BIM技術(shù)在機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理中的應(yīng)用

郭 雨

(北方工業(yè)大學(xué)，北京 100044)

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BIM技術(shù)在機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理中的應(yīng)用

郭 雨

(北方工業(yè)大學(xué)，北京 100044)

基于機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題，介紹了BIM技術(shù)在機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理中的實(shí)施策略，并以北京某水池機(jī)械加速澄清池組為例，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于BIM技術(shù)的機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理平臺(tái)，為機(jī)加池運(yùn)維管理建立了一套全新的解決方案。

BIM技術(shù)，機(jī)械加速澄清池，運(yùn)維管理，系統(tǒng)功能

0 引言

澄清工藝是凈水處理的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的運(yùn)行效果嚴(yán)重影響整個(gè)凈水流程最終的出水水質(zhì)和出水量的穩(wěn)定。而機(jī)械加速澄清池就是對(duì)原水進(jìn)行澄清工藝的一種構(gòu)筑物。目前，機(jī)加池運(yùn)維階段的維護(hù)管理工作，基于紙介質(zhì)的竣工圖和各種報(bào)表，而在機(jī)加池運(yùn)維階段產(chǎn)生的如水質(zhì)記錄、排泥記錄等等大量的運(yùn)維信息并沒(méi)有運(yùn)用到機(jī)加池的運(yùn)維管理工作中，難以避免的造成運(yùn)維數(shù)據(jù)信息的利用不充分。與此同時(shí)，當(dāng)應(yīng)對(duì)突發(fā)情況時(shí)，機(jī)加池復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及管線無(wú)法直觀的展示出來(lái)，這不僅影響到應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的反應(yīng)速度，更有可能延誤應(yīng)急方案的確定。本文通過(guò)綜合運(yùn)用了BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)可視化和信息集成的特點(diǎn)及Access數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，建立機(jī)械加速澄清池BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)加池運(yùn)維過(guò)程中數(shù)據(jù)信息的充分利用，以及機(jī)加池運(yùn)維階段的設(shè)備維修和應(yīng)急響應(yīng)，對(duì)運(yùn)行維護(hù)階段的機(jī)械加速澄清池進(jìn)行科學(xué)綜合的管理，以保障機(jī)加池的正常運(yùn)行。

1 機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理存在的問(wèn)題

1.1 可視化程度低

機(jī)械加速澄清池是一個(gè)龐大、復(fù)雜的構(gòu)筑物，地下的管道和閥門(mén)眾多，使用傳統(tǒng)的二維的CAD圖像信息很難將機(jī)加池的整體構(gòu)造表達(dá)清楚，同時(shí)需要具備一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)的技術(shù)人員才能看懂，過(guò)程十分耗時(shí)，并且在二維圖紙信息表達(dá)的過(guò)程當(dāng)中，容易會(huì)發(fā)生圖紙錯(cuò)誤的情況，使圖紙表達(dá)的信息難以理解，甚至引起不必要的誤會(huì)。

1.2 信息采集和存儲(chǔ)的管理不完善

機(jī)械加速澄清池的預(yù)計(jì)使用年限是50年以上，而機(jī)加池相關(guān)的紙質(zhì)的圖紙和資料大都是由設(shè)計(jì)方和施工方等各個(gè)參與機(jī)加池建設(shè)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(gè)專(zhuān)業(yè)的信息沒(méi)有整合在一起，數(shù)據(jù)信息十分分散，為信息的查找與檢索帶來(lái)不便，不利于機(jī)加池運(yùn)維工作的展開(kāi)。與此同時(shí)，伴隨機(jī)加池的運(yùn)行又會(huì)生成大量的機(jī)加池運(yùn)維數(shù)據(jù)信息，包括水質(zhì)記錄、設(shè)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(yùn)維數(shù)據(jù)信息利用不充分

在目前機(jī)械加速澄清池的運(yùn)行維護(hù)管理工作中，運(yùn)維中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息并沒(méi)有充分的運(yùn)用到機(jī)加池的管理當(dāng)中。對(duì)機(jī)加池的機(jī)械設(shè)備和管道閥門(mén)的管理手段落后，不能及時(shí)的掌握設(shè)備運(yùn)行情況和閥門(mén)及管道的使用情況，很難降低意外事故的發(fā)生幾率，并降低對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)速度。

2 BIM技術(shù)在機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理中的價(jià)值

1)基于BIM技術(shù)建立起機(jī)械加速澄清池的BIM模型是整個(gè)建筑的3D數(shù)字化描述，能夠更加清晰、直觀的展示機(jī)加池的整體構(gòu)造及其眾多管線的分布，集成了大量機(jī)加池構(gòu)件的信息，包括組成建筑的所有構(gòu)件及編碼、物理信息、相關(guān)的屬性信息以及與其他對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了精確的可視化表達(dá)。

