摘要 近年來(lái)，我國(guó)各大軌道交通企業(yè)在加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施完善的過(guò)程中，運(yùn)用了BIM技術(shù)，使得地鐵項(xiàng)目得以順利推進(jìn)，同時(shí)在地鐵的運(yùn)營(yíng)階段中，各大運(yùn)營(yíng)企業(yè)在確保所有的設(shè)施都處于良好的狀態(tài)的前提下，也采用了BIM技術(shù)來(lái)提高運(yùn)營(yíng)管理水平，通過(guò)使用最前沿的技術(shù)來(lái)幫助項(xiàng)目獲得最大的效益。文章以N市地鐵設(shè)施設(shè)備運(yùn)維管理平臺(tái)為例，分析當(dāng)前BIM技術(shù)在地鐵運(yùn)維平臺(tái)中的應(yīng)用程度和將來(lái)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 地鐵運(yùn)維；設(shè)施設(shè)備；BIM技術(shù)；信息化

中圖分類號(hào) U293 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）19-0004-03

0 引言

自1969年10月，我國(guó)第一條地鐵線——北京地鐵1號(hào)線開(kāi)始試運(yùn)營(yíng)以來(lái)，我國(guó)在地鐵建設(shè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大的成就，地鐵安全運(yùn)營(yíng)目前也成了各大軌道交通企業(yè)工作中的重中之重，當(dāng)前各家軌道交通企業(yè)面臨著維保設(shè)施設(shè)備多、技術(shù)要求高的問(wèn)題，紛紛開(kāi)始走向智能化維保之路。同時(shí)運(yùn)維階段是整個(gè)地鐵工程全生命周期中持續(xù)最久的階段，因此開(kāi)發(fā)符合自身企業(yè)特點(diǎn)的運(yùn)維系統(tǒng)平臺(tái)，將地鐵的運(yùn)維管理工作由分散到集中，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一化管理，是大勢(shì)所趨[1]。

BIM（Building Information Modeling）最初是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，旨在將建筑工程中的復(fù)雜情況和可能性轉(zhuǎn)換成可供分析和預(yù)測(cè)的形式，從而更好地反映和展示建筑的真實(shí)狀態(tài)。BIM技術(shù)可以有效地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的建造、管理、調(diào)度等多種功能，其基本原則是通過(guò)采用最先進(jìn)的三維技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況，構(gòu)建出一套全面的BIM系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)從規(guī)劃到實(shí)現(xiàn)的全流程管理，大幅提升了建筑工程的效率[2-5]。

地鐵運(yùn)營(yíng)工作具有高風(fēng)險(xiǎn)、高責(zé)任、復(fù)雜化和特殊化等特點(diǎn)，所以地鐵運(yùn)維管理平臺(tái)不僅需要收集設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)維過(guò)程中所涉及的信息，還需要獲取大量實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)源于各個(gè)專業(yè)，具有涵蓋領(lǐng)域廣、數(shù)量龐大的特點(diǎn)?；贐IM技術(shù)具有模型可視化、信息共享化和數(shù)據(jù)累計(jì)分析的優(yōu)勢(shì)，在搭建地鐵智慧運(yùn)維平臺(tái)時(shí)運(yùn)用BIM技術(shù)可實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞，能夠提高設(shè)施設(shè)備管理的效率，目前多家企業(yè)已經(jīng)取得了諸多成果[2-10]。

為了提升地鐵網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的保養(yǎng)效果，南寧市軌道交通公司研發(fā)了一套基于建筑信息化建模的三維數(shù)字模擬器及其相關(guān)軟件工具，同時(shí)也采用了最新的技術(shù)手段如智能化操作員模式去執(zhí)行相應(yīng)的維修任務(wù)[2]；通過(guò)現(xiàn)存的數(shù)據(jù)連接方式構(gòu)建了一個(gè)監(jiān)測(cè)運(yùn)營(yíng)管理的在線服務(wù)平臺(tái)，該服務(wù)能夠處理分散且不同類型的建設(shè)施工項(xiàng)目間的資源分享難題[3]。目前西安地鐵成功建立了一套包括全方位標(biāo)準(zhǔn)化制造養(yǎng)護(hù)（TnPM）理念、無(wú)線射頻識(shí)別芯片傳輸協(xié)議（NFC）、機(jī)器學(xué)習(xí)算法的狀態(tài)檢查方法和智慧型手機(jī)應(yīng)用程序等多種創(chuàng)新科技元素于一體的管理體系框架，并且此套方案還實(shí)現(xiàn)了其內(nèi)部各種實(shí)時(shí)的集成控制中心系統(tǒng)（ISCS）的無(wú)縫連接功能，從而使整個(gè)裝備運(yùn)作監(jiān)管的工作得以完全實(shí)行計(jì)算機(jī)化的遠(yuǎn)程操控，以自動(dòng)檢測(cè)的方式將所有環(huán)節(jié)都納入統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)管控之中[4]。

