過梳理各部門之間需要共享的數(shù)據(jù)，形成業(yè)務(wù)主題數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，由數(shù)據(jù)中心對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和維護(hù)，并向各應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，打破信息孤島，為智慧管廊管理業(yè)務(wù)的協(xié)同互聯(lián)提供基礎(chǔ)支撐;
面向綜合管廊運(yùn)營(yíng)單位，兼顧政府和各權(quán)屬單位，建立綜合管廊運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)流程，全力打造集綜合管廊日常巡檢、入廊設(shè)備、管線養(yǎng)護(hù)和檔案管理等為一體的智能化運(yùn)維管理平臺(tái)。
4、BIM在智慧管廊運(yùn)維管理平臺(tái)中的應(yīng)用
4.1功能概述
BIM技術(shù)應(yīng)用于智慧管廊運(yùn)維管理平臺(tái)主要是通過管廊監(jiān)控系統(tǒng)、管廊管理系統(tǒng)以及BIM管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。管廊監(jiān)控系統(tǒng)包括百度地圖定位、BIM聯(lián)動(dòng)、機(jī)器人監(jiān)控等功能;管廊管理系統(tǒng)包括BIM模擬巡檢、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、設(shè)備歷史故障查詢等功能;BIM管理系統(tǒng)包括BIM模型施工檢查、BIM模型信息查詢、BIM剖切分析、雙屏比對(duì)等功能;管廊辦公系統(tǒng)包括入廊審批、績(jī)效管理、檔案管理、組織機(jī)構(gòu)管理等功能。
4.2管廊監(jiān)控系統(tǒng)
管廊監(jiān)控系統(tǒng)采用BIM+GIS結(jié)合的技術(shù)，充分綜合了BIM技術(shù)的可視化、信息關(guān)聯(lián)性、模擬性等優(yōu)點(diǎn)與GIS技術(shù)的定位功能，將獲取的百度地圖數(shù)據(jù)與BIM模型數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)起來，實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)交互導(dǎo)入到BIM信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，真實(shí)展現(xiàn)管廊全程貫穿城市空間的情況，提升基于BIM+GIS技術(shù)的城市地下綜合管廊工程的智能化水平，推動(dòng)管廊建設(shè)的智慧化發(fā)展。
管廊監(jiān)控系統(tǒng)采用BIM+AI結(jié)合的技術(shù)，通過掛軌式機(jī)器人實(shí)現(xiàn)對(duì)廊內(nèi)的監(jiān)控。在BIM模型中按預(yù)設(shè)位置安裝機(jī)器人，利用機(jī)器人的高清攝像頭將在廊內(nèi)巡檢拍攝到的畫面上傳至監(jiān)控指揮中心，同時(shí)將采集到的廊內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)，為巡檢人員判斷廊內(nèi)狀況提供真實(shí)可靠的依據(jù)，避免在氣體濃度等條件不適時(shí)對(duì)巡檢人員造成傷害，優(yōu)化對(duì)管廊的有效管理。
4.3管廊管理系統(tǒng)
管廊管理系統(tǒng)利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)二維可視化模擬巡檢功能。當(dāng)南運(yùn)河管廊工程的BIM模型成功導(dǎo)入平臺(tái)后，可模擬工作人員進(jìn)行巡檢，查看廊內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給指揮中心，派遣維修人員進(jìn)行有針對(duì)性地維護(hù)，同時(shí)設(shè)備維修情況將登記到管廊管理系統(tǒng)中，便于日后對(duì)設(shè)備種類及性能進(jìn)行評(píng)估。
管廊管理系統(tǒng)利用BIM+I O T結(jié)合的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廊內(nèi)設(shè)備的BIM模型與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的集成顯示。在管廊BIM模型基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)顯示廊內(nèi)溫度、濕度、氧氣濃度、甲烷濃度、硫化氫濃度、警告信息及運(yùn)行狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)管廊電力艙、燃?xì)馀?、熱力艙、水信艙及?yīng)急逃生艙的智能化運(yùn)維管理。攝像頭采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將存儲(chǔ)到管廊管理系統(tǒng)中，便于維修管理人員對(duì)廊內(nèi)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。
4.4 BIM管理系統(tǒng)
BIM管理系統(tǒng)采用BIIM技術(shù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)施工，在施工過程中若發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整BIM設(shè)計(jì)模型。當(dāng)南運(yùn)河管廊工程的BIM模型導(dǎo)入到BIM管理系統(tǒng)后，可按1:1比例查看管廊的BIM模型，施工人員根據(jù)工程進(jìn)展可反饋BIM模型匹配程度，便于設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM模型及時(shí)做出調(diào)整，避免延誤工期而造成人力、物力、則力等資源的浪費(fèi)。
BIM管理系統(tǒng)通過BIM模型信息查詢功能實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件屬性信息的查詢。當(dāng)管廊工程的BIM模型成功導(dǎo)入到系統(tǒng)之后，可以對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行查詢操作，隨即界而左側(cè)會(huì)顯示構(gòu)件的相關(guān)信息，如圖層、名稱、類別、位置等，為工作人員在向上級(jí)或項(xiàng)目參與方匯報(bào)工作時(shí)進(jìn)行操作講解提供了便利。
BIM管理系統(tǒng)通過BIM剖切分析來瀏覽不同角度的管廊BIM模型。當(dāng)管廊工程的BIM模型成功導(dǎo)入到系統(tǒng)之后，可實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊BIM模型的多角度剖切，以便清晰查看管廊內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)備位置等，協(xié)助工作人員全面了解管廊工程，統(tǒng)籌全局，避免在施工過程中出現(xiàn)意外狀況。
4.5管廊辦公系統(tǒng)
管廊辦公系統(tǒng)包括入廊審批功能、績(jī)效管理功能、檔案管理功能、組織機(jī)構(gòu)管理等功能，其主要針對(duì)運(yùn)維公司的日常工作，實(shí)現(xiàn)管線入廊及收費(fèi)等功能，為管廊經(jīng)營(yíng)管理提供決策依據(jù)。
5、結(jié)語
隨著地下綜合管廊建設(shè)的蓬勃發(fā)展，BIM技術(shù)的應(yīng)用將開創(chuàng)管廊建設(shè)智慧化的新時(shí)代，給城市地下綜合管廊項(xiàng)目精細(xì)化運(yùn)維管理帶來強(qiáng)大的技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐，必將打破傳統(tǒng)城市地下綜合管廊建設(shè)的束縛和缺陷，提供一個(gè)綜合信息共享平臺(tái)，簡(jiǎn)化工作流程，大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目各參與方之間的聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)管廊工程全生命周期的信息化管理，提高地下綜合管廊工程的智能化水平。
原文來自：http://www.nutritioncertificationboard.com/blog/index.php/article/139.html