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摘 要：本文描述了基于BIM的轨道交通运维管理平台及其中的工程监控系统，通过该平台可对工程建设管理与运营过程中的各类机电设备与周边工程进行集中监控，并以三维方式体现。
关键词：平台;展示;管理;工程监测
中图分类号：TP277 文献标识码：A
1 国内背景
轨道交通运营维护通常包括监控、通信、通风、照明和电梯等系统，上述设备和管线的运行情况，极大决定了项目的运维成本和安全运行。当前国内外已经对BIM智能运维进行了一些有益的探索，然而由于运维阶段周期长，涉及参与方复杂，整体市场没有相应的指导性规范，缺乏成熟的基于BIM可视化的智能运维管理平台系统。
2 三维运维平台整体开发思路
轨道交通工程三维运维管理平台（以下简称“平台”），是我方开发的用于对轨道交通工程运营过程中的数据移交、资产、工程监护、应急等数据进行在线、高效、智能管理。
为完成这一平台，首先了解国内外基于BIM进行轨道交通运维的现状，发现BIM技术在轨道交通中的运维应用存在研究少，需求大，难度高的问题;随后认真调研轨道交通领域的智能运维理论，结合BIM技术在房建、水电、桥梁、隧道等工程领域的经验，总结基于BIM技术进行工程运维的常规的功能。平台开发，标准先行，先后完成以下五本企业标准规范：《城市轨道交通工程BIM实施管理办法》，《城市轨道交通工程BIM数据交付管理标准》，《城市轨道交通工程BIM协同管理标准》，《城市轨道交通工程数据对象编码标准》，《城市轨道交通工程信息模型成果技術标准》。三维平台整体开发架构如下：
3 工程监护方案
3.1 工程监护功能
工程监护，主要是对地铁线路周边工程的施工情况进行动态监管，避免与地铁线路运行之间发生交互影响。本次需求分析分为四个模块：二维GIS展示、BIM+GIS三维可视化展示、监测管理、地铁保护区。
（1）二维GIS展示：可进行线路选择、图层控制、日期选择来查看对应数据以及进行测距等操作。需要地保系统提供图例中的对应数据（时间、站点、区间、线路、违规项目、受控项目、巡查人、保护区红线、界碑、已签订安全协议项目、其他项目）查询接口，本地新建GIS页面调用地保系统接口并显示（如图2）。
（2）BIM+GIS三维可视化展示：包含图层、工具选择以及车站定位等功能。需要地保系统提供图例中的对应数据查询接口，本地新建GIS页面调用地保系统接口并显示（如图3）。
（3）监测管理：对地铁周边环境进行监测。给系统设计具备新增、修改、删除和导出监测功能。在已有工点树基础上，延伸两层，建立工点->监测项目->监测点，以录入监测数据。系统设计过程中，我方特别考虑支持Excel文本，读取测点、测斜深度的监测数据，包含监测时间、上次累计变化量、累计变化量、变化速率、备注等，可根据Excel内测点名称、监测时间进行判断，若均相同，视为重复数据，后上传的数据覆盖先上传的数据。
（4）地铁保护区管理：对地铁周围影响地铁安全的范围进行划分管理。对地铁保护范围划分，实现将CAD格式文件上传至平台由平台进行解析并展示在GIS地图中。
3.2 基于需求分析的数字接口对接
我方在数年前已开发出地铁保护系统（iMetro系统），本次运营系统需要介入地铁保护系统，需要进行接口设计，接口设计如下：
（1）GIS页面。跳转页面操作（url+账号信息+平台信息）。
页面展示信息获取。
请求报文：{线路id+日期}。
响应报文：{key=线路ID：value={时间、站点、区间、违规项目、受控项目、巡查人、保护区红线、界碑、已签订安全协议项目、其他项目}/所有线路...}。
（2）保护区范围管理，巡查项目管理，巡查任务管理：页面跳转，提供url及所需参数。
