基于BIM技術的京雄城際鐵路四電安全質(zhì)量管理系統(tǒng)與應用

樊濤，西窮，張平

（1.北京中鐵建電氣化設計研究院有限公司，北京 100043；2.中國鐵建電氣化局集團有限公司，北京 100043）

0 引言

鐵路四電施工為確保施工現(xiàn)場安全質(zhì)量可控，大多是通過設置安質(zhì)部門由專門安質(zhì)人員進行檢查，對安全質(zhì)量問題整改、反饋，通過發(fā)文或聯(lián)系單通知有關部門。需要紙質(zhì)表格填寫及后期電腦錄入，后期對施工質(zhì)量問題的追溯繁瑣且效率低，同時也降低了管理人員對鐵路四電施工安全質(zhì)量的監(jiān)控力度。鐵路是一個龐大的系統(tǒng)工程，隨著計算機技術的快速發(fā)展，BIM 技術應用于鐵路工程建設已是大勢所趨［1］，開發(fā)基于BIM 的鐵路四電施工安全質(zhì)量管理系統(tǒng)具有重要工程意義。

BIM 技術是通過建筑信息模型對建筑物從前期規(guī)劃、設計、施工到后期運營維護的全生命周期信息管理［2］。使用數(shù)字建模軟件，能夠?qū)κ┕べ|(zhì)量進行可視化模擬和管理，提升施工質(zhì)量管理的效率，給施工單位帶來極大價值。

1 應用思路

以推動鐵路信息化建設為目標，借鑒建筑領域的BIM理念和技術［3-5］，利用信息模型的可視化、可協(xié)調(diào)性、信息高度集成等優(yōu)勢為安全質(zhì)量管理提供新的思路和方法，提高各階段信息共享水平。

（1）建立四電信息模型。基于BIM 相關建模軟件建立四電專業(yè)參數(shù)化構件，實現(xiàn)四電專業(yè)快速建模，為下一步安全質(zhì)量問題定位到BIM 模型上提供必要的模型信息。

（2）使用安全質(zhì)量管理系統(tǒng)。通過定位將安全質(zhì)量問題信息導入BIM 模型，在系統(tǒng)中可以直觀看到問題出現(xiàn)的具體位置，有利于施工管理和問題分析。

（3）優(yōu)化管理。與BIM 技術相結合開發(fā)安全質(zhì)量管理系統(tǒng)，能夠更清晰地看到全線問題，更有利于分析問題，有效地降低安全質(zhì)量問題發(fā)生的概率。

2 系統(tǒng)技術方案

基于BIM 的京雄城際鐵路四電安全質(zhì)量管理系統(tǒng)分為安全、質(zhì)量2個業(yè)務模塊。通過對本項目安質(zhì)部門、參與施工過程人員的大量調(diào)研結果，認為對模塊線上流程應用的同時應與BIM 相結合，對問題發(fā)生位置定位，方便查改。因此，將模型基于真實的位置信息創(chuàng)建、上傳，做到與實際工點位置一致，只要在問題表單提交時選擇工點位置及對問題部位的詳細描述或直接輸入該位置模型的BIM 編碼，就能實現(xiàn)問題信息與模型相結合。針對線上審批流程研究，確定分為項目部線上審批和工區(qū)線上審批2個流程：

（1）項目部線上審批流程。全員均可發(fā)起，發(fā)送給工區(qū)專業(yè)負責人統(tǒng)一分配，同時抄送安質(zhì)部（工區(qū)抄送工區(qū)安質(zhì)部），作業(yè)隊接收整改后由安質(zhì)人員復核，并反饋工區(qū)專業(yè)負責人，同時抄送安質(zhì)部（工區(qū)抄送工區(qū)安質(zhì)部同時抄送項目部安質(zhì)部）。

（2）工區(qū)線上審批流程。全員均可發(fā)起，主要由專業(yè)技術員、安質(zhì)人員發(fā)送給工區(qū)專業(yè)負責人統(tǒng)一分配處理，同時抄送安質(zhì)部（工區(qū)抄送工區(qū)安質(zhì)部），作業(yè)隊接收整改后由質(zhì)量員復核，并反饋工區(qū)專業(yè)負責人，同時抄送安質(zhì)部（工區(qū)抄送工區(qū)安質(zhì)部同時抄送項目部安質(zhì)部）。

安全質(zhì)量系統(tǒng)閉環(huán)處理流程見圖1。

圖1 安全質(zhì)量系統(tǒng)閉環(huán)處理流程

相關人員接收微信消息提醒，實施人員可通過手機微信端或電腦網(wǎng)頁端查看處理安全、質(zhì)量問題，完成全過程閉環(huán)處理，最終導出問題庫。在表單中選擇、填寫工點位置或詳細的部位描述（包含相對位置或絕對位置信息），系統(tǒng)將問題自動定位到對應平臺三維模型，顯示出該問題情況、處理時間等信息（信息來源即安全質(zhì)量問題線上審批產(chǎn)生的數(shù)據(jù)），完成模型同生產(chǎn)過程中的安全質(zhì)量問題相呼應。

