BIM交通資產(chǎn)管養(yǎng)信息化系統(tǒng)在隧道中的應(yīng)用

中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 董萌 李準(zhǔn)華

當(dāng)前，公路行業(yè)信息化水平整體較低，具有廣闊的提升空間，市場(chǎng)上應(yīng)用較廣的信息化系統(tǒng)從科學(xué)高效及便捷可用的角度出發(fā)，基本處于不實(shí)用狀態(tài)，難以發(fā)揮信息化價(jià)值，有時(shí)甚至成為養(yǎng)管工作的負(fù)擔(dān)。

整個(gè)行業(yè)重心在由“建設(shè)”到“管養(yǎng)”轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，面臨4個(gè)方面的壓力,性能保持，使資產(chǎn)長(zhǎng)期處于預(yù)期狀態(tài)，確保使用壽命；狀態(tài)認(rèn)知，及時(shí)準(zhǔn)確全面把控資產(chǎn)狀態(tài)；風(fēng)險(xiǎn)控制，使各類風(fēng)險(xiǎn)得到有效控制，突發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)狀況能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，合理響應(yīng)；資金分配，以最小的投入保持資產(chǎn)長(zhǎng)期的預(yù)期狀態(tài)。

“十三五”時(shí)期是以信息化引領(lǐng)和支撐、實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的關(guān)鍵時(shí)期?！督煌ㄟ\(yùn)輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》(交規(guī)劃發(fā)〔2016〕74號(hào))中明確了要素信息匯聚和服務(wù)提質(zhì)增效的具體目標(biāo)?！督煌ㄟ\(yùn)輸部關(guān)于全面深化交通運(yùn)輸改革的意見(jiàn)》(交政研發(fā)〔2014〕242號(hào))中提出了公路養(yǎng)護(hù)管理體制改革對(duì)信息化的具體要求。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)的快速發(fā)展，也對(duì)交通運(yùn)輸信息化提出了新的要求和解決途徑。

系統(tǒng)建設(shè)的必要性

依靠信息化提升工作效率的需要

目前，國(guó)內(nèi)大多隧道、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施的管養(yǎng)，尚無(wú)針對(duì)資產(chǎn)管養(yǎng)的信息化系統(tǒng)工具，當(dāng)前的管養(yǎng)工作基本依靠紙質(zhì)臺(tái)賬等形式履職履責(zé)，相對(duì)原始、數(shù)據(jù)利用率低，傳遞反饋弊端明顯，已經(jīng)嚴(yán)重制約管養(yǎng)水平的進(jìn)一步提升。在BIM、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、云平臺(tái)、智能移動(dòng)終端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等軟硬件信息化技術(shù)日新月異的新時(shí)代，已經(jīng)具備了很好的外部基礎(chǔ)，面對(duì)日益繁重的管養(yǎng)工作壓力，完全有條件有動(dòng)力利用“信息化”全面提升管養(yǎng)工作效率。

規(guī)范養(yǎng)護(hù)管理的需要

大型交通資產(chǎn)如過(guò)江隧道等結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)施設(shè)備種類多，數(shù)量龐大，養(yǎng)管工作十分繁重。養(yǎng)管工作迫切需要標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、規(guī)范化，規(guī)范崗位職責(zé)，監(jiān)督履職履責(zé)。同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)等，在確保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，規(guī)范了養(yǎng)管工作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升養(yǎng)管技術(shù)水平。

梳理既有數(shù)據(jù)、積累動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值的需要

由于缺乏相應(yīng)的系統(tǒng)建設(shè)，交通基礎(chǔ)設(shè)施大量的資產(chǎn)及歷史數(shù)據(jù)信息尚未梳理歸集，各類資產(chǎn)的靜態(tài)信息均以檔案形式存在，難以高效管理相應(yīng)數(shù)據(jù)，隨著養(yǎng)管活動(dòng)的持續(xù)開展，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)持續(xù)增長(zhǎng)，管理難度越來(lái)越大。由于缺乏信息化手段，管理者對(duì)數(shù)據(jù)的應(yīng)用難度較大，“用數(shù)據(jù)說(shuō)話，用數(shù)據(jù)決策，用數(shù)據(jù)管理，用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的現(xiàn)代管理理念也無(wú)從談起。BIM是現(xiàn)階段最好的可視化數(shù)據(jù)載體，通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)，逐步梳理既有數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)積累平臺(tái)，與管養(yǎng)工作同步協(xié)調(diào)，發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。

反映資產(chǎn)狀態(tài)、了解資產(chǎn)全貌、掌控資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的需要

