基于 BIM 的城市軌道交通設備資產全過程管理應用研究

施平望（上海市隧道工程軌道交通設計研究院，上海 200235）

城市軌道交通是重資產行業，特別是設備類資產，各專業設備種類多、數量龐大，結算統計的標準很難統一。雖然國內各大城市的軌道交通企業都引進了信息系統對資產進行管理，但基本都是以表單、臺賬的形式對設備資產進行管理。最大的痛點在于缺乏有效的位置信息關聯手段，信息系統的設備資產難以與設備實物形成很好的對應關系[1]。

目前城市軌道交通設備資產管理存在以下問題[2]。

（1）資產信息不完整、初始臺賬不規范。目前由于竣工交付時，設備資產信息是由施工單位單獨編制，對各專業分類及設備種類缺乏專業性，并缺少過程記錄，導致設備資產信息缺失、與現場實物不一致等問題。

（2）資產與實物沒有實現關聯。缺乏有效的手段將資產臺賬與實物建立關聯，導致現場實物與資產臺賬不能形成有效的對應關系。一方面造成設備實物與資產臺賬不一致的問題，另一方面，給運維階段的資產管理帶來困難。

（3）資產變更更新不及時。在運維期間，設備的維修保養信息、設備臺賬信息，不能形成有效的聯動，資產變更的信息沒有及時更新，存在實物資產管理薄弱的問題。

從以上問題可以看出，利用信息化手段開展設備資產全過程管理必要性很強，特別是設備資產與設備實物的建立關聯關系[3]。設備資產的全過程管理核心是全過程、集成化和信息化，即統籌考慮設備資產的采購、建設、運行、檢修、技改、報廢的全過程[4]。

BIM 作為建筑實物在計算機中的虛擬化模型表達，既能與現場實物對應，又能承載各類信息并進行全生命周期的信息傳遞與管理，將 BIM 作為實物與各系統信息之間聯系的數字化媒介具有巨大優勢[5]。

本文從城市軌道交通設備資產全過程管理角度出發，提出基于 BIM 的設備資產全過程管理技術路線，如圖 1 所示。利用 BIM 打通數據傳遞的壁壘，為運維期提供準確、完整的建設數據及資產信息，為城市軌道交通運維及資產管理提供有效手段。

圖1 設備全過程管理技術路線

1 基于 BIM 的設備全過程管理技術路線

1.1 招標采購階段

對設備的全過程管理從招標采購階段開始，確定設備資產的范圍及關鍵內容。支持對合同系統的數據接入，預留與合同系統的數據接口，并支持合同標準數據表格的導入。合同清單是后續設備全過程管理的前置條件，明確設備資產管理的范圍。

1.2 施工準備階段

在施工準備階段，制定設備模型建模標準、模型審核流程和設備編碼體系，要求對設備供應商在 BIM 設備資產管理系統上傳設備模型及設備資料，通過系統生成設備二維碼，將二維碼打印并粘貼至設備及運輸外包裝。借助移動設備或手機，掃描二維碼填報設備出廠信息和設備到場信息。這樣使得設備信息采集的責任主體分工更明確，設備供應商負責設備采購信息及技術信息，安裝單位僅負責施工信息。

1.3 施工階段

在施工階段，設備完成安裝后，利用移動設備或手機掃碼填報設備安裝信息。在 BIM 模型中，將設備放置至模型對應位置后，自動關聯設備的物理位置信息及物理位置編碼。設備調試階段，新線運營管理部門參與設備的現場調試，并通過移動端將設備調試情況記錄到系統中，同時完成設備的驗收。

1.4 竣工交付階段

竣工交付是設備全過程管理關鍵環節，在確保 BIM 竣工模型與現場一致的條件下，設備資產信息可從 BIM 資產管理系統直接導出，形成固定資產目錄。借助移動端開展資產盤點工作，備注與合同差異設備清單。設備資產移交完成后，所有設備資產數據通過接口對接至 BIM 運維管理系統，通過設施設備分類編碼及 BIM 竣工模型，建立設備資產電子檔案數據，并與實物進行關聯對應。

1.5 運維階段

在運維階段，BIM 運維管理系統繼承建設期所有設備資產數據及竣工模型數據，利用 BIM 的三維可視化及數據整合能力，開展設備臺帳管理、維修管理、變更管理、資產統計等業務，實現運維期設備資產的可視化、智能化管理。