2)通過(guò)BIM技術(shù)建立運(yùn)維管理系統(tǒng)能夠有效的對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，無(wú)論是來(lái)源于BIM模型的信息參數(shù)，還是運(yùn)維過(guò)程中采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)信息與機(jī)加池BIM模型中的相應(yīng)構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，使得通過(guò)BIM模型及運(yùn)維管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳送與共享。

3)應(yīng)用BIM可以大大提高機(jī)械加速澄清池中的設(shè)備和管件的管理水平。可以通過(guò)BIM建立機(jī)械設(shè)備維護(hù)工作和閥門(mén)的巡檢工作的歷史記錄，以便對(duì)設(shè)備和閥門(mén)的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤，對(duì)一些重要設(shè)備的使用狀態(tài)提前預(yù)判，并自動(dòng)根據(jù)維護(hù)記錄和保養(yǎng)計(jì)劃提示到期需要保養(yǎng)的設(shè)備和設(shè)施。結(jié)合BIM可以充分發(fā)揮構(gòu)件定位和數(shù)據(jù)信息集成的優(yōu)勢(shì)，合理制定運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)計(jì)劃，盡可能降低運(yùn)維過(guò)程中的突發(fā)事件的可能性。

3 應(yīng)用實(shí)踐

機(jī)械加速澄清池一般是多個(gè)池體共同運(yùn)行，每個(gè)池體又配有數(shù)個(gè)機(jī)電設(shè)備，多個(gè)管道、閥門(mén)共同完成其澄清工作，形成池體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管件眾多的專(zhuān)業(yè)水處理系統(tǒng)。為此，根據(jù)水廠機(jī)械加速澄清池的實(shí)際需要，以BIM技術(shù)為重要手段，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)機(jī)加池運(yùn)維信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠高效的管理機(jī)加池設(shè)備和管件的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些進(jìn)行更新和補(bǔ)充，充分利用相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，對(duì)設(shè)備和管件的故障進(jìn)行預(yù)判，實(shí)現(xiàn)機(jī)加池科學(xué)的綜合管理。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

基于BIM技術(shù)搭建的機(jī)加池可視化模型，并對(duì)其進(jìn)行機(jī)加池運(yùn)維數(shù)據(jù)信息的集成。以模型中的構(gòu)件信息為基礎(chǔ)，建立機(jī)加池運(yùn)維信息數(shù)據(jù)庫(kù)，并添加更多、更復(fù)雜的運(yùn)維階段必要的數(shù)據(jù)信息，在此基礎(chǔ)上基于VBA語(yǔ)言編程及SQL語(yǔ)句，建立機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理平臺(tái)，對(duì)機(jī)加池進(jìn)行統(tǒng)一綜合管理。

其中的BIM機(jī)加池三維可視化的模型和以此為依托的機(jī)加池運(yùn)維管理平臺(tái)是共同協(xié)作，而要想實(shí)現(xiàn)這兩部分的信息交互，需要存在一個(gè)信息數(shù)據(jù)接口，通過(guò)這個(gè)信息數(shù)據(jù)接口來(lái)達(dá)到這兩部分信息無(wú)障礙互通的目的，最終形成完整的機(jī)加池運(yùn)維管理系統(tǒng)的架構(gòu)(見(jiàn)圖1)。

3.2 系統(tǒng)功能

依據(jù)機(jī)械加速澄清池的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理方法研究及運(yùn)維管理信息需求分析，設(shè)計(jì)機(jī)械加速澄清池運(yùn)維管理系統(tǒng)，包括模型瀏覽、構(gòu)件信息查詢(xún)、進(jìn)出水質(zhì)管理、排泥排空管理、維修巡檢管理、相關(guān)信息備份等功能。

1)模型瀏覽。利用機(jī)加池BIM三維模型，能夠快速、準(zhǔn)確的從機(jī)加池復(fù)雜的池體結(jié)構(gòu)和地下管線中定位到目標(biāo)構(gòu)件的具體位置，這為機(jī)加池運(yùn)維管理的快速響應(yīng)奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)其三維模型的展示及查閱其模型中所集成的數(shù)據(jù)信息，能夠得到該構(gòu)件的規(guī)格、質(zhì)地、生產(chǎn)廠商等信息，幫助管理方掌握該構(gòu)件的相關(guān)信息(見(jiàn)圖2)。

2)構(gòu)件信息查詢(xún)。對(duì)機(jī)加池各類(lèi)設(shè)備管件的基本信息進(jìn)行管理。由于機(jī)械加速澄清池的體量十分龐大，地下管道錯(cuò)綜復(fù)雜，管件數(shù)量繁多，因而需要為管理方提供一個(gè)構(gòu)件信息快速查詢(xún)的功能，能夠迅速獲取任意構(gòu)件的相關(guān)基本信息，也包含運(yùn)維中產(chǎn)生的維修維護(hù)信息，使管理方在最短的時(shí)間內(nèi)，獲取最多的信息。當(dāng)機(jī)加池的構(gòu)件發(fā)生更換時(shí)，能夠?qū)?gòu)件的信息進(jìn)行修改和補(bǔ)充，避免信息的遺漏，甚至丟失。

