城市軌道交通基于運(yùn)維管理平臺(tái)的工程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

遲汶

摘 要：本文描述了基于BIM的軌道交通運(yùn)維管理平臺(tái)及其中的工程監(jiān)控系統(tǒng)，通過該平臺(tái)可對(duì)工程建設(shè)管理與運(yùn)營過程中的各類機(jī)電設(shè)備與周邊工程進(jìn)行集中監(jiān)控，并以三維方式體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：平臺(tái);展示;管理;工程監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 國內(nèi)背景

軌道交通運(yùn)營維護(hù)通常包括監(jiān)控、通信、通風(fēng)、照明和電梯等系統(tǒng)，上述設(shè)備和管線的運(yùn)行情況，極大決定了項(xiàng)目的運(yùn)維成本和安全運(yùn)行。當(dāng)前國內(nèi)外已經(jīng)對(duì)BIM智能運(yùn)維進(jìn)行了一些有益的探索，然而由于運(yùn)維階段周期長，涉及參與方復(fù)雜，整體市場(chǎng)沒有相應(yīng)的指導(dǎo)性規(guī)范，缺乏成熟的基于BIM可視化的智能運(yùn)維管理平臺(tái)系統(tǒng)。

2 三維運(yùn)維平臺(tái)整體開發(fā)思路

軌道交通工程三維運(yùn)維管理平臺(tái)（以下簡稱“平臺(tái)”），是我方開發(fā)的用于對(duì)軌道交通工程運(yùn)營過程中的數(shù)據(jù)移交、資產(chǎn)、工程監(jiān)護(hù)、應(yīng)急等數(shù)據(jù)進(jìn)行在線、高效、智能管理。

為完成這一平臺(tái)，首先了解國內(nèi)外基于BIM進(jìn)行軌道交通運(yùn)維的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)BIM技術(shù)在軌道交通中的運(yùn)維應(yīng)用存在研究少，需求大，難度高的問題;隨后認(rèn)真調(diào)研軌道交通領(lǐng)域的智能運(yùn)維理論，結(jié)合BIM技術(shù)在房建、水電、橋梁、隧道等工程領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)基于BIM技術(shù)進(jìn)行工程運(yùn)維的常規(guī)的功能。平臺(tái)開發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)先行，先后完成以下五本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：《城市軌道交通工程BIM實(shí)施管理辦法》，《城市軌道交通工程BIM數(shù)據(jù)交付管理標(biāo)準(zhǔn)》，《城市軌道交通工程BIM協(xié)同管理標(biāo)準(zhǔn)》，《城市軌道交通工程數(shù)據(jù)對(duì)象編碼標(biāo)準(zhǔn)》，《城市軌道交通工程信息模型成果技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。三維平臺(tái)整體開發(fā)架構(gòu)如下：

3 工程監(jiān)護(hù)方案

3.1 工程監(jiān)護(hù)功能

工程監(jiān)護(hù)，主要是對(duì)地鐵線路周邊工程的施工情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，避免與地鐵線路運(yùn)行之間發(fā)生交互影響。本次需求分析分為四個(gè)模塊：二維GIS展示、BIM+GIS三維可視化展示、監(jiān)測(cè)管理、地鐵保護(hù)區(qū)。

（1）二維GIS展示：可進(jìn)行線路選擇、圖層控制、日期選擇來查看對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)以及進(jìn)行測(cè)距等操作。需要地保系統(tǒng)提供圖例中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)（時(shí)間、站點(diǎn)、區(qū)間、線路、違規(guī)項(xiàng)目、受控項(xiàng)目、巡查人、保護(hù)區(qū)紅線、界碑、已簽訂安全協(xié)議項(xiàng)目、其他項(xiàng)目）查詢接口，本地新建GIS頁面調(diào)用地保系統(tǒng)接口并顯示（如圖2）。

（2）BIM+GIS三維可視化展示：包含圖層、工具選擇以及車站定位等功能。需要地保系統(tǒng)提供圖例中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)查詢接口，本地新建GIS頁面調(diào)用地保系統(tǒng)接口并顯示（如圖3）。