（3）统计分析页面。根据选择的线路ID去查询对应的iMetro系统线路ID，并携带iMetro系统线路ID去iMetro系统查询该线路下违规项目、受控项目、已签订安全协议项目、其他项目的数量。
请求报文：{线路ID/所有线路}。
响应报文：{key=线路ID：value={违规项目数量，受控项目数量，已签订安全协议项目数量，其他项目数量}/所有线路...}。
请求报文：{线路ID+区间组合ID/所有线路和区间}。
响应报文：{key=线路ID+区间组合ID：value={已完成巡查任务数量，未完成巡查任务数量}/所有线路和区间：...}。
（4）目录树。目录树发生变化时，主动发送维护目录树内容至iMetro系统，iMetro系统维护目录树后，将维护目录树的ID返回给BIM系统，在BIM系统中建立两系统之间的对应关系表。
请求报文：{名称，类型}。
响应报文：{线路id，区间id}。
4 结语
随着轨道交通基于三维的运维管理平台研究成果陆续完成，很多轨道交通建设工程已经在参考、采用本项目研究成果。成都轨道交通18号线、19号线、绍兴地铁1号线等均已应用了本项目的研究成果，全面为工程项目履约和工程质量达标考核提供了技术支持。同时，部分项目成果也可用到市场营销及投标的方案设计和规划中，作为新兴技术保质增量。
参考文献：
[1]孙超.BIM技术在城市轨道交通中的应用[J].交通世界，2019，26（25）：164-167.
[2]吴建成，孙庆.基于Web的地铁盾构施工数据管理平台[J].软件，2018，39（02）：120-124.
[3]孟祥波，徐受天，马强.基于互联网的盾构远程实时监控系统开发[J].隧道建设，2012，32（02）：256-260.
[4]辛业洪.BIM在建筑全生命周期中的经典应用[J].住宅与房地产，2020，26（02）：46-57.
[5]肖薄，羊权荣，何跃川，等.盾构机远程监控系统在GIS+BIM平台中的集成开发及应用[J].铁道建筑技术，2019，36（08）：1-6.
关键词：平台;展示;管理;工程监测
中图分类号：TP277 文献标识码：A
1 国内背景
轨道交通运营维护通常包括监控、通信、通风、照明和电梯等系统，上述设备和管线的运行情况，极大决定了项目的运维成本和安全运行。当前国内外已经对BIM智能运维进行了一些有益的探索，然而由于运维阶段周期长，涉及参与方复杂，整体市场没有相应的指导性规范，缺乏成熟的基于BIM可视化的智能运维管理平台系统。
2 三维运维平台整体开发思路
轨道交通工程三维运维管理平台（以下简称“平台”），是我方开发的用于对轨道交通工程运营过程中的数据移交、资产、工程监护、应急等数据进行在线、高效、智能管理。
为完成这一平台，首先了解国内外基于BIM进行轨道交通运维的现状，发现BIM技术在轨道交通中的运维应用存在研究少，需求大，难度高的问题;随后认真调研轨道交通领域的智能运维理论，结合BIM技术在房建、水电、桥梁、隧道等工程领域的经验，总结基于BIM技术进行工程运维的常规的功能。平台开发，标准先行，先后完成以下五本企业标准规范：《城市轨道交通工程BIM实施管理办法》，《城市轨道交通工程BIM数据交付管理标准》，《城市轨道交通工程BIM协同管理标准》，《城市轨道交通工程数据对象编码标准》，《城市轨道交通工程信息模型成果技術标准》。三维平台整体开发架构如下：
3 工程监护方案
3.1 工程监护功能
工程监护，主要是对地铁线路周边工程的施工情况进行动态监管，避免与地铁线路运行之间发生交互影响。本次需求分析分为四个模块：二维GIS展示、BIM+GIS三维可视化展示、监测管理、地铁保护区。