1 BIM技術(shù)在運(yùn)維平臺(tái)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的地鐵運(yùn)維管理方式中，信息處理具有程序冗雜、缺少統(tǒng)一性、信息傳遞滯后、共享性較差等特點(diǎn)，管理者做決策時(shí)要處理眾多的信息數(shù)據(jù)，最終會(huì)影響決策效率。運(yùn)用BIM技術(shù)搭建運(yùn)維管理平臺(tái)后，將實(shí)現(xiàn)模型可視、信息實(shí)時(shí)共享、數(shù)據(jù)展示直觀等功能，能夠大大提高管理效率[3][5]。

1.1 模型可視化

傳統(tǒng)的運(yùn)維管理方法多數(shù)是基于文字描述，即便以圖紙的形式進(jìn)行管理，也是基于二維圖紙，在直觀性上有著很大的不足。通過(guò)BIM技術(shù)可以建立三維的可視化模型，與實(shí)地的信息進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，管理者根據(jù)模型更容易對(duì)于出現(xiàn)的故障作出判斷，使運(yùn)維工作更加高效。比如，在車(chē)站管理中，從設(shè)計(jì)之初就開(kāi)始建立模型，進(jìn)行全方位的信息構(gòu)建，在車(chē)站運(yùn)維階段就可以直接運(yùn)用模型的信息來(lái)進(jìn)行建筑消防管理[3][5-6]。

1.2 數(shù)據(jù)共享化

在傳統(tǒng)的運(yùn)維管理工作中，難以直接調(diào)用建造階段的信息，使用相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行調(diào)取，操作流程比較煩瑣。當(dāng)某設(shè)備同時(shí)歸屬于兩個(gè)部門(mén)共同管理，設(shè)備的維保工作需要雙方共同來(lái)完成時(shí)，容易出現(xiàn)信息不同步的問(wèn)題，造成管理者理解上的偏差，等到信息傳遞完整的時(shí)候，往往進(jìn)度已經(jīng)滯后了[7-8]。借助BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)共享，在不同角色的人員進(jìn)行修改、添加信息的時(shí)候，其他人員也可以看到實(shí)時(shí)更新的信息，信息共享程度的提高，既能實(shí)現(xiàn)信息添加和調(diào)取的便利，又實(shí)現(xiàn)信息更新統(tǒng)一性，大幅提高運(yùn)維管理的效率。

1.3 數(shù)據(jù)累計(jì)分析

在地鐵運(yùn)營(yíng)中，各專業(yè)設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要，而運(yùn)用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累對(duì)設(shè)備的安全預(yù)警具有重大意義，例如通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)積累可以對(duì)地鐵機(jī)電設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警，借助RFID技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人員和設(shè)備的精準(zhǔn)定位，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并采取相應(yīng)措施，避免發(fā)生突發(fā)事件。在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，定位技術(shù)可以幫助管理人員快速準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，制定救援方案，降低事故損失，提高應(yīng)急響應(yīng)效率。

此外，BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，幫助管理人員預(yù)測(cè)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，提前進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，降低運(yùn)營(yíng)成本[9]。通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，地鐵機(jī)電設(shè)備管理將更加智能化和高效化，為地鐵運(yùn)營(yíng)安全和穩(wěn)定提供有力支持[5][10-11]。

2 案例分析

該文以N市地鐵的設(shè)施設(shè)備智能綜合運(yùn)維平臺(tái)為例，分析BIM技術(shù)在地鐵運(yùn)維平臺(tái)中的具體應(yīng)用，該運(yùn)維管理平臺(tái)的搭建，旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備全壽命、全業(yè)務(wù)、全過(guò)程管理，提高設(shè)施設(shè)備管理精細(xì)化程度，提高設(shè)施設(shè)備管理效率，提高設(shè)施設(shè)備管控能力，助推運(yùn)營(yíng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

