BIM和物联网技术在隧道工程运维阶段的应用分析

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  【摘  要】在社会发展的过程中,隧道工程数量不断增加,不仅对其施工过程的质量提出了严格的要求,还对工程的运维过程提出要求,希望能够借此保证隧道的使用年限,并确保使用中的安全。除了运维中需要考虑的信息、人力、资源等各项问题,新技术的加入给运维工作带来更多的思考,在运维方式和效果上都呈现出了新的特点,对运维工作有非常积极的意义,需要得到进一步的推广。新技术的加入中,BIM技术、物联网技术为运维工作提供了完整的信息,建立共享平台,使该项工作更加透明,对于提高工作效率有重要的意义。本文针对BIM技术、物联网技术与隧道运维进行讨论,希望能够为隧道运维过程提供一些新的建议。
  【关键词】BIM技术;物联网技术;隧道工程运维;技术应用
  引言
  BIM技术是科技发展的结果,在建筑行业的使用逐渐广泛,无论在设计环节还是在施工过程中都提供了很大的帮助,让施工过程更加可视,成功规避了很多施工中的风险,目前,在运维过程中尚没有形成普遍使用的状态,需要对其进行更大范围的推广,在物联網技术的发展过程中,给BIM技术的使用提供了良好的机会,二者相互结合,为项目运维提供了质量、效率等各方面的保障。
  一、工程运维的主要内容
  隧道施工结束之后,运维工作成为最重要的部分,良好的定期运维能够对隧道中的各种问题进行及时排查,有效加长隧道的使用时间。运维工作并非独立,而是一项系统性的工作,不仅与运维人员、技术有关,[1]还和当地的环境、气候、经济等有关系,如果要顺利进行运维工作,则需要详细了解当地的具体情况,完成维护工作,对隧道的运维主要包括了隧道、设备、环境等几个方面,需要对设备进行检查,对安防措施进行设置,还有应急系统、资源消耗量等管理,这些都需要建立在信息搜集之上,因此,需要利用BIM技术和互联网技术进行工程、环境、共享、设备、资金等信息的搜集,使整个运维管理达到标准,高效完成运维工作。
  二、工程运维的现状
  当前,虽然BIM技术已经广泛用于施工过程,但是在运维过程中尚未进行大量使用,更多关于运维的工作还需要依靠人工来完成,其中存在的问题主要表现在以下几点。
  (一)信息管理方面
  当前,大部分隧道施工中的所有的信息都利用图纸、报表等进行记录,对所有信息的储存都不够直观,当工作人员需要查询数据,都需要花费较长的时间,无法达到信息的高效使用,不仅在使用过程中产生不便,在信息的管理方面也无法达到标准。[2]另外,纸张的保存也有一定的难度,经过时间流转,则容易产生遗失、破损、字体不清等情况,影响数据的整体使用。图纸的保存使得信息共享、传递的效率降低,无法达到信息同步,对管理造成一定的影响。
  (二)人员分配方面
  隧道工程中需要大量的设计人员和施工人员,但是由于此类项目的难度高,工作地点多变,不排除一些条件恶劣的地区,因此,该行业中的人员流失情况比较严重。随着社会上的人力成本不断增加,给运维过程带来挑战,人才的缺失、工人的数量不多,都使得当前运维过程中的人员分配出现问题,无法达到人员数量、质量等的要求。
  (三)资源消耗方面
  随着工业化的发展,自然环境遭到破坏,因此,市场上对于各个行业都提出了相应的环保要求,隧道施工也不例外,需要其做到节能、低碳,达到环保的标准。在资源的消耗上,建筑行业一直居高不下,因此,在隧道的运维过程中,需要及时关注对资源的消耗问题,确保该行业得到良好的发展。
  (四)工作效率方面
  在运维的过程中,不仅需要关注隧道本身,还需要对照明、监控、通讯、网络等各个系统进行检查,工作人员需要对大量的管线进行检查,保证运行中的安全问题,一般情况下,一个环节出现问题,无法准确知晓故障的位置,则需要逐一排查,进行维修或更换,这样则降低了工作效率。
  (五)紧急事件处理方面
