BIM技術在機械加速澄清池運維管理中的應用

郭 雨

(北方工業大學，北京 100044)

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BIM技術在機械加速澄清池運維管理中的應用

郭 雨

(北方工業大學，北京 100044)

基于機械加速澄清池運維管理中存在的問題，介紹了BIM技術在機械加速澄清池運維管理中的實施策略，并以北京某水池機械加速澄清池組為例，設計開發了基于BIM技術的機械加速澄清池運維管理平臺，為機加池運維管理建立了一套全新的解決方案。

BIM技術，機械加速澄清池，運維管理，系統功能

0 引言

澄清工藝是凈水處理的一個關鍵環節，它的運行效果嚴重影響整個凈水流程最終的出水水質和出水量的穩定。而機械加速澄清池就是對原水進行澄清工藝的一種構筑物。目前，機加池運維階段的維護管理工作，基于紙介質的竣工圖和各種報表，而在機加池運維階段產生的如水質記錄、排泥記錄等等大量的運維信息并沒有運用到機加池的運維管理工作中，難以避免的造成運維數據信息的利用不充分。與此同時，當應對突發情況時，機加池復雜的結構及管線無法直觀的展示出來，這不僅影響到應對突發情況的反應速度，更有可能延誤應急方案的確定。本文通過綜合運用了BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)可視化和信息集成的特點及Access數據庫技術，建立機械加速澄清池BIM運維管理系統，實現了機加池運維過程中數據信息的充分利用，以及機加池運維階段的設備維修和應急響應，對運行維護階段的機械加速澄清池進行科學綜合的管理，以保障機加池的正常運行。

1 機械加速澄清池運維管理存在的問題

1.1 可視化程度低

機械加速澄清池是一個龐大、復雜的構筑物，地下的管道和閥門眾多，使用傳統的二維的CAD圖像信息很難將機加池的整體構造表達清楚，同時需要具備一定專業知識的技術人員才能看懂，過程十分耗時，并且在二維圖紙信息表達的過程當中，容易會發生圖紙錯誤的情況，使圖紙表達的信息難以理解，甚至引起不必要的誤會。

1.2 信息采集和存儲的管理不完善

機械加速澄清池的預計使用年限是50年以上，而機加池相關的紙質的圖紙和資料大都是由設計方和施工方等各個參與機加池建設的各方所提供的，很難完整保存，容易造成遺失和損壞，并且這些各個專業的信息沒有整合在一起，數據信息十分分散，為信息的查找與檢索帶來不便，不利于機加池運維工作的展開。與此同時，伴隨機加池的運行又會生成大量的機加池運維數據信息，包括水質記錄、設備和管件的更換等等，這些信息和資料同樣容易造成遺失和損壞。

1.3 運維數據信息利用不充分

在目前機械加速澄清池的運行維護管理工作中，運維中產生的數據信息并沒有充分的運用到機加池的管理當中。對機加池的機械設備和管道閥門的管理手段落后，不能及時的掌握設備運行情況和閥門及管道的使用情況，很難降低意外事故的發生幾率，并降低對突發事件的響應速度。

2 BIM技術在機械加速澄清池運維管理中的價值

1)基于BIM技術建立起機械加速澄清池的BIM模型是整個建筑的3D數字化描述，能夠更加清晰、直觀的展示機加池的整體構造及其眾多管線的分布，集成了大量機加池構件的信息，包括組成建筑的所有構件及編碼、物理信息、相關的屬性信息以及與其他對象的關聯關系，實現了精確的可視化表達。

2)通過BIM技術建立運維管理系統能夠有效的對數據信息進行統一存儲，無論是來源于BIM模型的信息參數，還是運維過程中采集的實時數據，并將這些數據信息與機加池BIM模型中的相應構件相關聯，使得通過BIM模型及運維管理系統進行數據信息的傳送與共享。

3)應用BIM可以大大提高機械加速澄清池中的設備和管件的管理水平。可以通過BIM建立機械設備維護工作和閥門的巡檢工作的歷史記錄，以便對設備和閥門的狀態進行跟蹤，對一些重要設備的使用狀態提前預判，并自動根據維護記錄和保養計劃提示到期需要保養的設備和設施。結合BIM可以充分發揮構件定位和數據信息集成的優勢，合理制定運營、管理、維護計劃，盡可能降低運維過程中的突發事件的可能性。

3 應用實踐

機械加速澄清池一般是多個池體共同運行，每個池體又配有數個機電設備，多個管道、閥門共同完成其澄清工作，形成池體結構復雜、管件眾多的專業水處理系統。為此，根據水廠機械加速澄清池的實際需要，以BIM技術為重要手段，設計開發一個機加池運維信息管理系統。該系統能夠高效的管理機加池設備和管件的數據信息，并對這些進行更新和補充，充分利用相關的數據記錄，對設備和管件的故障進行預判，實現機加池科學的綜合管理。

