BIM技术在智慧管廊平台的应用研究★

李应来 潘 竹

(合肥市综合管廊投资运营有限公司，安徽 合肥 230091)

城市综合管廊通过设置建造一个隧道空间容纳多类公用类管线集中于一体的隧道空间，是城市运营的重要基础设施。城市综合管廊实施统一规划、设计、建设和管理，彻底改变以往各个管道各自建设、各自管理的零乱局面。借助BIM技术，结合物联网、移动互联、大数据、云计算等信息化手段，实现工程项目管理由传统的经验管理向科学管理、流程化管理转变是未来城市综合管廊工程建设的趋势。合肥某市综合管廊工程将电力、通信、燃气、供热等纳入管廊，在建设与运行管理中，BIM技术有初步应用。本文针对BIM技术与管廊相结合来对智慧管廊平台进行研究。

1 传统施工现场的管理

由于大多数建筑施工现场环境偏远，人员流动，环境复杂，施工现场的管理过多的依赖项目管理部。在多工种作业的情况下，工程整体管理复杂，这导致现有传统工程管理模式困难，容易出错。材料的用量，设备的管理，安全的隐患，施工进度的调整以及现场的管控监制等等，管理方法和手段的落后，会直接导致企业发展的不利，没法保证企业经济效益的增长。对于现代施工企业来说，工地现场的各种管控存在一定的局限性，管理效率变低。施工现场的传统管理方式无法满足现阶段的发展模式，因此结合工地碎片化管理，采用智慧管理平台，使施工工地与BIM信息化相结合，形成一个全新整体化管理模式，及时的提供更科学有效的信息资源。

2 BIM与施工技术结合的优势

2.1 实行全周期绿色施工

近年来，在工程建设中施工阶段对环境的污染受到极大的重视，因此在工程施工中采取有效的措施是十分有必要的，通过BIM技术平台，针对施工现场设置全天候实施监测粉尘、噪声等等，减少传统工程施工过程中污染环境的漏洞，做到真正意义上的绿色施工。

2.2 全周期施工更协调

工作中会出现沟通不到位的情况，存在一些矛盾。BIM技术的运用不仅可以模拟项目工程模型，解决模型的碰撞等问题，还可以对产生的一些极端情况做出预测，提前作出方案，减少工程中的不确定性，提升工程效益。

2.3 减少资源浪费

通过BIM技术选择合理施工技术、施工方案以及施工设备，在选取各种构配件中，能够详细的展示工程中的各项信息，最大程度考虑节约成本，提高资源的利用率。BIM技术还可以分析工程项目之间的关联条件，借助处理数据，做出最优化更新和调整，使其更具有适用性，进而减少资源的浪费。

2.4 集中管理了各类管线

BIM技术的使用让各专业人员可以很好积极的沟通交流，做出统一的管理改造方案，对管廊的建设实施一次性施工，提高了管理效率，也让城市地下空间资源得到了合理的利用。

3 智慧管廊平台系统分析

本文以合肥市新站高新区某项目为例，施工现场环境复杂，人员密集。这使得从安全、环境、材料、机械设备、技术人员、工程质量、工程进度等方面的施工现场管理十分困难。本地下综合管廊建设可视化管理平台基于BIM技术实行管廊施工智慧工地化管理。对人、机、料、环境进行可视化、科学化以及精细化管理，最大程度的提高了工作效率，为人员的组织协调，项目的信息共享、目标的决策提供了有效的手段。

3.1 监控与报警系统

现场管理包括管廊内监控与报警系统的设备信息采集、报警、监控。其中主要包括环境与设备监控系统、可燃气体探测监控系统(见图1)、火灾监测和报警系统、廊体结构监测、入廊管线监测、视频监控等。当管线发生事故时，及时发现事故并告警，缩小事故范围、保护其他正常运行管线不受影响。同时综合管廊内定期会有专业人员对管廊进行巡检、维修，因此为人员创造合适的环境需要对管廊内环境进行实时监测报警。

环境与设备监控系统：综合管廊内环境监测设备将实时检测到的管廊内环境数据如温度、湿度、H2S、集水坑水位等通过通信链路传输到监控中心，中心系统对该部分数据进行存储。

可燃气体探测监控：能在平台显示各类气体传感器的工作状态、实时监测数值，当可燃气体的浓度达到一定值时，及时进行提醒，并发出报警信号，确保工作人员的安全。

火灾监测和报警系统：火灾报警系统能够接收火灾监测信号或者手动火灾报警按钮的报警信号，在综合管廊内部及监控中心进行声光报警。

廊体结构监测：结构安全监测系统主要通过在管廊结构体上布设传感器，监测管廊沉降情况、水平位移情况、管片收敛情况和渗漏情况等。在与传感器的供应商协商的基础上，将传感器信息传送至标准数据载体(文件或数据)，通过标准结构从这些专业系统中获取监测数据。

入廊管线监测：入廊管线状态监测以数据接口形式获取对应入廊管线专业监测系统提供的监测数据，以图形化的方式显示入廊管线的运行状态并提供报表分析功能，便于运营单位掌握入廊管线的实时运行情况。

3.2 场景管理

二维、三维场景集成管理。

用户在系统上基于管廊地图可在管廊上显示展示信息(见图2)，在具体的目标管廊中可以直观的看到该目段的三维结构图(见图3)，也可以根据需求对全场景对象进行BIM模型属性、要素的索引，迅速定位到该设备的对应位置。通过管廊三维模型展示，将管廊大量复杂的数据通过图像的方式表达出来，更直观、更方便工作人员查看和利用这些有效数据，清晰易读、便于操作分析，同时也能为管理人员提供有效的参考。

