城市軌道交通工程項目安全管控平臺研究及設計

摘要：由于軌道交通建設管理企業項目分布廣泛，具有點多線長、安全管控點多、安全風險大的特點，需要及時掌握現場安全動態，對各種突發情況及時做出響應。隨著城市軌道交通建設的不斷推進和運營規模的不斷擴大，軌道交通工程項目建設安全問題愈加突出，傳統的安全管理方式難以滿足城市軌道交通安全監管和管理的要求。文章旨在分析北京市軌道交通建設管理有限公司安全管控以及信息化現狀的基礎上，以GIS+BIM技術、大數據技術、數據治理為基礎，通過搭建安全數據共享系統，統一安全數據標準和口徑，實現安全數據的統一管理及共享，并將空間數據與安全管理數據進行結合，實現對軌道交通建設管理項目的整體安全情況進行直觀展示，形成一張基于GIS+BIM技術的安全管控圖，從而提高公司安全風險管控效率，有效降低管理成本。

關鍵詞：GIS；BIM；數據整合共享；安全管控

Research and Design of Safety Control Platform for Urban Rail Transit Engineering Projects

LIU Tianzheng， CAO Wufu， LIN Lin， WANG Chunyong

（Beijing Metro Construction Administration Corporation Ltd.， Beijing 100101， China）

Abstract： Due to the wide distribution and complex safety management of rail transit construction and management projects， which involve multiple points， lines， and routes， it is crucial to promptly grasp the on-site safety status and respond to various emergencies in a timely manner. With the continuous promotion of urban rail transit construction and the continuous expansion of operation scale， the safety issues of rail transit project construction have become increasingly prominent， and traditional safety management methods are difficult to meet the requirements of urban rail transit safety supervision and management. The main purpose of this paper is to analyze the current situation of safety control and informatization of Beijing Rail Transit Construction Management Co.， Ltd. and build an unified management and data sharing system， based on GIS+BIM， big data and data governance technologies. The data sharing system can unify the safety data standards and caliber and combine spatial data with safety management data. Futhermore， the system can provide a visual display of the overall safety situation of rail transit construction management projects， forming a safety control chart based on GIS+BIM technology， thereby improving the efficiency of the company's safety risk control and effectively reducing management costs.

Key words：GIS; BIM; data integration and sharing; safety control

1" "研究背景

城市軌道交通工程作為民生工程，具有投資體量大、社會關注度高、大多數工程在城市核心區和人員聚集區等特點，在建設過程中，具有較高的工程自身風險、周邊環境風險和社會風險。為保障軌道交通工程項目建設的安全管控，各地軌道交通建設管理企業基本建立了風險監測、隱患管理和應急管理等安全管理系統，但由于數據標準和口徑的不統一、數據共享機制的缺失等問題，導致數據孤島和信息煙囪現象普遍存在，難以滿足企業從多維度進行安全業務數據耦合分析。同時，由于城市軌道交通工程項目的規模龐大、復雜多變，各種安全數據的管理和維護也面臨著極大的挑戰。

因此，本文旨在通過對基于GIS+BIM、數據融合共享等數字化技術的城市軌道交通工程項目建設安全管控平臺的研究，實現安全數據的統一管理及共享，并將空間數據與安全管理數據結合，實現工程項目多維數據疊加的安全管控一張圖，提高軌道交通工程項目建設的安全管理水平。

2" "業務解決方案

針對城市軌道交通工程項目建設的特點，通過業務解決方案的制定和實施，實現安全數據的共享和統一管理，有效地整合各部門和公司的資源，提高安全管控的效率和精度，從而保障城市軌道交通工程項目建設的安全管控需求。

（1）業務流程標準化。為了保證數據的準確性、一致性和完整性，我們需要針對不同的安全管理環節，建立規范化、標準化的流程，確保每個環節都能夠嚴格執行規定流程，防止漏洞和疏忽。同時，我們還將制定具體的工作指南和操作手冊，以確保每個業務人員都能夠按照規定的流程和標準進行工作。