（3）監(jiān)測(cè)管理：對(duì)地鐵周邊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)。給系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備新增、修改、刪除和導(dǎo)出監(jiān)測(cè)功能。在已有工點(diǎn)樹基礎(chǔ)上，延伸兩層，建立工點(diǎn)->監(jiān)測(cè)項(xiàng)目->監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以錄入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，我方特別考慮支持Excel文本，讀取測(cè)點(diǎn)、測(cè)斜深度的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包含監(jiān)測(cè)時(shí)間、上次累計(jì)變化量、累計(jì)變化量、變化速率、備注等，可根據(jù)Excel內(nèi)測(cè)點(diǎn)名稱、監(jiān)測(cè)時(shí)間進(jìn)行判斷，若均相同，視為重復(fù)數(shù)據(jù)，后上傳的數(shù)據(jù)覆蓋先上傳的數(shù)據(jù)。

（4）地鐵保護(hù)區(qū)管理：對(duì)地鐵周圍影響地鐵安全的范圍進(jìn)行劃分管理。對(duì)地鐵保護(hù)范圍劃分，實(shí)現(xiàn)將CAD格式文件上傳至平臺(tái)由平臺(tái)進(jìn)行解析并展示在GIS地圖中。

3.2 基于需求分析的數(shù)字接口對(duì)接

我方在數(shù)年前已開發(fā)出地鐵保護(hù)系統(tǒng)（iMetro系統(tǒng)），本次運(yùn)營系統(tǒng)需要介入地鐵保護(hù)系統(tǒng)，需要進(jìn)行接口設(shè)計(jì)，接口設(shè)計(jì)如下：

（1）GIS頁面。跳轉(zhuǎn)頁面操作（url+賬號(hào)信息+平臺(tái)信息）。

頁面展示信息獲取。

請(qǐng)求報(bào)文：{線路id+日期}。

響應(yīng)報(bào)文：{key=線路ID：value={時(shí)間、站點(diǎn)、區(qū)間、違規(guī)項(xiàng)目、受控項(xiàng)目、巡查人、保護(hù)區(qū)紅線、界碑、已簽訂安全協(xié)議項(xiàng)目、其他項(xiàng)目}/所有線路...}。

（2）保護(hù)區(qū)范圍管理，巡查項(xiàng)目管理，巡查任務(wù)管理：頁面跳轉(zhuǎn)，提供url及所需參數(shù)。

（3）統(tǒng)計(jì)分析頁面。根據(jù)選擇的線路ID去查詢對(duì)應(yīng)的iMetro系統(tǒng)線路ID，并攜帶iMetro系統(tǒng)線路ID去iMetro系統(tǒng)查詢?cè)摼€路下違規(guī)項(xiàng)目、受控項(xiàng)目、已簽訂安全協(xié)議項(xiàng)目、其他項(xiàng)目的數(shù)量。

請(qǐng)求報(bào)文：{線路ID/所有線路}。

響應(yīng)報(bào)文：{key=線路ID：value={違規(guī)項(xiàng)目數(shù)量，受控項(xiàng)目數(shù)量，已簽訂安全協(xié)議項(xiàng)目數(shù)量，其他項(xiàng)目數(shù)量}/所有線路...}。

請(qǐng)求報(bào)文：{線路ID+區(qū)間組合ID/所有線路和區(qū)間}。

響應(yīng)報(bào)文：{key=線路ID+區(qū)間組合ID：value={已完成巡查任務(wù)數(shù)量，未完成巡查任務(wù)數(shù)量}/所有線路和區(qū)間：...}。

（4）目錄樹。目錄樹發(fā)生變化時(shí)，主動(dòng)發(fā)送維護(hù)目錄樹內(nèi)容至iMetro系統(tǒng)，iMetro系統(tǒng)維護(hù)目錄樹后，將維護(hù)目錄樹的ID返回給BIM系統(tǒng)，在BIM系統(tǒng)中建立兩系統(tǒng)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。

請(qǐng)求報(bào)文：{名稱，類型}。

響應(yīng)報(bào)文：{線路id，區(qū)間id}。

4 結(jié)語

隨著軌道交通基于三維的運(yùn)維管理平臺(tái)研究成果陸續(xù)完成，很多軌道交通建設(shè)工程已經(jīng)在參考、采用本項(xiàng)目研究成果。成都軌道交通18號(hào)線、19號(hào)線、紹興地鐵1號(hào)線等均已應(yīng)用了本項(xiàng)目的研究成果，全面為工程項(xiàng)目履約和工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)考核提供了技術(shù)支持。同時(shí)，部分項(xiàng)目成果也可用到市場(chǎng)營銷及投標(biāo)的方案設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，作為新興技術(shù)保質(zhì)增量。

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