基于 BIM 的城市軌道交通設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理應(yīng)用研究

施平望（上海市隧道工程軌道交通設(shè)計(jì)研究院，上海 200235）

城市軌道交通是重資產(chǎn)行業(yè)，特別是設(shè)備類資產(chǎn)，各專業(yè)設(shè)備種類多、數(shù)量龐大，結(jié)算統(tǒng)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一。雖然國(guó)內(nèi)各大城市的軌道交通企業(yè)都引進(jìn)了信息系統(tǒng)對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行管理，但基本都是以表單、臺(tái)賬的形式對(duì)設(shè)備資產(chǎn)進(jìn)行管理。最大的痛點(diǎn)在于缺乏有效的位置信息關(guān)聯(lián)手段，信息系統(tǒng)的設(shè)備資產(chǎn)難以與設(shè)備實(shí)物形成很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系[1]。

目前城市軌道交通設(shè)備資產(chǎn)管理存在以下問(wèn)題[2]。

（1）資產(chǎn)信息不完整、初始臺(tái)賬不規(guī)范。目前由于竣工交付時(shí)，設(shè)備資產(chǎn)信息是由施工單位單獨(dú)編制，對(duì)各專業(yè)分類及設(shè)備種類缺乏專業(yè)性，并缺少過(guò)程記錄，導(dǎo)致設(shè)備資產(chǎn)信息缺失、與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物不一致等問(wèn)題。

（2）資產(chǎn)與實(shí)物沒(méi)有實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)。缺乏有效的手段將資產(chǎn)臺(tái)賬與實(shí)物建立關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物與資產(chǎn)臺(tái)賬不能形成有效的對(duì)應(yīng)關(guān)系。一方面造成設(shè)備實(shí)物與資產(chǎn)臺(tái)賬不一致的問(wèn)題，另一方面，給運(yùn)維階段的資產(chǎn)管理帶來(lái)困難。

（3）資產(chǎn)變更更新不及時(shí)。在運(yùn)維期間，設(shè)備的維修保養(yǎng)信息、設(shè)備臺(tái)賬信息，不能形成有效的聯(lián)動(dòng)，資產(chǎn)變更的信息沒(méi)有及時(shí)更新，存在實(shí)物資產(chǎn)管理薄弱的問(wèn)題。

從以上問(wèn)題可以看出，利用信息化手段開(kāi)展設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理必要性很強(qiáng)，特別是設(shè)備資產(chǎn)與設(shè)備實(shí)物的建立關(guān)聯(lián)關(guān)系[3]。設(shè)備資產(chǎn)的全過(guò)程管理核心是全過(guò)程、集成化和信息化，即統(tǒng)籌考慮設(shè)備資產(chǎn)的采購(gòu)、建設(shè)、運(yùn)行、檢修、技改、報(bào)廢的全過(guò)程[4]。

BIM 作為建筑實(shí)物在計(jì)算機(jī)中的虛擬化模型表達(dá)，既能與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物對(duì)應(yīng)，又能承載各類信息并進(jìn)行全生命周期的信息傳遞與管理，將 BIM 作為實(shí)物與各系統(tǒng)信息之間聯(lián)系的數(shù)字化媒介具有巨大優(yōu)勢(shì)[5]。

本文從城市軌道交通設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理角度出發(fā)，提出基于 BIM 的設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理技術(shù)路線，如圖 1 所示。利用 BIM 打通數(shù)據(jù)傳遞的壁壘，為運(yùn)維期提供準(zhǔn)確、完整的建設(shè)數(shù)據(jù)及資產(chǎn)信息，為城市軌道交通運(yùn)維及資產(chǎn)管理提供有效手段。

圖1 設(shè)備全過(guò)程管理技術(shù)路線

1 基于 BIM 的設(shè)備全過(guò)程管理技術(shù)路線

1.1 招標(biāo)采購(gòu)階段

對(duì)設(shè)備的全過(guò)程管理從招標(biāo)采購(gòu)階段開(kāi)始，確定設(shè)備資產(chǎn)的范圍及關(guān)鍵內(nèi)容。支持對(duì)合同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入，預(yù)留與合同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，并支持合同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)表格的導(dǎo)入。合同清單是后續(xù)設(shè)備全過(guò)程管理的前置條件，明確設(shè)備資產(chǎn)管理的范圍。

1.2 施工準(zhǔn)備階段

在施工準(zhǔn)備階段，制定設(shè)備模型建模標(biāo)準(zhǔn)、模型審核流程和設(shè)備編碼體系，要求對(duì)設(shè)備供應(yīng)商在 BIM 設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)上傳設(shè)備模型及設(shè)備資料，通過(guò)系統(tǒng)生成設(shè)備二維碼，將二維碼打印并粘貼至設(shè)備及運(yùn)輸外包裝。借助移動(dòng)設(shè)備或手機(jī)，掃描二維碼填報(bào)設(shè)備出廠信息和設(shè)備到場(chǎng)信息。這樣使得設(shè)備信息采集的責(zé)任主體分工更明確，設(shè)備供應(yīng)商負(fù)責(zé)設(shè)備采購(gòu)信息及技術(shù)信息，安裝單位僅負(fù)責(zé)施工信息。