（2）編碼規則統一化。在城市軌道交通工程項目建設中，不同的安全業務系統及不同部門或公司可能使用不同的編碼規則，導致數據的不兼容和難以整合。因此，我們將制定和實施統一的編碼規則，以確保數據可以被正確地識別和整合，使得不同系統之間的數據能夠進行無縫銜接。同時，我們還將建立一個數據字典，以便每個用戶都能夠方便地查找和使用數據。

（3）數據標準規范化。由于既有的安全系統各自使用不同的數據標準和口徑，數據之間存在著互相矛盾的情況，因此需要統一安全數據標準和口徑，對數據進行統一的規范化處理，以確保數據的一致性和可靠性，確保每類數據都能夠按照規范進行存儲和管理。

（4）安全管控一體化。在城市軌道交通工程項目建設中，傳統的安全管理方法通常是分散的，缺乏整體性。為了確保安全管控的一體化，我們將對公司的安全管控系統進行整合，建立一個統一的安全管控平臺，以便集中管理所有的安全數據和信息，滿足我們通過大數據分析、BIM等數字化技術實現多維度安全業務數據耦合分析，將空間數據和安全管理數據相結合，對建設管理項目的整體安全情況進行直觀展示，實現安全生產狀態“一張圖”綜合展示及態勢呈現一體化安全管控應用。

3" "平臺功能設計

根據北京市軌道交通建設管理有限公司的業務實際，借鑒行業成功案例，設計出涵蓋風險、隱患和應急3大體系的安全管控一體化信息平臺，該平臺提供2大應用，包含安全數據共享系統和基于GIS+BIM技術的安全狀態一張圖。

3.1 安全數據共享系統

安全數據共享系統是建設一體化安全管控平臺的基礎。本系統實現了風險、隱患、應急3個安全信息化系統的數據整合，并基于統一的數據標準進一步融合處理，實現安全數據的“一次匯聚、多次共享”機制，盤活工程項目建設安全數據，打破“煙囪式”系統架構，消除了“數據孤島”，促進企業數字化轉型。

（1）安全數據標準設計。在安全數據共享系統的設計中，數據標準的制定和實施非常重要。為了確保數據標準的一致性和可靠性，本系統采用行業標準和公司標準相結合的方式進行數據標準的制定。數據標準設計的主要內容包括數據元素、數據格式、數據結構、數據字典等。

（2）數據采集模塊開發。為了實現安全數據的快速、準確采集，本系統采用多種數據采集方式，包括手動輸入、數據接口自動抽取和數據可視化智能識別等。在數據采集模塊的開發中，采用了ETL（Extract-Transform-Load）技術，實現了從數據源到目標數據庫的快速、準確數據導入[1]。

（3）數據處理模塊開發。為了保證安全數據的質量和可靠性，本系統采用了數據清洗、數據融合、數據加工和數據分析等多種數據處理方式。

（4）數據共享服務模塊開發。數據共享服務模塊是實現安全數據共享的關鍵組成部分。本系統采用RESTful架構風格和MQ（Message Queue）技術，實現了數據共享服務的開發和部署。數據共享服務模塊可以提供多種數據共享方式，包括數據接口共享、Web服務共享、數據文件共享等。同時，為了確保數據的安全性，采用了多層次的安全機制，包括用戶認證、數據加密等。

3.2 實現工程項目多維數據疊加的安全狀態一張圖（風險、隱患、應急一張圖）

3.2.1 多業態多層級的多場景應用研究

（1）多業態應用：本平臺支持對不同業態進行分類處理，針對不同業態的需求提供定制化的服務，可以設置不同的安全管理要素和安全管理指標，以便更好地滿足不同業態的需求。

（2）多層級應用：安全數據一張圖根據權限劃分，設定了集團、所屬公司、機關層和項目中心層、工程實施單位四個層級，定制化不同角色對應的安全管理要素區別展示，實現工程項目多維數據融合安全一張圖。在層級設計中，還需要考慮到展示要素的重要性和優先級，確保用戶能夠快速準確地獲取到關鍵信息。

（3）多板塊應用：為了更加細致地展示各類數據，可以將安全狀態一張圖分為綜合、風險、隱患、應急等板塊[2]，每個板塊下再設置相應的圖層，以便實現數據的分類管理和全面展示。針對不同的板塊提供不同的服務，不同板塊下展示的數據不同，以便用戶更好地理解不同板塊的情況。在設計過程中，應該考慮到各個板塊之間的關聯性，確保信息之間的連貫性和準確性。