3.3 进度管理

进度管理通过初始计划配置，在智慧平台上导入进度状态、建造的类型，建造开始结束的时间以及计价总量。管廊施工的进度控制管理是通过不断对项目进度进行规划、检查、审核、执行达到动态循环的一个过程。传统的项目施工计划进度表，容易出现丢失信息、信息错乱等一些问题，通过各专业人员每天现场巡查收集实际情况及数据，然后利用工具进行数据整合，最后以进度报表的方式展现出施工进度以及一些偏差的计算结果。这种根据人工测量和报表记录的管理方式，主要以个人经验主意为主，工作计算量大，容易出错，很难对施工进度管理进行精准的把握。在依据BIM技术智慧管廊平台系统中施工进度管理可以借助无人机等技术手段对管廊施工现场进行拍摄记录，经过处理，确定出该管廊工程的施工情况，导入BIM模型，模型中包括了工程项目结构材料属性、进度计划的时间段以及工序状态。把实际施工进度数据与工程项目中各部位模型相对应和关联，通过平台可视化的展示、施工模拟、实施状态的录入等与实际情况的对比，对施工进度进行动态的监测管理。通过不断的让实际施工与计划施工进度相调整并进行偏差分析这种优化模式，动态的进行所在工序的调整，更新实际有效的控制施工进度，保证项目按时完成。

3.4 监理管理

监理管理主要包括监理会议、监理报告、日常巡检。监理报告为监理的主要工作内容，分为进度日报、周报、月报。报告包括时间、内容、参会人员等信息。传统的项目监理存在一定的局限性，缺少有效的管理和人员的沟通，这直接降低了工作效率，对于现场的管理是十分不利的。因此在该平台中监理可以发布书面通知、召开专题监理例会并永久记录，这使得全部监理工作更规范化、标准化，如果在施工现场发生不符合规格的操作，监理能在日常巡检功能中上报关于需要整改的工程内容，以及指出需要整改的问题。通过平台的信息共享，管理人员可以及时获取并及时找到问题所在的位置，督促工人改正。之后在平台巡检整改功能中提交已整改完成的对应工程内容。这很好的使信息畅通，实现了远程协同工作，最大程度解决了过程监控的不到位等问题。日常巡检管理主要包括巡检人员管理、巡检计划管理、巡检作业查询、巡检人员考核、巡检日历视图等功能(见图4～图6)。管理人员根据管廊养护特点制定巡检计划，并配置若干条常规巡检路线，进而可为每一个巡检计划安排人员。负责巡检的工作人员携移动设备按规划线路到现场根据巡检计划对综合管廊内的管线、线缆、设备等进行巡检，并通过移动客户端填写巡检记录，上报异常情况。

3.5 安全管理

近年来虽然企业对于安全管理的问题越来越重视，但是每年发生工程事故的问题不在少数。一是过多的依赖于管理人员的现场巡查方式，管理人员的疏忽或者施工现场的管理没有到位。二是工人流动性较大，安全培训易遗漏，培训效果不佳。这些都是直接导致工程事故发生的原因。施工人员的安全管理和安全意识，往往暴露着一个工程的安全生产责任没有落实到位。本可视化平台通过上传编制安全方案，积极的组织安全培训，对于每一次的安全培训都详细的记录在平台，包括：主题、时间、地点、培训纪要。专业人员还可以编制应急预案配置载入平台，根据风险类型，及时的采取不同的应急预案。配合动态视频监管，施工人员可以进行实时的安全检查，确保工人的安全。

3.6 分析评价管理

分析评价是系统的核心模块之一，分析评价包含两个方面的功能：一是对于管廊养护单位的评估，二是面向管理部门的分析评价，在积累大量的数据，进一步对数据的深度挖掘，得到开展对管廊管理有利的信息和结论，带动并提升了管理水平(见图7)。分析评价管理主要包含以下功能：数据统计，数据查询，数据分析，绩效评估。

4 结语

合肥综合管廊工程将电力、通信、燃气、供热等纳入管廊，在建设与运行管理中，BIM技术有初步应用。项目数据建立相应数据库，通过查询、调用、管理等模块实现数据资源共享。同时，BIM建模技术在建设阶段应用较为广泛，有效增强了建设项目“可视化”功能。但是，对于全寿命周期的项目数据集成运用及实时共享还是存在一定难度的，缺乏一个完整的信息管理系统，所以存在易产生信息孤岛、管理效率低下以及资源协调能力不足等弊端。虽然工程项目管理的信息化建设过程中，推出了一些信息管理系统，但这些信息管理系统只针对单一系统提供相对完善的信息管理功能，仅能符合单一系统的实际施工管理需要。因此借助BIM技术，结合物联网、移动互联、大数据、云计算等信息化手段，探索符合实际的项目管理方式，以先进的管理理念和方法为指导，建立各管理层级、各部门、全员实时参与、信息共享、相互协作的一体化智慧管廊管理平台，通过可视化管理平台精准化的辅助，决策人员可以快速且准确的发现问题所在，及时控制危险，减小损失，实现工程项目管理由传统的经验管理向科学管理、流程化管理转变是未来城市综合管廊工程建设的趋势。