1.3 施工階段

在施工階段，設(shè)備完成安裝后，利用移動(dòng)設(shè)備或手機(jī)掃碼填報(bào)設(shè)備安裝信息。在 BIM 模型中，將設(shè)備放置至模型對(duì)應(yīng)位置后，自動(dòng)關(guān)聯(lián)設(shè)備的物理位置信息及物理位置編碼。設(shè)備調(diào)試階段，新線運(yùn)營(yíng)管理部門參與設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，并通過(guò)移動(dòng)端將設(shè)備調(diào)試情況記錄到系統(tǒng)中，同時(shí)完成設(shè)備的驗(yàn)收。

1.4 竣工交付階段

竣工交付是設(shè)備全過(guò)程管理關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在確保 BIM 竣工模型與現(xiàn)場(chǎng)一致的條件下，設(shè)備資產(chǎn)信息可從 BIM 資產(chǎn)管理系統(tǒng)直接導(dǎo)出，形成固定資產(chǎn)目錄。借助移動(dòng)端開(kāi)展資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)工作，備注與合同差異設(shè)備清單。設(shè)備資產(chǎn)移交完成后，所有設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)接口對(duì)接至 BIM 運(yùn)維管理系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)施設(shè)備分類編碼及 BIM 竣工模型，建立設(shè)備資產(chǎn)電子檔案數(shù)據(jù)，并與實(shí)物進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)。

1.5 運(yùn)維階段

在運(yùn)維階段，BIM 運(yùn)維管理系統(tǒng)繼承建設(shè)期所有設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)及竣工模型數(shù)據(jù)，利用 BIM 的三維可視化及數(shù)據(jù)整合能力，開(kāi)展設(shè)備臺(tái)帳管理、維修管理、變更管理、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維期設(shè)備資產(chǎn)的可視化、智能化管理。

2 設(shè)施設(shè)備分類編碼體系

BIM 模型是各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的載體，而設(shè)施設(shè)備分類編碼是系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)互通與傳遞的核心，建立統(tǒng)一的編碼體系，有利于保障設(shè)備資產(chǎn)的統(tǒng)一化管理[6]。我國(guó)在 2019 年由交通運(yùn)輸部發(fā)布的 GB/T 37486—2019《城市軌道交通設(shè)施設(shè)備分類與代碼》，規(guī)定了城市軌道交通設(shè)施設(shè)備分類和編碼的要求。以國(guó)標(biāo)的編碼規(guī)則為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理的要求，建立設(shè)施設(shè)備分類編碼體系，包含設(shè)施設(shè)備分類代碼、物理位置代碼。

2.1 設(shè)施設(shè)備分類代碼

分類編碼體系具有唯一性、穩(wěn)定性、可拓展性等特點(diǎn)，結(jié)合資產(chǎn)管理的需求，將設(shè)施設(shè)備分類代碼擴(kuò)展為 6 級(jí)，其中前 3 級(jí)符合固定資產(chǎn)管理要求，建立設(shè)施設(shè)備分類代碼與固定資產(chǎn)管理的映射關(guān)系，進(jìn)而滿足軌道交通項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)維管理需求。如圖 2 所示。

圖2 設(shè)施設(shè)備分類代碼

2.2 物理位置代碼

設(shè)備的物理位置是實(shí)現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程管理的關(guān)鍵。結(jié)合軌道交通項(xiàng)目特點(diǎn)，設(shè)計(jì)物理位置代碼由線別、位置大類、位置小類、具體位置組成，如圖 3 所示。其中。①線別，表示設(shè)施設(shè)備當(dāng)前所在的線路；②位置大類，表示設(shè)備所在建筑物的類別，如車站、區(qū)間、車輛段、控制中心等；③位置小類，表示設(shè)施設(shè)備所在建筑物的樓層、車站的層數(shù)、車輛車廂等；④具體位置，表示設(shè)施設(shè)備所在的具體房間、區(qū)間具體區(qū)域、車廂具體方位。

圖3 物理位置代碼

3 BIM 設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)

BIM 設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)是對(duì)城市軌道交通設(shè)備資產(chǎn)的有效管理、共享、協(xié)同的管理系統(tǒng)，依托平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備模型、設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)、設(shè)備材料的上傳、審核、采集、展示、統(tǒng)計(jì)等。借助設(shè)施設(shè)備分類編碼體系，支持在線路項(xiàng)目的共享及在后續(xù)運(yùn)維及智能化管理平臺(tái)中的應(yīng)用。