（4）多圖層應用：在每個板塊下可以設置多個圖層，每個圖層代表不同的數據類型和功能。可以按照不同的數據類型進行分類，如三維模型、風險預警數據、隱患點數據、視頻數據等[3]，以便用戶能夠更好地理解不同類型數據之間的關系。同時，在圖層設計中，還需要考慮到數據的更新頻率和時效性，確保用戶能夠看到最新的數據信息。

3.2.2 BIM模型展示

BIM（Building Information Modeling）技術是一種三維數字建模技術，可用于建筑、工程和基礎設施等領域。本項目引入BIM技術，將工程項目的三維模型與安全狀態數據相結合，實現安全狀態一張圖的展示，并對BIM模型進行分層，以便支持不同層級的安全管理。通過BIM模型展示，可以直觀地了解建筑物的結構和特點，便于進行安全管理。BIM模型可以更直觀地展示工程項目的現場情況，包括建筑結構、管線等信息，為安全狀態一張圖的展示提供了強大的支持[4]。

在BIM模型的展示方面，本項目采用了SuperMap iDesktop軟件。該軟件具有強大的BIM模型展示功能，可以將不同格式的三維模型導入到軟件中，并支持對模型進行編輯和處理。通過SuperMap iDesktop軟件，我們可以在安全狀態一張圖上展示工程項目的三維模型，為用戶提供更直觀的安全狀態信息。

3.2.3 BIM模型與安全狀態數據融合

BIM模型與安全狀態數據的融合是本項目實現安全狀態一張圖的關鍵。在本項目中，我們將工程項目的安全狀態數據與BIM模型進行融合，實現了一張綜合性的安全狀態圖。通過建立BIM模型與安全狀態數據的關聯關系，實現了安全狀態數據的空間分布展示。在BIM模型中，我們可以對不同的構件進行標注和分類，并將其與安全狀態數據進行關聯[5]。例如，在BIM模型中標注某一區域為風險工程，系統會自動將該區域的風險數據和隱患數據與該區域進行關聯，并在安全狀態一張圖上通過紅橙黃顏色標記展示該區域的安全狀態信息。

除此之外，本項目還支持用戶對安全狀態數據進行查詢和分析。用戶可以在安全狀態一張圖上選擇不同的構件或區域，并查看其相關的安全狀態數據。同時，用戶還可以對安全狀態數據進行統計和分析，以便更好地了解工程項目的安全狀況。

4" "結束語

本文以城市軌道交通工程項目為背景，結合既有風險監控系統、隱患系統和應急系統的現狀，提出了基于GIS+BIM的城市軌道交通安全管控平臺的研究目標，并設計了一套完整的業務解決方案和一體化安全管控信息平臺。該平臺通過統一安全數據標準和口徑，搭建安全數據共享系統，將空間數據與安全管理數據相結合，對建設管理項目的整體安全情況進行直觀展示，實現“安全狀態一張圖”。同時，基于BIM模型的空間可視化特點，可以通過直觀的三維模型展示，對工程項目的安全狀態進行全面、直觀的評估和監控。該平臺可以為城市軌道交通工程項目的安全管理提供有效支持，能夠有效提高安全風險的監控和控制能力，降低管理成本，具有重要的理論意義和應用價值。

參考文獻

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基金項目：北京市基礎設施投資有限公司科研項目經費資助，項目編號（2022-15-06-06），項目名稱（北京市基礎設施安全風險智慧管控平臺）。

作者簡介：劉天正（1965-），男，漢族，河南鄧州市人，教授級高工，本科，研究方向為軌道交通建設管理。

曹伍富（1972-），男，漢族，安徽黟縣人，教授級高工，博士，研究方向為軌道交通建設管理。

林" " 麟（1978-），男，漢族，北京人，高級工程師，本科，研究方向為軌道交通的應急管理及相關工作。

王春勇（1983-），男，漢族，海南臨高人，本科，研究方向為軟件架構。