2.1 業(yè)務(wù)場(chǎng)景

設(shè)施裝備運(yùn)維管理平臺(tái)，是以“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”等為全要素的綜合管控平臺(tái)，反映了計(jì)劃、過(guò)程、績(jī)效等管理系統(tǒng)內(nèi)容，也記錄著規(guī)劃、實(shí)施、檢驗(yàn)、改進(jìn)的全過(guò)程[12]。該系統(tǒng)擁有豐富的功能，從設(shè)備登記、故障診斷、修理管理、大修管理、更換配件管理、零配件管理、工程管理到數(shù)據(jù)處理和分析，可以滿足各種場(chǎng)景下的設(shè)備維護(hù)需求。該平臺(tái)更多的是運(yùn)用了數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)累計(jì)分析功能，實(shí)現(xiàn)兩大功能定位。

2.1.1 覆蓋范圍廣

地鐵系統(tǒng)涉及各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，包括調(diào)度、站務(wù)、乘客服務(wù)、車(chē)輛運(yùn)行、通信、信號(hào)、供電、軌道建設(shè)、土建等。這些專業(yè)領(lǐng)域之間相互關(guān)聯(lián)，共同構(gòu)成了地鐵運(yùn)營(yíng)管理的重要組成部分[13]。為有效管理這些專業(yè)領(lǐng)域，地鐵運(yùn)維管理平臺(tái)進(jìn)行全面整合，不同專業(yè)領(lǐng)域之間的信息可以實(shí)現(xiàn)共享和交流，管理人員可以更加全面地了解地鐵系統(tǒng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。通過(guò)使用運(yùn)維管理平臺(tái)，管理人員可以更好地制定維護(hù)計(jì)劃并優(yōu)化運(yùn)行方案，從而提升地鐵系統(tǒng)的效率和可靠性。此外，該平臺(tái)還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理和分析，并利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)警設(shè)備故障[12-13]，進(jìn)而提高設(shè)備的可靠性和運(yùn)行效率。

2.1.2 數(shù)據(jù)集成化

將EAM物質(zhì)管理系統(tǒng)、集團(tuán)主數(shù)據(jù)庫(kù)、施工管理系統(tǒng)等多種管理模塊連接構(gòu)筑成一個(gè)完整的、普遍適用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，對(duì)于提高公司的整體財(cái)務(wù)狀況具有重要意義。通過(guò)連接這些管理模塊，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交互，使得公司能夠在不同的環(huán)境中進(jìn)行有序的財(cái)務(wù)管理分析，更加全面地了解公司的財(cái)務(wù)狀況；通過(guò)建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系，可以減少數(shù)據(jù)冗余和錯(cuò)誤，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為公司的財(cái)務(wù)決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)體系的建立還可以幫助公司進(jìn)一步優(yōu)化財(cái)務(wù)管理架構(gòu)，提高公司的效益和競(jìng)爭(zhēng)力[12-14]。

2.2 平臺(tái)應(yīng)用

N市地鐵設(shè)施設(shè)備運(yùn)維管理平臺(tái)以管理實(shí)際業(yè)務(wù)管理為基礎(chǔ)，提供了多種功能，可以應(yīng)用于設(shè)施設(shè)備運(yùn)維的各種場(chǎng)景，其中最常用的有臺(tái)賬管理、故障管理和檢修管理等。

2.2.1 臺(tái)賬管理

地鐵設(shè)施設(shè)備種類繁多、數(shù)量龐大，因此建立一個(gè)有效的、精準(zhǔn)的、系統(tǒng)化的臺(tái)賬管理模塊對(duì)于提升地鐵運(yùn)維管理水平至關(guān)重要，其可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的新增、變更和報(bào)廢等業(yè)務(wù)，從而有效地管控地鐵資產(chǎn)，保證其正常運(yùn)行和維護(hù)。通過(guò)該模塊，設(shè)備臺(tái)賬也更加規(guī)范化和系統(tǒng)化，管理人員可以通過(guò)系統(tǒng)輕松查看設(shè)備信息、變更記錄和報(bào)廢情況，作出及時(shí)的決策和安排，此外系統(tǒng)化管理還可以幫助管理人員更好地規(guī)劃設(shè)備維護(hù)和更新計(jì)劃，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