了解資產(chǎn)狀態(tài)是管養(yǎng)決策的起點(diǎn)，也是科學(xué)決策的基礎(chǔ)。管理者希望在決策前看到一張宏圖，全面反映資產(chǎn)狀態(tài)，直觀感受資產(chǎn)狀態(tài)的時(shí)間軸變化，這將是基于BIM的管養(yǎng)系統(tǒng)帶來(lái)的重要價(jià)值之一。在沒(méi)有信息化系統(tǒng)的情況下，需要大量的人工對(duì)數(shù)據(jù)歸集整理、分析對(duì)比，效率低且質(zhì)量不高，難以科學(xué)高效決策，也難以預(yù)見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)而把控風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)總體架構(gòu)

交通基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)養(yǎng)護(hù)管理平臺(tái)圍繞運(yùn)營(yíng)、檢查、維護(hù)、評(píng)估4項(xiàng)核心運(yùn)維活動(dòng)，以數(shù)據(jù)歸集、管理、流轉(zhuǎn)、展示和應(yīng)用為功能主線，以數(shù)據(jù)資產(chǎn)（全資產(chǎn)靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)體系）為核心，以養(yǎng)護(hù)管理為功能核心構(gòu)建系統(tǒng)體系，以唯一ID編號(hào)構(gòu)件作為數(shù)據(jù)載體，通過(guò)業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)體系規(guī)范養(yǎng)護(hù)管理。系統(tǒng)采用本地云端雙部署，總體設(shè)置3個(gè)人機(jī)交互終端（全功能Web端數(shù)據(jù)平臺(tái)、手持移動(dòng)終端、BIM三維可視化管理平臺(tái)等3個(gè)部分），數(shù)據(jù)同源，功能側(cè)重不同。

Web端業(yè)務(wù)平臺(tái)為全功能、全要素平臺(tái)?？赏ㄟ^(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)，主要包括GIS可視化、資產(chǎn)管理、項(xiàng)目管理、任務(wù)管理、各類資產(chǎn)養(yǎng)護(hù)管理（巡查管理、經(jīng)常檢查、定檢管理、狀態(tài)評(píng)估、維養(yǎng)管理）、報(bào)告報(bào)表、應(yīng)急管理、文檔管理、標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)等。

BIM平臺(tái)的核心功能為數(shù)據(jù)展示、應(yīng)急管理、任務(wù)發(fā)布、事件報(bào)警等，充分發(fā)揮其可視化優(yōu)勢(shì)，形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化集聚和管理平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)的模型化載體進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理。

App的核心功能為任務(wù)驅(qū)動(dòng)管理下的各類養(yǎng)管活動(dòng)的執(zhí)行（檢查維養(yǎng)等）、應(yīng)急管理、信息查詢、緊急事件發(fā)布等；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與BIM和Web數(shù)據(jù)同源，實(shí)時(shí)在線更新；在離線模式下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、管理和記錄；采用GPS、二維碼等多種便捷模式，在不同工作場(chǎng)景下快速定位構(gòu)件。

系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)體系構(gòu)建

一個(gè)能真正發(fā)揮價(jià)值的資產(chǎn)管養(yǎng)系統(tǒng)，必須建立在高質(zhì)量的數(shù)據(jù)和完備的數(shù)據(jù)體系上。要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，首先需要將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化，避免錯(cuò)誤、無(wú)價(jià)值、不規(guī)范的數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)，否則將會(huì)為后期的管養(yǎng)系統(tǒng)應(yīng)用帶來(lái)困難，甚至?xí)`導(dǎo)后期的輔助決策。

系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)基礎(chǔ)是資產(chǎn)的拆分及編碼。資產(chǎn)拆分以資產(chǎn)解析為基礎(chǔ)，基于檢查、維修、評(píng)價(jià)及風(fēng)險(xiǎn)控制的需要，將資產(chǎn)對(duì)象離散為最小的管理單元（最小的檢查維養(yǎng)單元），賦以唯一ID編碼進(jìn)行信息化管理。這里的資產(chǎn)編碼主要是資產(chǎn)單元的識(shí)別碼。

另外，標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)，涉及的范圍最廣、工作內(nèi)容最大?；A(chǔ)知識(shí)庫(kù)包括標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)病害庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)檢查庫(kù)和標(biāo)準(zhǔn)維修庫(kù)等。標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)建立的過(guò)程，既是數(shù)據(jù)體系的構(gòu)建過(guò)程，也是數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程，涉及構(gòu)件的拆分標(biāo)準(zhǔn)、分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和編碼標(biāo)準(zhǔn)；病害分類標(biāo)準(zhǔn)、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、編碼標(biāo)準(zhǔn)和病害描述標(biāo)準(zhǔn)；檢查措施分類及維修措施分類等標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)體系

隧道資產(chǎn)編碼示例

Web平臺(tái)

