基于Bim技術(shù)的城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維的研究

楊海霖

摘 要：在城市的發(fā)展過程中，供水管網(wǎng)系統(tǒng)是供水基礎(chǔ)設(shè)施中非常關(guān)鍵且重要的一部分，科學(xué)地運(yùn)維可以有效降低管網(wǎng)能源消耗，全面提升原水供應(yīng)管理單位的整體經(jīng)濟(jì)效益，有效緩解能源危機(jī)，對城市的發(fā)展非常有益。由于近年來科技發(fā)展速度的進(jìn)一步加快，越來越多的先進(jìn)技術(shù)涌現(xiàn)于城市的建設(shè)中，其中Bim等新技術(shù)不斷發(fā)展，更是被廣泛應(yīng)用于供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維中，大大提升了運(yùn)維的效果。在這種背景下，本文基于Bim技術(shù)的城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維進(jìn)行了研究，希望可以為相關(guān)人員提供一定參考。

關(guān)鍵詞：Bim技術(shù);城市供水管網(wǎng);智慧運(yùn)維

中圖分類號：TU991? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）08-0103-02

在城市的具體發(fā)展階段，供水管網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)維工作是一項(xiàng)長期的任務(wù)?，F(xiàn)階段，我國很多地區(qū)在發(fā)展期間，為了抓緊完成城市水源供應(yīng)配套設(shè)施，往往只考慮完成眼前的供水管網(wǎng)建設(shè)任務(wù)，而忽略后期管理運(yùn)維的難度和成本，存在“重建設(shè)，輕管理”的情況。所以，在運(yùn)維期間，城市供水管網(wǎng)后期運(yùn)維手段相對落后，不能良好地實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)字化以及可視化，很多人認(rèn)為運(yùn)維成本較高，故障排查非常難。而Bim技術(shù)的合理應(yīng)用，將有效對這一弊端進(jìn)行了改善，實(shí)現(xiàn)城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維的效果和目的，大大改進(jìn)城市原水供應(yīng)官網(wǎng)的管理水平和市民居住環(huán)境。

1 Bim的概念

在城市進(jìn)程不斷推進(jìn)的新形勢下，各行各業(yè)對于現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，而Bim技術(shù)就是當(dāng)前一種非常先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)。所謂的Bim技術(shù)，其主要是指信息模型[1]。在具體的城市供水管網(wǎng)運(yùn)維過程中，對Bim技術(shù)進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，建立數(shù)字模型，達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)維一體化的效果，并通過分析和研究，不斷地對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整，對城市供水管網(wǎng)運(yùn)維效果提升非常有益處。

2 以往供水管網(wǎng)運(yùn)維與智慧運(yùn)維模式的對比研究

現(xiàn)階段，在實(shí)際的發(fā)展過程中，我國很多供水單位在管網(wǎng)及關(guān)鍵制水設(shè)備日常運(yùn)營維護(hù)層面仍然沒有創(chuàng)新意識，運(yùn)維管理模式也不能積極地進(jìn)行創(chuàng)新，依舊沿用以往的人工巡線、年度檢修等單一管理手段，作為隱蔽工程的供水管網(wǎng)在日常運(yùn)行中出現(xiàn)的問題難以及時(shí)被發(fā)現(xiàn)和處理，使其已經(jīng)不能更好地滿足新時(shí)期城市快速發(fā)展管水、用水過程的安全性和高效性，也無法達(dá)到當(dāng)前節(jié)約能源的標(biāo)準(zhǔn)和要求，在一定程度上制約了國家號召的“大品牌、大市場”行業(yè)改革思路。

從客觀的角度上分析和研究，城市智慧管網(wǎng)的推廣，可以在一定程度上為供水管網(wǎng)運(yùn)維模式提供一定的完善機(jī)遇、依照當(dāng)前成熟的計(jì)算機(jī)信息手段，再加上對Bim三維可視化技術(shù)的有效應(yīng)用，將三維數(shù)字化模型技術(shù)作為依據(jù)，并將其應(yīng)用于供水管網(wǎng)運(yùn)維中，可以在一定程度上提升運(yùn)維的整體效果[2]。同時(shí)，基于Bim技術(shù)的供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)，其具有較強(qiáng)的高效性，可以將各類供水管網(wǎng)及生產(chǎn)設(shè)備等融入到三維場景中，有效對動態(tài)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更新，最大程度地達(dá)到供水管網(wǎng)以及設(shè)備等三位一體化的效果和目的，全面對城市供水管網(wǎng)運(yùn)維科學(xué)性以及合理性進(jìn)行提升。

