運維期合肥南站建筑信息模型的創(chuàng)建與應用

盧健

摘 要：高鐵站房建筑信息模型可以使建筑、電氣、暖通、給排水、消防、通信等各專業(yè)設備設施具有同平臺、可視化、可定位、關聯(lián)性、協(xié)調性和信息完備性等特點，為運營維護提供強大的數(shù)據(jù)支持，極大提高管理效率、降低管理成本、控制管理風險。

關鍵詞：建筑信息模型技術;信息模型;運維軟件;物聯(lián)網(wǎng)

合肥南站始建于2011年，2014年滬漢蓉場投入運營，2015年合福場投入運營，是一座集鐵路、城市軌道、城市道路交通換乘功能于一體的現(xiàn)代化大型交通樞紐。最高聚集人數(shù)2萬，預計2030年高峰小時客流量將達到9 500人/時。主體站房地上兩層、地下一層，局部設置夾層，總高度38.05 m，站房建筑面積99 284 m2，與上海虹橋站、南京南站、杭州東站并稱我國華東四大高鐵特等站。

1 ? ?設備管理現(xiàn)狀分析

（1）合肥南站投入運營后，客服、房建、供電、消防、通信、信號、網(wǎng)絡等專業(yè)分別在各自的管理平臺上進行運營維護，管理分界復雜，相互之間關聯(lián)性差，很多事件的處理都需要各單位協(xié)調解決，嚴重影響運維效率。

（2）各專業(yè)管線錯綜復雜、隱蔽設備數(shù)量大，而基礎資料所反映的設備位置、型號尺寸很多與實際并不相符或互相矛盾，且由于各竣工圖之間、各變更之間沒有內在關聯(lián)性，全靠專業(yè)人員根據(jù)大量圖紙、文字等信息才能在大腦中形成對建筑設備的基本認識，無法形成有效數(shù)據(jù)。

（3）管理人員對設備的位置定位不準或無法描述空間定位，維修改造無記錄或不關聯(lián)，相關專業(yè)人員工作多年都不了解設備狀況，特別是理不清隱蔽設備位置，摸不清相關管線走向;有些位置和走向雖清楚了，但由于無法記錄和定位，地下管線等隱蔽設備始終是改造施工的最大威脅。

2 ? ?建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是在建立各構件模型的同時，賦予模型豐富的參數(shù)信息，采用Autodesk Revit進行建模，具體如下。

（1）各設備管理單位分別收集基礎資料。包括所有能反映設備真實、最新的設備狀況的竣工圖、變更記錄和區(qū)域功能劃分、裝飾改造、構件的材質、型號、尺寸等文件，提供給相關的專業(yè)建模人員，并與建模人員協(xié)調出一套滿足管理要求的建模深度和參數(shù)要求。比如，玻璃幕墻的建模應要求網(wǎng)格劃分與實際一致，而干掛石材由于單片石板面積較小，可以以一面墻為單位進行建模，其劃分可不與實際嚴格一致;幕墻每片玻璃數(shù)除了編號、面積、長、寬、厚、圖像、成本、制造商、隔熱系數(shù)、透光率等既有參數(shù)外，還可根據(jù)管理要求添加產(chǎn)權單位、維護單位、拆換日期、操作人員、加工尺寸等參數(shù)。

（2）分布式建模。第一，劃分工作集。選局域網(wǎng)中一個電腦作為中心模型文件服務器，按專業(yè)劃分工作集，由各專業(yè)建模人員分別建模，建筑工作集進一步按層進行劃分，交給不同的建模人員完成。第二，搭建項目模型。在共同軸網(wǎng)控制下，各工作集分別搭建項目模型。所有模型以“族”為單元，墻、板、管等稱為系統(tǒng)族，在軟件中通過尺寸和材質的變化構成不同形狀和類型的模型，門、窗、設備等稱為可載入族，由外部提供，導入軟件中，安放在需要的位置。各工作集通過協(xié)作和系統(tǒng)碰撞檢查，找出各構件和設備在空間上的矛盾之處，及時修改。第三，系統(tǒng)連接。通風、電氣、管道等又稱為系統(tǒng)，需要進行符合邏輯的系統(tǒng)連接，從而可以進行系統(tǒng)負荷計算，以便確定在運維過程中是否可以在負荷范圍內添加設備，因此，建模人員必須是建筑或設備的專業(yè)人員。第四，整套出圖。Revit模型和圖紙是同步關聯(lián)的，平面、立面、剖面圖均由模型直接生成，一處修改，處處變動，大大減輕了審圖工作量，保證了不同圖紙的統(tǒng)一性。