2 設施設備分類編碼體系

BIM 模型是各系統之間數據的載體，而設施設備分類編碼是系統之間數據互通與傳遞的核心，建立統一的編碼體系，有利于保障設備資產的統一化管理[6]。我國在 2019 年由交通運輸部發布的 GB/T 37486—2019《城市軌道交通設施設備分類與代碼》，規定了城市軌道交通設施設備分類和編碼的要求。以國標的編碼規則為基礎，結合設備資產全過程管理的要求，建立設施設備分類編碼體系，包含設施設備分類代碼、物理位置代碼。

2.1 設施設備分類代碼

分類編碼體系具有唯一性、穩定性、可拓展性等特點，結合資產管理的需求，將設施設備分類代碼擴展為 6 級，其中前 3 級符合固定資產管理要求，建立設施設備分類代碼與固定資產管理的映射關系，進而滿足軌道交通項目建設及運維管理需求。如圖 2 所示。

圖2 設施設備分類代碼

2.2 物理位置代碼

設備的物理位置是實現設備資產全過程管理的關鍵。結合軌道交通項目特點，設計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，表示設施設備當前所在的線路；②位置大類，表示設備所在建筑物的類別，如車站、區間、車輛段、控制中心等；③位置小類，表示設施設備所在建筑物的樓層、車站的層數、車輛車廂等；④具體位置，表示設施設備所在的具體房間、區間具體區域、車廂具體方位。

圖3 物理位置代碼

3 BIM 設備資產管理系統

BIM 設備資產管理系統是對城市軌道交通設備資產的有效管理、共享、協同的管理系統，依托平臺實現對設備模型、設備主要技術參數、設備材料的上傳、審核、采集、展示、統計等。借助設施設備分類編碼體系，支持在線路項目的共享及在后續運維及智能化管理平臺中的應用。

3.1 上傳及存儲管理

系統支持對設備模型及資料的上傳及存儲，設備供應商在線上傳和修改設備模型資料，包含設備模型、設備圖紙、設備照片、合格證、參數匯總表等 9 大類資料，提供對設備資料的在線預覽、版本控制等功能。

3.2 自定義審核流程

設備模型及資料的準確性和完整性至關重要，需要相關責任方對設備資料審核，支持自定義審核流程，設備資產信息采集過程中的責任主體分工更加明確，實現在線的審核記錄留痕。

3.3 設備全過程記錄

設備全過程記錄是把設備從出廠、到場、安裝、調試、驗收等過程信息，通過二維碼標簽及移動端掃碼填報的方式，形成整個流程的信息采集管理。審核完成的設備資產在平臺生成二維碼標簽，將二維碼標簽粘貼在設備及運輸包裝上，利用移動端掃描二維碼填報過程信息，將實物與信息系統關聯，建立設備履歷信息。

4 BIM 運維管理系統

BIM 運維管理系統是以竣工交付的 BIM 模型數據和設備資產數據為數字孿生底座，集成運維階段物聯網動態數據，覆蓋設備資產管理、客運管理、站務管理、乘務管理等業務板塊，提供一套面向城市軌道交通運營和維保信息化可視化管理的解決方案，開展三維可視化的運維管理及資產管理。其中，BIM 運維管理系統的資產管理功能包括資產查詢、資產盤點、資產變更、資產統計等。

4.1 資產查詢

實現三維場景中的資產查詢，在 BIM 模型中點擊資產設備后可查看對應的資產清冊條目所有信息；并可查詢全站、全線、全網同類資產的信息。上述資產信息同時也支持通過移動端應用程序掃碼查詢。

4.2 資產盤點

支持移動端應用程序進行資產盤點工作，從系統直接下達盤點任務，盤點任務和盤點結果均可在三維場景中顯示、查看。

4.3 資產變更

平臺對資產進行全壽命周期狀態跟蹤，支持變更狀態數據，隨時可在三維場景中查詢，同時移動端也可通過掃碼查詢。BIM 模型與現場保持一致， 支持對模型在線編輯，包括對設備模型修改、刪除、新增、替換、資產信息錄入等操作，且需與現場變更的流程進行綁定。

4.4 資產統計

結合資產管理需求及資產評價指標，并對評價指標進行統計、分析，形成分析圖表，支持報表導出，輔助資產管理決策。

5 結 語

本文研究了城市軌道交通設備資產全過程數字化管理的技術路徑，通過搭建 BIM 設備資產管理系統，實現對設備資產在建設期的全過程管控，結合設施設備分類編碼，將設備資產數據無縫的延續至運維階段，為運維階段提供完整的數據基礎。在運維階段，利用 BIM 技術開展三維可視化的運維管理及資產管理，有效提高管理水平。實現以運維為導向的軌道交通數字化竣工交付。本文的研究成果為城市軌道交通后續基于 BIM 的高效運維管理提供有效的數據基礎，可在城市軌道交通項目推廣應用。