  当遭遇自然灾害、火灾、事故时,在隧道中无法做好及时的疏导,对安保人员的设置也无法达到标准,这些都是当前运维过程中存在的问题,不仅给社会正常运行带来麻烦,也造成不同程度的经济损失。
  三、新技术对运维的革新
  BIM技术和互联网技术在隧道运维中逐渐加入,为其带来很多积极的影响,主要表现在以下几点。
  (一)可视化
  旧式的运维工作进行过程中,无法对信息数据进行及时查询,当工程中出现问题的时候,很难做到高效处理,但是,当BIM技术加入之后,能够利用三维技术制成模型,结构所有的设备完成数据的共享,将原来的图纸、手册中的信息以模型的方式展示出来,对于隧道中所有设备安装情况都可以利用模拟性进行呈现,当某部位出现故障时,能够进行高效查询,进行准确维护。[3]不仅如此,在查询过程中,还能延伸更加全面的信息,让工作人员对隧道情况有更加清楚的了解。
  除了在信息上的可视,BIM技术、物联网技术三维与视频设备联系起来,对隧道进行远程监控,不需要人工进行现场控制,所有的监控过程都可以通过RFID进行整合,实现统一管理,所有的数据都直观地显示出来,将隧道、周围都做到实际检测,有利于工作人员进行精细管理。
  (二)数据化
  无论在实际的运维中,还是在管理上,BIM模型将所有流程中的信息集合在数据库里,让整个运维过程有信息支撑,设备之间可以达到信息共享,长期的数据集中为运维工作积累了经验,使得之后的运维工作中出现问题时,能够有数据可以查询,并做出正确反应,有利于整体管理的优化。例如,数据可以清楚地显示出不同时段下隧道中车辆通行的情况,也可以清晰地呈现运维过程中材料使用的数量变化,帮助工作人员进行材料选择的分析[4]。
  (三)智能化
  城市中存在隧道的区域,一定是人流、车流数量很大的区域,工作人员需要随时做好应急准备,虽然过去的应急能力非常好,但是常常针对事后进行救援和处理,很难通过人力达到预防标准,但是,在BIM技术的加入之后,能够通过先进的设备进行及时感应,做好警报工作。另外,由于BIM的模型能够对周围环境做出模拟,可以帮助工作人员选择合理的疏散方式,选择正确的路线,能够有效降低损失,保证人们的人身安全、财产安全。
  BIM技术不仅表现在应急方面的智能化,还表现在资源消耗分析上的智能化。两种技术的联合应用,可以做好日常的检测和管理中,在运维过程中可以搜集完整的资源消耗情况,对不同时段、不同天气的消耗情况进行准确分析,在长期的积累下,工作人员能够掌握资源消耗的具体情况,进而采取针对性措施进行解决,满足市场对该行业节能的要求。
  另外,三维技术形成的模型当中能够对隧道内的车辆通行情况进行模拟,如果将这一技术应用到城市交通当中,则可以使交通情况更加直观地呈现出来,帮助交管部门了解交通情况,进行有效疏通,避免产生严重的阻塞,减少安全隐患。在管理交通情况的过程中,能够很好地节省人力,在交通堵塞的时段内做到人员的高效分配,让城市的交通管理得到改善,也保证了隧道的高效使用。
  四、结束语
  BIM技术、物联网技术的使用,让隧道的运维过程更加直观,协助工作人言做好维修、管理、应急等各方面工作,当前,运维过程对该技术的使用还不够广泛,需要得到工作人员的进一步推广,使该技术在隧道运维中发挥作用,为人们的生活提供便利、保障安全。
  参考文献:
  [1]黄廷,陈丽娟,史培新等.基于BIM的公路隧道运维管理系统设计与开发 [J].隧道建设,2017,(1):48-54.
  [2]王永东,胡强,张化川等.基于三维地质信息模型的隧道BIM技术路线研究[J].施工技术,2018,(9):67-71.
  作者简介:
  徐芦军(1981-),男,汉族,浙江绍兴,本科。研发方向:电子智能控制。
  (作者单位:浙江智握领程科技股份有限公司)
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