2.1 硬件架構設計

基于BIM 的鐵路四電施工安全質(zhì)量管理系統(tǒng)設置后臺服務器2臺，工作站1臺或多臺，硬件架構見圖2。其中，1 臺服務器用于安全質(zhì)量管理的Web 發(fā)布；另1 臺服務器安裝標準版SQLServer 數(shù)據(jù)庫軟件，用來提供數(shù)據(jù)庫存儲及管理服務。

圖2 系統(tǒng)硬件架構設計

（1）數(shù)據(jù)庫服務器包括中心數(shù)據(jù)庫、配置文件、BIM模型系統(tǒng)和施工安全、質(zhì)量管理系統(tǒng)。

（2）安全質(zhì)量管理Web 服務器用于安全質(zhì)量管理的Web發(fā)布。

（3）工作站可以是1臺或多臺，操作人員通過工作站登錄服務器，進入鐵路安全質(zhì)量管理系統(tǒng)，工作站也可以是智能手機，通過系統(tǒng)的Web 頁面進行微信綁定后，即可通過微信端登入系統(tǒng)進行操作。

2.2 軟件結構設計

系統(tǒng)軟件結構設計見圖3。

（1）數(shù)據(jù)層。安全質(zhì)量管理軟件數(shù)據(jù)層主要由安全質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫和配置文件組成。

（2）服務層。主要由DAL數(shù)據(jù)訪問層和WebService構成。DAL 數(shù)據(jù)訪問層是B/S 數(shù)據(jù)處理程序的基礎，主要負責數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的增、刪、改、查，配置文件的讀取等基本操作。WebService 為應用層的B/S頁面提供RESTful Web API接口服務。

（3）應用層。應用層表現(xiàn)為Web 頁面、微信端操作頁面，基于服務層和數(shù)據(jù)層實現(xiàn)，包括項目部安全質(zhì)量巡檢、工區(qū)安全質(zhì)量巡檢、數(shù)據(jù)維護和密碼保護功能。

3 現(xiàn)場應用

項目部專業(yè)工程師在李家巷分區(qū)所1#設備基礎檢查發(fā)現(xiàn)混凝土蜂窩現(xiàn)象的質(zhì)量問題，手機上選擇“項目部質(zhì)量問題巡檢”，進入后填寫問題即混凝土蜂窩現(xiàn)象并上傳照片。填寫完成后發(fā)送至工區(qū)負責人，并且抄送項目部安質(zhì)部，工區(qū)負責人根據(jù)具體問題分配作業(yè)隊處理，發(fā)送給對應的作業(yè)隊負責人并抄送告知項目部安質(zhì)部已安排某人整改。作業(yè)隊負責人處理問題后上傳整改后的圖片并描述，發(fā)送至安質(zhì)人員、技術員復查，復查無誤后完成流程并反饋信息給工區(qū)負責人。發(fā)起時即可根據(jù)所選的李家巷分區(qū)所1#設備基礎定位到平臺三維沙盤中的具體模型，填報的問題描述及圖片紅顯在模型旁標簽中，問題流程處理完成后變?yōu)榫G顯并添加對應的整改圖片及描述等信息。

填報完成后，系統(tǒng)會根據(jù)填報的處理人流轉。最終在系統(tǒng)中會在模型信息中顯示問題（見圖4）。在平臺中對全線安全質(zhì)量問題像熱力圖一樣顯示，對問題較多的工區(qū)或工點進行重點盯控（見圖5）。

4 結束語

綜合京雄城際鐵路四電工程建設施工全過程安全質(zhì)量管理需求，研發(fā)基于BIM 的京雄城際鐵路四電安全質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有功能完備、數(shù)據(jù)實時傳輸、使用方便以及界面友好等特點，提供了一個全方位、多功能、全過程的多用戶信息交流和共享的鐵路四電工程施工安全質(zhì)量管理平臺，從而為京雄城際鐵路四電工程建設安全質(zhì)量管理提供了高效、高水平的信息化平臺。

圖4 問題信息模型定位

圖5 安全質(zhì)量問題顯示界面

利用B/S架構設計，實現(xiàn)了對鐵路四電工程建設安全質(zhì)量的閉環(huán)式流程管理，使得整個四電工程建設過程中各類安全質(zhì)量問題都能“自上而下”或“自下而上”及時、準確傳達，提高員工對安全質(zhì)量問題的重視程度以及對員工的約束力，加強管理過程的執(zhí)行力，確保工程建設全過程的精細化閉環(huán)管理，從而使得這種具有流程化辦公性質(zhì)的閉環(huán)式管理系統(tǒng)更加科學、適用，功能更加便捷、完善。

該系統(tǒng)具備安全質(zhì)量問題的填報、處理、銷項、存檔等全過程閉環(huán)管理，將質(zhì)量安全問題與BIM 技術相關聯(lián)。處理人員能結合現(xiàn)場實際和模型視圖對比，更加形象直觀地了解問題發(fā)生位置及發(fā)生狀況，輔助相關人員對問題進行分析處理，做到流程可跟蹤、問題可記錄、結果可追溯。該功能可在手機端操作，提高項目管理人員處理質(zhì)量安全問題的及時性、準確性、智能性、便捷性。