（1）二维GIS展示：可进行线路选择、图层控制、日期选择来查看对应数据以及进行测距等操作。需要地保系统提供图例中的对应数据（时间、站点、区间、线路、违规项目、受控项目、巡查人、保护区红线、界碑、已签订安全协议项目、其他项目）查询接口，本地新建GIS页面调用地保系统接口并显示（如图2）。
（2）BIM+GIS三维可视化展示：包含图层、工具选择以及车站定位等功能。需要地保系统提供图例中的对应数据查询接口，本地新建GIS页面调用地保系统接口并显示（如图3）。
（3）监测管理：对地铁周边环境进行监测。给系统设计具备新增、修改、删除和导出监测功能。在已有工点树基础上，延伸两层，建立工点->监测项目->监测点，以录入监测数据。系统设计过程中，我方特别考虑支持Excel文本，读取测点、测斜深度的监测数据，包含监测时间、上次累计变化量、累计变化量、变化速率、备注等，可根据Excel内测点名称、监测时间进行判断，若均相同，视为重复数据，后上传的数据覆盖先上传的数据。
（4）地铁保护区管理：对地铁周围影响地铁安全的范围进行划分管理。对地铁保护范围划分，实现将CAD格式文件上传至平台由平台进行解析并展示在GIS地图中。
3.2 基于需求分析的数字接口对接
我方在数年前已开发出地铁保护系统（iMetro系统），本次运营系统需要介入地铁保护系统，需要进行接口设计，接口设计如下：
（1）GIS页面。跳转页面操作（url+账号信息+平台信息）。
页面展示信息获取。
请求报文：{线路id+日期}。
响应报文：{key=线路ID：value={时间、站点、区间、违规项目、受控项目、巡查人、保护区红线、界碑、已签订安全协议项目、其他项目}/所有线路...}。
（2）保护区范围管理，巡查项目管理，巡查任务管理：页面跳转，提供url及所需参数。
（3）统计分析页面。根据选择的线路ID去查询对应的iMetro系统线路ID，并携带iMetro系统线路ID去iMetro系统查询该线路下违规项目、受控项目、已签订安全协议项目、其他项目的数量。
请求报文：{线路ID/所有线路}。
响应报文：{key=线路ID：value={违规项目数量，受控项目数量，已签订安全协议项目数量，其他项目数量}/所有线路...}。
请求报文：{线路ID+区间组合ID/所有线路和区间}。
响应报文：{key=线路ID+区间组合ID：value={已完成巡查任务数量，未完成巡查任务数量}/所有线路和区间：...}。
（4）目录树。目录树发生变化时，主动发送维护目录树内容至iMetro系统，iMetro系统维护目录树后，将维护目录树的ID返回给BIM系统，在BIM系统中建立两系统之间的对应关系表。
请求报文：{名称，类型}。
响应报文：{线路id，区间id}。
4 结语
随着轨道交通基于三维的运维管理平台研究成果陆续完成，很多轨道交通建设工程已经在参考、采用本项目研究成果。成都轨道交通18号线、19号线、绍兴地铁1号线等均已应用了本项目的研究成果，全面为工程项目履约和工程质量达标考核提供了技术支持。同时，部分项目成果也可用到市场营销及投标的方案设计和规划中，作为新兴技术保质增量。
参考文献：
[1]孙超.BIM技术在城市轨道交通中的应用[J].交通世界，2019，26（25）：164-167.
[2]吴建成，孙庆.基于Web的地铁盾构施工数据管理平台[J].软件，2018，39（02）：120-124.
[3]孟祥波，徐受天，马强.基于互联网的盾构远程实时监控系统开发[J].隧道建设，2012，32（02）：256-260.
[4]辛业洪.BIM在建筑全生命周期中的经典应用[J].住宅与房地产，2020，26（02）：46-57.
[5]肖薄，羊权荣，何跃川，等.盾构机远程监控系统在GIS+BIM平台中的集成开发及应用[J].铁道建筑技术，2019，36（08）：1-6.