城市軌道交通基于運維管理平臺的工程監護系統

遲汶

摘 要：本文描述了基于BIM的軌道交通運維管理平臺及其中的工程監控系統，通過該平臺可對工程建設管理與運營過程中的各類機電設備與周邊工程進行集中監控，并以三維方式體現。

關鍵詞：平臺;展示;管理;工程監測

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A

1 國內背景

軌道交通運營維護通常包括監控、通信、通風、照明和電梯等系統，上述設備和管線的運行情況，極大決定了項目的運維成本和安全運行。當前國內外已經對BIM智能運維進行了一些有益的探索，然而由于運維階段周期長，涉及參與方復雜，整體市場沒有相應的指導性規范，缺乏成熟的基于BIM可視化的智能運維管理平臺系統。

2 三維運維平臺整體開發思路

軌道交通工程三維運維管理平臺（以下簡稱“平臺”），是我方開發的用于對軌道交通工程運營過程中的數據移交、資產、工程監護、應急等數據進行在線、高效、智能管理。

為完成這一平臺，首先了解國內外基于BIM進行軌道交通運維的現狀，發現BIM技術在軌道交通中的運維應用存在研究少，需求大，難度高的問題;隨后認真調研軌道交通領域的智能運維理論，結合BIM技術在房建、水電、橋梁、隧道等工程領域的經驗，總結基于BIM技術進行工程運維的常規的功能。平臺開發，標準先行，先后完成以下五本企業標準規范：《城市軌道交通工程BIM實施管理辦法》，《城市軌道交通工程BIM數據交付管理標準》，《城市軌道交通工程BIM協同管理標準》，《城市軌道交通工程數據對象編碼標準》，《城市軌道交通工程信息模型成果技術標準》。三維平臺整體開發架構如下：

3 工程監護方案

3.1 工程監護功能

工程監護，主要是對地鐵線路周邊工程的施工情況進行動態監管，避免與地鐵線路運行之間發生交互影響。本次需求分析分為四個模塊：二維GIS展示、BIM+GIS三維可視化展示、監測管理、地鐵保護區。

（1）二維GIS展示：可進行線路選擇、圖層控制、日期選擇來查看對應數據以及進行測距等操作。需要地保系統提供圖例中的對應數據（時間、站點、區間、線路、違規項目、受控項目、巡查人、保護區紅線、界碑、已簽訂安全協議項目、其他項目）查詢接口，本地新建GIS頁面調用地保系統接口并顯示（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。需要地保系統提供圖例中的對應數據查詢接口，本地新建GIS頁面調用地保系統接口并顯示（如圖3）。

（3）監測管理：對地鐵周邊環境進行監測。給系統設計具備新增、修改、刪除和導出監測功能。在已有工點樹基礎上，延伸兩層，建立工點->監測項目->監測點，以錄入監測數據。系統設計過程中，我方特別考慮支持Excel文本，讀取測點、測斜深度的監測數據，包含監測時間、上次累計變化量、累計變化量、變化速率、備注等，可根據Excel內測點名稱、監測時間進行判斷，若均相同，視為重復數據，后上傳的數據覆蓋先上傳的數據。

（4）地鐵保護區管理：對地鐵周圍影響地鐵安全的范圍進行劃分管理。對地鐵保護范圍劃分，實現將CAD格式文件上傳至平臺由平臺進行解析并展示在GIS地圖中。

3.2 基于需求分析的數字接口對接

我方在數年前已開發出地鐵保護系統（iMetro系統），本次運營系統需要介入地鐵保護系統，需要進行接口設計，接口設計如下：

（1）GIS頁面。跳轉頁面操作（url+賬號信息+平臺信息）。

頁面展示信息獲取。

請求報文：{線路id+日期}。

響應報文：{key=線路ID：value={時間、站點、區間、違規項目、受控項目、巡查人、保護區紅線、界碑、已簽訂安全協議項目、其他項目}/所有線路...}。

（2）保護區范圍管理，巡查項目管理，巡查任務管理：頁面跳轉，提供url及所需參數。

（3）統計分析頁面。根據選擇的線路ID去查詢對應的iMetro系統線路ID，并攜帶iMetro系統線路ID去iMetro系統查詢該線路下違規項目、受控項目、已簽訂安全協議項目、其他項目的數量。

請求報文：{線路ID/所有線路}。

響應報文：{key=線路ID：value={違規項目數量，受控項目數量，已簽訂安全協議項目數量，其他項目數量}/所有線路...}。

請求報文：{線路ID+區間組合ID/所有線路和區間}。

響應報文：{key=線路ID+區間組合ID：value={已完成巡查任務數量，未完成巡查任務數量}/所有線路和區間：...}。

（4）目錄樹。目錄樹發生變化時，主動發送維護目錄樹內容至iMetro系統，iMetro系統維護目錄樹后，將維護目錄樹的ID返回給BIM系統，在BIM系統中建立兩系統之間的對應關系表。

請求報文：{名稱，類型}。

響應報文：{線路id，區間id}。

4 結語

隨著軌道交通基于三維的運維管理平臺研究成果陸續完成，很多軌道交通建設工程已經在參考、采用本項目研究成果。成都軌道交通18號線、19號線、紹興地鐵1號線等均已應用了本項目的研究成果，全面為工程項目履約和工程質量達標考核提供了技術支持。同時，部分項目成果也可用到市場營銷及投標的方案設計和規劃中，作為新興技術保質增量。

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