BIM技术在高校地下管网运维管理中的应用研究

黄 陈 周雪峰

(常州工程职业技术学院后勤服务中心 江苏常州 213164)

0 引言

校园地下管网作为城市地下管网的一部分，承载着校园水、电、气等介质的传递和输送任务，是学校赖以生存的“生命线”，一旦被破坏，将严重影响广大师生的正常工作和生活。

1 地下管网特点[1]

1)隐蔽性强。为了美观和节约地上空间的需要，地下管网的埋设一般都选择地下敷设的方式，这就决定其具有隐蔽性特点。

2)种类多、数量庞大。地下管网种类繁多，一般包括给水、污水、雨水、燃气、电力、通讯、热力等，不同专业管道错综复杂分布，埋设方式及埋深各不相同，共同组成地下管网系统。

3)关联性。地下管网由不同种类地下管线组成，而某一种管线又由管道、附件和配套设施组成，各组成部件相互连接、相互影响，共同发挥作用。任何一部件出现问题，都将影响该系统的正常运行，不同管线之间有时也会相互影响。

4)动态变化。随着地下管网使用年限的不断增加，旧管线会不断地进行更换、改造。加之使用需求的变化，管线的规模、种类也会发生变化，这就使得地下管网一直处于动态变化之中。

5)运维管理周期长。地下管网和其他建设项目一样，运维管理阶段在全寿命期中所占时间最长、成本最高。成本约占项目全寿命周期的55%～75%，运维管理周期一般占全寿命周期的80%～90%，长达几十年甚至上百年。

2 高校地下管网运维管理存在的问题

地下管网因其自身特点给运维管理工作带来了一定的难度，各管理单位虽然采取了一些应对措施，但当前运维管理模式仍存在一系列问题。

1)基础信息缺失严重，流转不畅。学校地下管网基础信息一般是通过项目竣工验收图纸、后期改造图纸获得，而图纸移交的过程中难免存在文件破损、缺失等情况，很多情况下需要通过现场施工管理人员的回忆来获得管线信息变动情况，导致基础信息残缺不全、准确度不高、与现状不符、流转不畅等，给运维管理的长久进行带来较大的难度。

2)运维管理缺乏主动性。目前大多高校对地下管网的运维管理以物业管理形式为主，由于地下管网的隐蔽性，一般都是在管网出现问题后进行解决，对于隐患的预防措施相对较少，这就导致突发事件频繁出现，比如水管爆裂、电力中断等，运维管理缺乏主动性。

3)管理方法落后[2]。现有的地下管网运维管理主要采用传统的人工管理模式，在日常管理中通过人工记录、纸质存档形式收集、整理、查找运维管理资料，既费时又费力，限制了运维管理的效率。

4)运维管理难度大、成本高。地下管网的隐蔽性及复杂性要求运维管理人员在维修前需要获得管线的准确资料，而管线资料准确度低、残缺不全等问题使得管理人员难以掌握地下管网的准确分布情况，不得不通过大面积开挖的方式逐步排查，不仅浪费时间，也增加了维修成本，同时也破坏了校园环境影响了师生的正常生活。

5)基础信息可视化程度低。学校地下管网基础信息一般是以图纸的形式(包括纸质文件和电子文档)保存的，图纸展示的信息均是二维的，且不能直观地展示地下管线的属性信息，这就要求管理人员具有一定的专业识图能力、能安装专业的识图软件，给非相关专业管理人员的运维管理工作带来了一定的难度；另外，图纸信息量较大，管理人员要想获得完整的项目基础信息，需要耗费大量的人力和时间来进行数量庞大的基础信息资料识读工作，大大降低了运维管理的效率。

3 基于BIM模型的地下管网运维管理平台的应用

基于目前高校地下管网运维管理中存在的可视化程度低、信息化程度低、运维管理效率不高等问题，在结合BIM技术特点的基础上，本文提出建立一种基于BIM模型的地下管网运维管理平台，可以有效地解决传统运维管理中存在的问题，保证地下管网运维管理工作高效、经济和精准运行。