3)進(jìn)出水質(zhì)管理。對(duì)機(jī)加池進(jìn)出水質(zhì)的pH值和濁度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定時(shí)提醒管理方向系統(tǒng)內(nèi)錄入進(jìn)出水水質(zhì)的部分指標(biāo)參數(shù)和投入的藥劑及其用量，并對(duì)該記錄進(jìn)行存儲(chǔ)作為歷史依據(jù)，針對(duì)管理方所錄入的不同水質(zhì)能夠提出相應(yīng)的措施。這能有效的降低因上游水質(zhì)受污染而引起的供水事故發(fā)生的概率，同時(shí)還是機(jī)加池運(yùn)行效率的參考依據(jù)。

4)排泥排空管理。對(duì)機(jī)加池排泥排空工作進(jìn)行記錄和分析，將排泥排空記錄作為歷史依據(jù)，方便管理方從中尋找規(guī)律，從而保障了出水質(zhì)量，提高了機(jī)加池的管理效率。同時(shí)，該功能根據(jù)排泥排空記錄，分析參與各項(xiàng)工作的構(gòu)件類(lèi)別，并計(jì)算各類(lèi)設(shè)備閥門(mén)的累計(jì)使用時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)，通過(guò)設(shè)定相關(guān)構(gòu)件的累計(jì)使用限額，對(duì)設(shè)備管件故障進(jìn)行預(yù)判，提前對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行維修維護(hù)工作。

5)維修巡檢管理。對(duì)機(jī)加池設(shè)備和管件的維修和巡檢情況進(jìn)行記錄。由于機(jī)械加速澄清池的刮泥機(jī)采用機(jī)械攪拌，機(jī)械設(shè)備耗能較大，腐蝕嚴(yán)重，需定期的維修日常的巡檢。建立機(jī)加池維修巡檢管理的功能，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，對(duì)設(shè)備的維護(hù)維修進(jìn)行記錄，能夠大大的降低因設(shè)備故障對(duì)區(qū)域供水造成的不良影響。

6)相關(guān)信息備份。機(jī)械加速澄清池的預(yù)計(jì)使用年限是50年以上，而機(jī)加池相關(guān)的紙質(zhì)的圖紙和資料在如此長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保存完好，因而建立機(jī)加池相關(guān)信息備份的功能，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)多種格式文件強(qiáng)大的兼容性和固有存儲(chǔ)的穩(wěn)定性，將機(jī)加池相關(guān)的電子文件進(jìn)行備份。

4 結(jié)語(yǔ)

自來(lái)水廠在其50年的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，為城市中數(shù)十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的人口提供不間斷的自來(lái)水供應(yīng)，是城市的生命線。水廠一旦在運(yùn)維階段發(fā)生故障和災(zāi)害事故，就會(huì)產(chǎn)生連鎖效應(yīng)和衍生災(zāi)害，直接威脅整個(gè)城市的公共安全，給人民生活帶來(lái)重大影響。但就目前自來(lái)水廠的運(yùn)維管理來(lái)說(shuō)，大多都僅僅停留在對(duì)大量運(yùn)行維護(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理上，管理方法相對(duì)落后，管理效率低下，數(shù)據(jù)資源利用率低，造成資源浪費(fèi)。

運(yùn)用BIM技術(shù)將機(jī)加池運(yùn)維過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息運(yùn)用到機(jī)加池的運(yùn)維管理工作中，既可以提高對(duì)機(jī)加池進(jìn)行維護(hù)管理的效率，又可以解決管理人員掌握機(jī)加池龐雜的構(gòu)件結(jié)構(gòu)和地下管線系統(tǒng)的難題，避免查閱大量的建筑圖紙和相關(guān)資料，提高了運(yùn)維階段維修養(yǎng)護(hù)和緊急響應(yīng)的準(zhǔn)確性和效率。

[1] 汪再軍.BIM技術(shù)在建筑運(yùn)維管理中的應(yīng)用[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2013(9)：94-97.

[2] 齊興旺.淺談機(jī)械加速澄清池運(yùn)行管理與控制[J].內(nèi)江科技，2006(5)：139.

[3] 李少偉.BIM提升運(yùn)維管理的研究[J].山西建筑，2015，41(21)：238-240.

[4] 胡振中,陳祥祥,王 亮,等.基于BIM的機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013(1)：17-21.

[5] 葉 晶.信息技術(shù)在基于BIM的運(yùn)維系統(tǒng)中應(yīng)用的探討[J].綠色建筑，2014(3)：65-67.

[6] 黃 廷，陳麗娟，史培新，等.基于BIM的公路隧道運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].隧道建設(shè)，2017(1)：48-55.

[7] 王廷魁，孫秋蘭，鄭小晴.基于BIM的建筑物維修管理系統(tǒng)研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2014(1)：107-110.

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

A