3.1 上傳及存儲(chǔ)管理

系統(tǒng)支持對(duì)設(shè)備模型及資料的上傳及存儲(chǔ)，設(shè)備供應(yīng)商在線上傳和修改設(shè)備模型資料，包含設(shè)備模型、設(shè)備圖紙、設(shè)備照片、合格證、參數(shù)匯總表等 9 大類資料，提供對(duì)設(shè)備資料的在線預(yù)覽、版本控制等功能。

3.2 自定義審核流程

設(shè)備模型及資料的準(zhǔn)確性和完整性至關(guān)重要，需要相關(guān)責(zé)任方對(duì)設(shè)備資料審核，支持自定義審核流程，設(shè)備資產(chǎn)信息采集過(guò)程中的責(zé)任主體分工更加明確，實(shí)現(xiàn)在線的審核記錄留痕。

3.3 設(shè)備全過(guò)程記錄

設(shè)備全過(guò)程記錄是把設(shè)備從出廠、到場(chǎng)、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收等過(guò)程信息，通過(guò)二維碼標(biāo)簽及移動(dòng)端掃碼填報(bào)的方式，形成整個(gè)流程的信息采集管理。審核完成的設(shè)備資產(chǎn)在平臺(tái)生成二維碼標(biāo)簽，將二維碼標(biāo)簽粘貼在設(shè)備及運(yùn)輸包裝上，利用移動(dòng)端掃描二維碼填報(bào)過(guò)程信息，將實(shí)物與信息系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，建立設(shè)備履歷信息。

4 BIM 運(yùn)維管理系統(tǒng)

BIM 運(yùn)維管理系統(tǒng)是以竣工交付的 BIM 模型數(shù)據(jù)和設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)為數(shù)字孿生底座，集成運(yùn)維階段物聯(lián)網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，覆蓋設(shè)備資產(chǎn)管理、客運(yùn)管理、站務(wù)管理、乘務(wù)管理等業(yè)務(wù)板塊，提供一套面向城市軌道交通運(yùn)營(yíng)和維保信息化可視化管理的解決方案，開(kāi)展三維可視化的運(yùn)維管理及資產(chǎn)管理。其中，BIM 運(yùn)維管理系統(tǒng)的資產(chǎn)管理功能包括資產(chǎn)查詢、資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)、資產(chǎn)變更、資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等。

4.1 資產(chǎn)查詢

實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景中的資產(chǎn)查詢，在 BIM 模型中點(diǎn)擊資產(chǎn)設(shè)備后可查看對(duì)應(yīng)的資產(chǎn)清冊(cè)條目所有信息；并可查詢?nèi)尽⑷€、全網(wǎng)同類資產(chǎn)的信息。上述資產(chǎn)信息同時(shí)也支持通過(guò)移動(dòng)端應(yīng)用程序掃碼查詢。

4.2 資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)

支持移動(dòng)端應(yīng)用程序進(jìn)行資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)工作，從系統(tǒng)直接下達(dá)盤(pán)點(diǎn)任務(wù)，盤(pán)點(diǎn)任務(wù)和盤(pán)點(diǎn)結(jié)果均可在三維場(chǎng)景中顯示、查看。

4.3 資產(chǎn)變更

平臺(tái)對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行全壽命周期狀態(tài)跟蹤，支持變更狀態(tài)數(shù)據(jù)，隨時(shí)可在三維場(chǎng)景中查詢，同時(shí)移動(dòng)端也可通過(guò)掃碼查詢。BIM 模型與現(xiàn)場(chǎng)保持一致， 支持對(duì)模型在線編輯，包括對(duì)設(shè)備模型修改、刪除、新增、替換、資產(chǎn)信息錄入等操作，且需與現(xiàn)場(chǎng)變更的流程進(jìn)行綁定。

4.4 資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)

結(jié)合資產(chǎn)管理需求及資產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，形成分析圖表，支持報(bào)表導(dǎo)出，輔助資產(chǎn)管理決策。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文研究了城市軌道交通設(shè)備資產(chǎn)全過(guò)程數(shù)字化管理的技術(shù)路徑，通過(guò)搭建 BIM 設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備資產(chǎn)在建設(shè)期的全過(guò)程管控，結(jié)合設(shè)施設(shè)備分類編碼，將設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)無(wú)縫的延續(xù)至運(yùn)維階段，為運(yùn)維階段提供完整的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在運(yùn)維階段，利用 BIM 技術(shù)開(kāi)展三維可視化的運(yùn)維管理及資產(chǎn)管理，有效提高管理水平。實(shí)現(xiàn)以運(yùn)維為導(dǎo)向的軌道交通數(shù)字化竣工交付。本文的研究成果為城市軌道交通后續(xù)基于 BIM 的高效運(yùn)維管理提供有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可在城市軌道交通項(xiàng)目推廣應(yīng)用。