3.1 BIM特点[3]

1)可视化。BIM模型是三维的，可以直观、真实地看到地下管网的空间位置、构件信息。

2)协调性。BIM模型可以让不同的管理部门、不同专业管理人员在同一平台上进行协同作业，便于发现使用中存在的问题，提高运维管理效率。同时，BIM模型可以直观反映各专业管线之间的空间位置和布置，可协助管理方进行地下管线空间的布局优化工作。

3)动态可更新性。BIM模型不仅是一个三维的模型，同时具备数据动态更新功能。管理人员可以将地下管网更新的数据信息录入数据库，模型随着信息的变化而相应地及时更新变化。

4)可出图性。BIM模型建立后可对其局部进行剖分，管理方可在此基础上输出任意部位、任意角度所需图纸，以满足施工和使用需要。

3.2 基于BIM模型的地下管网运维管理平台应用价值

1)运维管理轻量化、可视化。该平台的使用无需安装专业的识图软件，只需在客户端安装蓝色星球协作平台，就能通过浏览器访问管线相关数据信息，大大降低了图纸阅读难度，降低了运维管理人员专业要求，使得非建筑相关专业人员也能很轻松地读懂图纸，极大地提升了运维管理的效率。

同时，BIM模型将专业复杂的二维平面图转化为直观的三维图像，所见即所得，具有较强的可视化特征，管理人员可以直观地获取管线及其各种构件信息，避免了人为转换带来的理解偏差。模型浏览示意图见图1和图2(以常州工程职业技术学院地下管网BIM模型为例)。

2)运维管理数据集成化、信息化。将BIM模型应用于地下管网运维管理平台中可以实现地下管网整个管理周期内信息集成，管网信息可以根据实际变动情况不断地进行添加、修改、完善和更新，供多个使用者在同一平台上进行快速查询。既保证了管网信息的准确性，又减少人力、物力和时间的消耗。同时，该平台可以与信息化技术(如能量管理系统、监控系统、自动化系统等)进行融合，结合物联网技术[4]、大数据技术等解决地下管网运维管理的信息化问题。

图1 模型浏览示意图

图2 模型浏览示意图

3)管网系统构件快速定位。故障维修是管网运维管理中最主要的工作之一，而现场维修人员往往受困于无法根据图纸准确定位，大大影响运维管理效率，尤其是对突发情况处理时，构件快速定位尤其重要，而该平台可以根据管理人员的需要，快速查询维修的构件定位信息、属性信息及历史维修等信息，为管理人员提供决策的依据。

3.3 基于BIM模型的地下管网运维管理平台应用

1)管网信息查询。该模型通过颜色分类对不同类型管线进行区分，管理人员可以通过选择管线对该管线及其附件信息进行快速查询，包括管线类型、材质、标高、直径、品牌、厂家信息、维修历史等信息。

2)管网信息快速定位。该系统提供所有管线及其附件定位功能，可以根据管理人员的需要对指定设备快速定位，为设备管理提供基础数据支持。同时，管理人员可对现场管线重要节点设备，如窨井盖、阀门等，根据系统编码现场进行标识，辅助快速定位。

3)管网日常维修管理。该系统可以实现管线维修的全面管理，管理人员可将维修记录、验收记录等信息全部录入系统中，以备后期需要。

4) 管网维修提醒。该系统允许运维管理人员设定维护计划，提醒管理者管线拟维修的时间，变被动为主动，避免发现故障后再维修，减少故障带来的各种损失。

5)管网能耗管理。能耗管理作为管网运维管理的一个重要的方面，该系统可接入能源管理系统，为管理者提供能耗精确数据，为高效的能源管理提供数据支持，帮助管理者进行决策，以节约能源，提高管理效率。

6)地下空间管理。该平台直观地反映了地下管线的空间布局，为管理者进行地下管线空间的合理分配、规划提供一定的参考依据。

4 结束语

在总结地下管网特点的基础上，通过分析目前高校地下管网运维管理中存在的问题，结合BIM技术特点，提出一种基于BIM技术的地下管网可视化运维管理平台，该系统具有可视化、轻量化和信息化等特征，能有效地解决目前高校地下管网运维管理中存在的问题，为实现高校后勤运维管理工作的高效、经济、精细化、信息化运行提供了思路，具有重要的理论和实践意义。