系統(tǒng)總體功能特色

“資產(chǎn)全覆蓋”和“功能全覆蓋”

涉及的資產(chǎn)主要包括結(jié)構(gòu)與設(shè)施。結(jié)構(gòu)又包含了隧道、道路、橋梁等，設(shè)施主要包括了機(jī)電的五大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)管資產(chǎn)的全覆蓋。

功能全覆蓋主要指養(yǎng)管過(guò)程中的資產(chǎn)清單管理、項(xiàng)目任務(wù)管理、檢查、養(yǎng)護(hù)、維修、病害、備品備件、技術(shù)狀況評(píng)定、設(shè)備完好率、文檔管理、考核等工作，都能在信息化系統(tǒng)中完成執(zhí)行和管理，以提高管養(yǎng)工作效率和水平，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理設(shè)備故障與問(wèn)題，確保設(shè)備運(yùn)行安全穩(wěn)定，為橋隧等資產(chǎn)的安全保暢工作提供基礎(chǔ)支撐。

GIS可視化展示

GIS可視化

GIS可直觀展示管養(yǎng)活動(dòng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。利用GIS可視化，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控巡檢人員的位置和工作狀態(tài)；展示機(jī)電資產(chǎn)狀態(tài)信息；展示路面病害信息等。路面檢測(cè)車檢測(cè)數(shù)據(jù)也可與GIS融合，方便直觀地查看任意路段的路面狀況（檢測(cè)數(shù)據(jù)和圖片），也可以沿路線進(jìn)行連續(xù)播放，并把評(píng)定結(jié)果直接用不同的顏色顯示在行進(jìn)路徑上。

數(shù)據(jù)可視化

在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)專業(yè)化和管理規(guī)范化的保障下，大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)在空間和時(shí)間兩個(gè)維度不斷積聚，這些數(shù)據(jù)在可視化功能幫助下，發(fā)揮巨大的價(jià)值。在時(shí)間軸上，既可以發(fā)現(xiàn)病害的發(fā)展變化，也可以跟蹤維養(yǎng)活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化，還可以獲得時(shí)間軸上每一個(gè)資產(chǎn)單元的大事記。

BIM技術(shù)應(yīng)用

通常情況下，無(wú)論土建或是機(jī)電，LOD300的模型精度已經(jīng)可以滿足運(yùn)維期的要求。利用BIM理念，及其可視化的最大特點(diǎn)，將運(yùn)維管理中的各種養(yǎng)管數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)和故障信息、病害信息等集中在BIM平臺(tái)上管理和展示。在其他信息化及物聯(lián)系統(tǒng)建設(shè)完善的前提下，該平臺(tái)還可以匯聚指揮調(diào)度、智慧消防、電力監(jiān)控等物聯(lián)系統(tǒng)的信息，形成更廣泛的基于BIM的綜合物聯(lián)信息平臺(tái)。

BIM可視化平臺(tái)（揚(yáng)子江隧道原型）

移動(dòng)巡檢終端

巡檢終端負(fù)責(zé)執(zhí)行Web發(fā)布的任務(wù)，完成檢查、維護(hù)等外場(chǎng)工作，是系統(tǒng)運(yùn)行的“信息收集器”，信息的錄入主要通過(guò)執(zhí)行特定任務(wù)過(guò)程中的備選項(xiàng)選擇、拍照、錄像等完成，最大限度減輕現(xiàn)場(chǎng)工作量。任務(wù)可離線執(zhí)行，以適應(yīng)隧道內(nèi)逃生通道等可能無(wú)網(wǎng)絡(luò)的特殊作業(yè)環(huán)境。通常情況下，通過(guò)二維碼掃描建立線上線下通道，完成對(duì)象識(shí)別，空曠區(qū)域也可以利用GPS/北斗定位識(shí)別附近的構(gòu)件，完成對(duì)象識(shí)別。任務(wù)執(zhí)行過(guò)程可由Web終端實(shí)時(shí)追蹤。

資產(chǎn)養(yǎng)護(hù)管理信息化系統(tǒng)，是以打造數(shù)據(jù)體系為基礎(chǔ)，充分結(jié)合資產(chǎn)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用信息化管理手段，維持資產(chǎn)長(zhǎng)期的功能表現(xiàn)和技術(shù)狀態(tài)，達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)可控和可預(yù)期。踐行“用數(shù)據(jù)說(shuō)話、用數(shù)據(jù)決策、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的管養(yǎng)新理念，緩解日益增長(zhǎng)的管養(yǎng)壓力，堅(jiān)持跟蹤信息化技術(shù)和養(yǎng)管技術(shù)的新發(fā)展，不斷優(yōu)化完善，以實(shí)際管養(yǎng)出發(fā)，真正解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題。