BIM和物聯網技術在隧道工程運維階段的應用分析

徐蘆軍

【摘 ?要】在社會發展的過程中，隧道工程數量不斷增加，不僅對其施工過程的質量提出了嚴格的要求，還對工程的運維過程提出要求，希望能夠借此保證隧道的使用年限，并確保使用中的安全。除了運維中需要考慮的信息、人力、資源等各項問題，新技術的加入給運維工作帶來更多的思考，在運維方式和效果上都呈現出了新的特點，對運維工作有非常積極的意義，需要得到進一步的推廣。新技術的加入中，BIM技術、物聯網技術為運維工作提供了完整的信息，建立共享平臺，使該項工作更加透明，對于提高工作效率有重要的意義。本文針對BIM技術、物聯網技術與隧道運維進行討論，希望能夠為隧道運維過程提供一些新的建議。

【關鍵詞】BIM技術;物聯網技術;隧道工程運維;技術應用

引言

BIM技術是科技發展的結果，在建筑行業的使用逐漸廣泛，無論在設計環節還是在施工過程中都提供了很大的幫助，讓施工過程更加可視，成功規避了很多施工中的風險，目前，在運維過程中尚沒有形成普遍使用的狀態，需要對其進行更大范圍的推廣，在物聯網技術的發展過程中，給BIM技術的使用提供了良好的機會，二者相互結合，為項目運維提供了質量、效率等各方面的保障。

一、工程運維的主要內容

隧道施工結束之后，運維工作成為最重要的部分，良好的定期運維能夠對隧道中的各種問題進行及時排查，有效加長隧道的使用時間。運維工作并非獨立，而是一項系統性的工作，不僅與運維人員、技術有關，[1]還和當地的環境、氣候、經濟等有關系，如果要順利進行運維工作，則需要詳細了解當地的具體情況，完成維護工作，對隧道的運維主要包括了隧道、設備、環境等幾個方面，需要對設備進行檢查，對安防措施進行設置，還有應急系統、資源消耗量等管理，這些都需要建立在信息搜集之上，因此，需要利用BIM技術和互聯網技術進行工程、環境、共享、設備、資金等信息的搜集，使整個運維管理達到標準，高效完成運維工作。

二、工程運維的現狀

當前，雖然BIM技術已經廣泛用于施工過程，但是在運維過程中尚未進行大量使用，更多關于運維的工作還需要依靠人工來完成，其中存在的問題主要表現在以下幾點。

（一）信息管理方面

當前，大部分隧道施工中的所有的信息都利用圖紙、報表等進行記錄，對所有信息的儲存都不夠直觀，當工作人員需要查詢數據，都需要花費較長的時間，無法達到信息的高效使用，不僅在使用過程中產生不便，在信息的管理方面也無法達到標準。[2]另外，紙張的保存也有一定的難度，經過時間流轉，則容易產生遺失、破損、字體不清等情況，影響數據的整體使用。圖紙的保存使得信息共享、傳遞的效率降低，無法達到信息同步，對管理造成一定的影響。

（二）人員分配方面

隧道工程中需要大量的設計人員和施工人員，但是由于此類項目的難度高，工作地點多變，不排除一些條件惡劣的地區，因此，該行業中的人員流失情況比較嚴重。隨著社會上的人力成本不斷增加，給運維過程帶來挑戰，人才的缺失、工人的數量不多，都使得當前運維過程中的人員分配出現問題，無法達到人員數量、質量等的要求。

（三）資源消耗方面

隨著工業化的發展，自然環境遭到破壞，因此，市場上對于各個行業都提出了相應的環保要求，隧道施工也不例外，需要其做到節能、低碳，達到環保的標準。在資源的消耗上，建筑行業一直居高不下，因此，在隧道的運維過程中，需要及時關注對資源的消耗問題，確保該行業得到良好的發展。

（四）工作效率方面

在運維的過程中，不僅需要關注隧道本身，還需要對照明、監控、通訊、網絡等各個系統進行檢查，工作人員需要對大量的管線進行檢查，保證運行中的安全問題，一般情況下，一個環節出現問題，無法準確知曉故障的位置，則需要逐一排查，進行維修或更換，這樣則降低了工作效率。