（3）現(xiàn)場對照糾錯。建模后，各專業(yè)運維人員分別檢查模型尺寸、型號與實物是否吻合，空間位置是否正確等。初期可由建模人員調整，后期由專業(yè)技術人員調整。

3 ? ?建筑信息模型數(shù)據(jù)的基本應用

（1）明細表的使用。可以通過窗明細表列出模型中所有的窗，并對其面積進行分類統(tǒng)計，如對窗的成本參數(shù)進行錄入，實際上也同時具備了成本匯總的功能;在窗明細表中單個或批量修改窗的類型，模型可隨之發(fā)生變化，反之，在模型中對窗進行刪除、修改等操作，明細表也發(fā)生相應的變化。

（2）改造信息補充。如果竣工圖包括模型交付，則直接導入既有模型，若仍以傳統(tǒng)平面圖交付，則需專業(yè)人員補充模型。

（3）建筑信息模型作為基礎數(shù)據(jù)庫，再加上運維過程中新增的數(shù)據(jù)和模型，形成巨量的數(shù)據(jù)資料，需要一個更易用的、各專業(yè)融合的終端人機界面，這就是運維管理軟件。為了適應各專業(yè)設備管理單位的需要，運維都是由軟件公司針對客戶的特殊管理需求開發(fā)的。隨著管理的要求越來越高，還可添加新的運維管理模塊，以實現(xiàn)管理功能，比如，可以添加限界管理模塊，并設置報警預值等。

（4）各專業(yè)在同一個管理平臺作業(yè)，且模型中各構件的維護單位、產(chǎn)權單位都有明確標識，大大提高協(xié)作效率，解決了分界不清、責任不清、溝通困難的問題。

（5）各專業(yè)在運維過程中應不斷完善、及時更新信息模型，保障任何設備信息一點即得，方便調取和遠程共享。

4 ? ?與物聯(lián)網(wǎng)結合，真正實現(xiàn)建筑設備的智能管理

科技在發(fā)展，高效、智能的管理手段在迅速普及，合肥南站的BIM數(shù)據(jù)庫很快將會與物聯(lián)網(wǎng)結合，解放人力，真正實現(xiàn)建筑運維的智能管理。

（1）將現(xiàn)有的煙感、溫感、濕度傳感器、攝像頭等終端傳感器與BIM結合，特別是光纖傳感技術，或直接在模型和圖表中顯示傳感器的空間位置、數(shù)值，一旦報警，模型中相應的構件就會亮顯，無需通過地址碼查閱編碼圖，便可在模型中進行準確的空間定位。

（2）根據(jù)管理需求，與大專院校合作，根據(jù)所要探測位置物理特性的變化，逐步開發(fā)和布置終端傳感器或聯(lián)動裝置，實現(xiàn)故障的自動識別、自動排除或止損。比如，在不能被水淹的位置布置水位傳感器，并與抽水泵聯(lián)動;在屋面布置風力傳感器，在站臺與線路上布置限界紅外探測傳感器等，都與BIM相結合，實現(xiàn)信息的采集、記錄、報警、空間定位、聯(lián)動等操作，同時，這些信息又可通過網(wǎng)絡被遠程管理者或決策者實時監(jiān)控，實現(xiàn)建筑設備的智能管理和準確、及時的應急處置。

[參考文獻]

[1]曹少衛(wèi).BIM技術在大型鐵路綜合交通樞紐建設中的應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2018.

[2]楊正洪.智慧城市—大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算之應用[M].北京：清華大學出版社，2016.