3.1 系統架構

基于BIM技術搭建的機加池可視化模型，并對其進行機加池運維數據信息的集成。以模型中的構件信息為基礎，建立機加池運維信息數據庫，并添加更多、更復雜的運維階段必要的數據信息，在此基礎上基于VBA語言編程及SQL語句，建立機械加速澄清池運維管理平臺，對機加池進行統一綜合管理。

其中的BIM機加池三維可視化的模型和以此為依托的機加池運維管理平臺是共同協作，而要想實現這兩部分的信息交互，需要存在一個信息數據接口，通過這個信息數據接口來達到這兩部分信息無障礙互通的目的，最終形成完整的機加池運維管理系統的架構(見圖1)。

3.2 系統功能

依據機械加速澄清池的運營維護管理方法研究及運維管理信息需求分析，設計機械加速澄清池運維管理系統，包括模型瀏覽、構件信息查詢、進出水質管理、排泥排空管理、維修巡檢管理、相關信息備份等功能。

1)模型瀏覽。利用機加池BIM三維模型，能夠快速、準確的從機加池復雜的池體結構和地下管線中定位到目標構件的具體位置，這為機加池運維管理的快速響應奠定了基礎。通過其三維模型的展示及查閱其模型中所集成的數據信息，能夠得到該構件的規格、質地、生產廠商等信息，幫助管理方掌握該構件的相關信息(見圖2)。

2)構件信息查詢。對機加池各類設備管件的基本信息進行管理。由于機械加速澄清池的體量十分龐大，地下管道錯綜復雜，管件數量繁多，因而需要為管理方提供一個構件信息快速查詢的功能，能夠迅速獲取任意構件的相關基本信息，也包含運維中產生的維修維護信息，使管理方在最短的時間內，獲取最多的信息。當機加池的構件發生更換時，能夠對構件的信息進行修改和補充，避免信息的遺漏，甚至丟失。

3)進出水質管理。對機加池進出水質的pH值和濁度進行監測，定時提醒管理方向系統內錄入進出水水質的部分指標參數和投入的藥劑及其用量，并對該記錄進行存儲作為歷史依據，針對管理方所錄入的不同水質能夠提出相應的措施。這能有效的降低因上游水質受污染而引起的供水事故發生的概率，同時還是機加池運行效率的參考依據。

4)排泥排空管理。對機加池排泥排空工作進行記錄和分析，將排泥排空記錄作為歷史依據，方便管理方從中尋找規律，從而保障了出水質量，提高了機加池的管理效率。同時，該功能根據排泥排空記錄，分析參與各項工作的構件類別，并計算各類設備閥門的累計使用時長和次數，通過設定相關構件的累計使用限額，對設備管件故障進行預判，提前對設計進行維修維護工作。

5)維修巡檢管理。對機加池設備和管件的維修和巡檢情況進行記錄。由于機械加速澄清池的刮泥機采用機械攪拌，機械設備耗能較大，腐蝕嚴重，需定期的維修日常的巡檢。建立機加池維修巡檢管理的功能，定期對設備進行巡視檢查，對設備的維護維修進行記錄，能夠大大的降低因設備故障對區域供水造成的不良影響。

6)相關信息備份。機械加速澄清池的預計使用年限是50年以上，而機加池相關的紙質的圖紙和資料在如此長的時間內保存完好，因而建立機加池相關信息備份的功能，通過數據庫對多種格式文件強大的兼容性和固有存儲的穩定性，將機加池相關的電子文件進行備份。

4 結語

自來水廠在其50年的運營過程中，為城市中數十萬甚至上百萬的人口提供不間斷的自來水供應，是城市的生命線。水廠一旦在運維階段發生故障和災害事故，就會產生連鎖效應和衍生災害，直接威脅整個城市的公共安全，給人民生活帶來重大影響。但就目前自來水廠的運維管理來說，大多都僅僅停留在對大量運行維護的數據進行簡單處理上，管理方法相對落后，管理效率低下，數據資源利用率低，造成資源浪費。

運用BIM技術將機加池運維過程中產生的數據信息運用到機加池的運維管理工作中，既可以提高對機加池進行維護管理的效率，又可以解決管理人員掌握機加池龐雜的構件結構和地下管線系統的難題，避免查閱大量的建筑圖紙和相關資料，提高了運維階段維修養護和緊急響應的準確性和效率。

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The application of BIM technology in operation and maintenance management of mechanical accelerated clarification pool

Guo Yu

(NorthChinaUniversityofTechnology,Beijing100044,China)

Based on the existing problems in operation and maintenance management of mechanical acceleration clarification pool, this paper introduced the implementation strategy of BIM technology in operation and maintenance of mechanical acceleration clarification pool, and taking a pool mechanical acceleration clarification pool group in Beijing as an example, designed and developed the operation and maintenance management platform of mechanical acceleration clarification pool based on BIM technology, established a new set of solutions for operation and maintenance management of mechanical acceleration clarification pool.

BIM technology, mechanical acceleration clarification pool, operation and maintenance management, system function

1009-6825(2017)15-0233-02

2017-03-18

郭 雨(1991- )，男，在讀碩士

TP319

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