（五）緊急事件處理方面

當遭遇自然災害、火災、事故時，在隧道中無法做好及時的疏導，對安保人員的設置也無法達到標準，這些都是當前運維過程中存在的問題，不僅給社會正常運行帶來麻煩，也造成不同程度的經濟損失。

三、新技術對運維的革新

BIM技術和互聯網技術在隧道運維中逐漸加入，為其帶來很多積極的影響，主要表現在以下幾點。

（一）可視化

舊式的運維工作進行過程中，無法對信息數據進行及時查詢，當工程中出現問題的時候，很難做到高效處理，但是，當BIM技術加入之后，能夠利用三維技術制成模型，結構所有的設備完成數據的共享，將原來的圖紙、手冊中的信息以模型的方式展示出來，對于隧道中所有設備安裝情況都可以利用模擬性進行呈現，當某部位出現故障時，能夠進行高效查詢，進行準確維護。[3]不僅如此，在查詢過程中，還能延伸更加全面的信息，讓工作人員對隧道情況有更加清楚的了解。

除了在信息上的可視，BIM技術、物聯網技術三維與視頻設備聯系起來，對隧道進行遠程監控，不需要人工進行現場控制，所有的監控過程都可以通過RFID進行整合，實現統一管理，所有的數據都直觀地顯示出來，將隧道、周圍都做到實際檢測，有利于工作人員進行精細管理。

（二）數據化

無論在實際的運維中，還是在管理上，BIM模型將所有流程中的信息集合在數據庫里，讓整個運維過程有信息支撐，設備之間可以達到信息共享，長期的數據集中為運維工作積累了經驗，使得之后的運維工作中出現問題時，能夠有數據可以查詢，并做出正確反應，有利于整體管理的優化。例如，數據可以清楚地顯示出不同時段下隧道中車輛通行的情況，也可以清晰地呈現運維過程中材料使用的數量變化，幫助工作人員進行材料選擇的分析[4]。

（三）智能化

城市中存在隧道的區域，一定是人流、車流數量很大的區域，工作人員需要隨時做好應急準備，雖然過去的應急能力非常好，但是常常針對事后進行救援和處理，很難通過人力達到預防標準，但是，在BIM技術的加入之后，能夠通過先進的設備進行及時感應，做好警報工作。另外，由于BIM的模型能夠對周圍環境做出模擬，可以幫助工作人員選擇合理的疏散方式，選擇正確的路線，能夠有效降低損失，保證人們的人身安全、財產安全。

BIM技術不僅表現在應急方面的智能化，還表現在資源消耗分析上的智能化。兩種技術的聯合應用，可以做好日常的檢測和管理中，在運維過程中可以搜集完整的資源消耗情況，對不同時段、不同天氣的消耗情況進行準確分析，在長期的積累下，工作人員能夠掌握資源消耗的具體情況，進而采取針對性措施進行解決，滿足市場對該行業節能的要求。

另外，三維技術形成的模型當中能夠對隧道內的車輛通行情況進行模擬，如果將這一技術應用到城市交通當中，則可以使交通情況更加直觀地呈現出來，幫助交管部門了解交通情況，進行有效疏通，避免產生嚴重的阻塞，減少安全隱患。在管理交通情況的過程中，能夠很好地節省人力，在交通堵塞的時段內做到人員的高效分配，讓城市的交通管理得到改善，也保證了隧道的高效使用。

四、結束語

BIM技術、物聯網技術的使用，讓隧道的運維過程更加直觀，協助工作人言做好維修、管理、應急等各方面工作，當前，運維過程對該技術的使用還不夠廣泛，需要得到工作人員的進一步推廣，使該技術在隧道運維中發揮作用，為人們的生活提供便利、保障安全。

參考文獻：

[1]黃廷，陳麗娟，史培新等.基于BIM的公路隧道運維管理系統設計與開發 [J].隧道建設，2017，（1）：48-54.

[2]王永東，胡強，張化川等.基于三維地質信息模型的隧道BIM技術路線研究[J].施工技術，2018，（9）：67-71.

作者簡介：

徐蘆軍（1981-），男，漢族，浙江紹興，本科。研發方向：電子智能控制。

（作者單位：浙江智握領程科技股份有限公司）