2.2.2 故障管理

故障管理是地鐵應(yīng)急管理工作的重要內(nèi)容，該部分設(shè)置了三個(gè)功能應(yīng)用：巡查人員可以使用手機(jī)或其他平臺(tái)來(lái)記錄和分析可能出現(xiàn)的故障；在系統(tǒng)中，可以采取多種方式來(lái)管理和控制可能出現(xiàn)的故障，并將其傳遞到上一級(jí)管理者；系統(tǒng)可以用來(lái)收集和分析可能出現(xiàn)的各種故障，并將其作為一個(gè)重要的參考依據(jù)，通過(guò)收集、整合、歸納、評(píng)估、研究、分析，建立完善的設(shè)備故障信息系統(tǒng)，以及相關(guān)的技術(shù)支持，建立完善的故障知識(shí)庫(kù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，及早發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，從而為管控及防范風(fēng)險(xiǎn)提供可靠的依據(jù)。

2.2.3 檢修管理

檢修管理是地鐵日常維修的工作，檢修管理模塊主要分為三部分：檢修規(guī)程管理，對(duì)不同設(shè)施設(shè)備類檢修規(guī)程數(shù)據(jù)維護(hù)，對(duì)巡檢設(shè)備作業(yè)包進(jìn)行打包，制定維修日歷，以提高設(shè)施設(shè)備精檢細(xì)修管理水平；計(jì)劃管理，系統(tǒng)根據(jù)配置的預(yù)防性維護(hù)，經(jīng)審核后生效，自動(dòng)生成年度計(jì)劃匯總表，并自動(dòng)排出月度計(jì)劃，管理者可根據(jù)實(shí)際維修情況對(duì)擬定計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整和變更，自動(dòng)生成工單，并派發(fā)給維修人員；工單管理，地鐵涉及專業(yè)眾多，導(dǎo)致維修任務(wù)種類和工單也具有多樣性，因此需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的模塊對(duì)工單進(jìn)行集中管理，該功能可以完成對(duì)各類流程中的進(jìn)行表單檢索、工單詳情查詢、生成相應(yīng)表格并導(dǎo)出的功能，同時(shí)可以與其他管理功能互聯(lián)互通，一起支持對(duì)運(yùn)行中的流轉(zhuǎn)單進(jìn)行修改操作，以滿足更復(fù)雜多變的維修要求[11-14]。

上述功能的實(shí)現(xiàn)，體現(xiàn)了BIM技術(shù)的信息共享和數(shù)據(jù)累計(jì)分析的優(yōu)越性，提高了設(shè)施設(shè)備運(yùn)維的管理效率，但僅發(fā)揮BIM技術(shù)諸多優(yōu)勢(shì)的少量部分，在具體使用過(guò)程中，在設(shè)施設(shè)備的通用性管理方面較強(qiáng)，但在個(gè)性化管理方面略顯不足，針對(duì)各專業(yè)的應(yīng)用還有很大的挖掘空間。

3 結(jié)束語(yǔ)

地鐵智慧運(yùn)維建設(shè)的未來(lái)發(fā)展前景令人充滿期待，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的支持，基于“BIM+”技術(shù)的地鐵運(yùn)維管理平臺(tái)將迎來(lái)更多創(chuàng)新和發(fā)展。首先，隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，地鐵智慧運(yùn)維將更加智能化和自動(dòng)化，通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)算法，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警與智能維護(hù)，增強(qiáng)設(shè)備的可靠性，提高運(yùn)行效率。其次，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地鐵設(shè)施設(shè)備之間將實(shí)現(xiàn)更加緊密的連接和信息共享，各種傳感器和設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的智能互聯(lián)，為運(yùn)維人員提供更加全面和準(zhǔn)確的信息，幫助他們更好地管理和維護(hù)地鐵設(shè)施設(shè)備[11][15-16]。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也將為地鐵智慧運(yùn)維帶來(lái)新的可能性，運(yùn)維人員可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)和模擬操作，提高其工作效率和準(zhǔn)確性，同時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以幫助運(yùn)維人員更直觀地了解設(shè)備狀態(tài)和維護(hù)需求[17]，提高其工作效率和質(zhì)量。

總的來(lái)說(shuō)，地鐵智慧運(yùn)維建設(shè)的后續(xù)發(fā)展將更加智能化、自動(dòng)化和信息化，為地鐵運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)更多便利和效益，通過(guò)不斷引入新技術(shù)和創(chuàng)新思維，地鐵運(yùn)維管理將迎來(lái)更加美好的后續(xù)。

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收稿日期：2024-03-25

作者簡(jiǎn)介：甘超超（1994—），男，碩士研究生在讀，助理工程師，研究方向：市政工程可持續(xù)管理。