與以往的城市供水管網(wǎng)運(yùn)維模式相比，基于Bim技術(shù)的城市供水管網(wǎng)管理，具有非常多的優(yōu)勢和特點(diǎn)，具體如表1所示。

3 Bim技術(shù)應(yīng)用于城市供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)的架構(gòu)研究

3.1城市供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)中Bim技術(shù)的具體應(yīng)用分析

一般情況下，針對供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)而言，其建設(shè)方案主要是由4個(gè)層次組成，包括：數(shù)據(jù)處理，平臺選擇層，應(yīng)用顯示層以及系統(tǒng)設(shè)施層。具體如圖1所示。

針對系統(tǒng)設(shè)施層來說，后續(xù)三個(gè)層次基礎(chǔ)軟件的支撐，同時(shí)也是整體運(yùn)維系統(tǒng)無障礙運(yùn)行的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。針對數(shù)據(jù)處理層來說，其包含了Bim數(shù)據(jù)模型以及視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，是整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源的重要部分，能夠提供非常精準(zhǔn)且科學(xué)的數(shù)據(jù)信息作為運(yùn)維支撐[3]。對于平臺選擇層而言，其在Bim技術(shù)的支持下，合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，科學(xué)的整合，有效構(gòu)建供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)平臺，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的合理性以及科學(xué)性。最后，針對應(yīng)用顯示層來說，其是四部分中最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是運(yùn)維系統(tǒng)中所有功能的集聚地。

3.2 城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維系統(tǒng)功能分析

通過對城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維系統(tǒng)的進(jìn)一步分析得知，其具備數(shù)據(jù)采集功能，數(shù)據(jù)處理功能以及Bim平臺等功能，對運(yùn)維水平提升很有益處。針對數(shù)據(jù)采集功能來說，供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)能對供水管網(wǎng)Bim的模型參數(shù)信息進(jìn)行采集。針對數(shù)據(jù)處理功能，水量、水壓可以通過不同的數(shù)據(jù)形式輸入到供水管網(wǎng)運(yùn)維系統(tǒng)中，有效整合數(shù)據(jù)信息，并有效的進(jìn)行分析和應(yīng)用[4]。對于Bim平臺功能，在這一系統(tǒng)中，合理地對Bim平臺進(jìn)行采用，可以將各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)庫調(diào)取到平臺中，然后科學(xué)地對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，并有效地進(jìn)行管理，合理地進(jìn)行整合，進(jìn)而形成一個(gè)非常強(qiáng)大的三維可視化數(shù)據(jù)平臺。

4 基于Bim技術(shù)的城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維的應(yīng)用研究

4.1應(yīng)用案例

深圳是我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的示范性城市，其生態(tài)環(huán)境建設(shè)（包含水環(huán)境建設(shè)）也將對標(biāo)全球最高標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足城市發(fā)展的原水供應(yīng)和城市的景觀需求，原水供應(yīng)時(shí)常采用深埋于地下的大口徑管道，工程相對隱蔽，且處于市民工作、生活活動流動區(qū)域，供水安全系數(shù)要求更高，一旦出現(xiàn)爆管，容易危及城市居民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，為了可以更好地提升工程整體質(zhì)量，保障城市安全、良性發(fā)展，政府部門也逐步探索對Bim技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，通過建立管網(wǎng)信息模型，同時(shí)對供水管網(wǎng)運(yùn)營的管理制度和流程進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整和設(shè)置，將供水管網(wǎng)的業(yè)務(wù)運(yùn)營（如停水管理、調(diào)度規(guī)劃、巡檢報(bào)修、客戶服務(wù)、移動辦公等）與已有的信息系統(tǒng)集成和串聯(lián)起來，在信息系統(tǒng)建設(shè)投入未大規(guī)模增加的前提下，對相關(guān)工作人員的工作強(qiáng)度進(jìn)行了減輕，同時(shí)有效提高管網(wǎng)運(yùn)維的安全性、精準(zhǔn)性和高效性。

4.2設(shè)備運(yùn)行管理

通過對城市供水管網(wǎng)智慧運(yùn)維系統(tǒng)的進(jìn)一步分析得知，其達(dá)到了設(shè)備搜索查閱監(jiān)測以及定位的效果和目的。同時(shí)，點(diǎn)擊Bim模型中需要查看的設(shè)備，可以查閱到此設(shè)備的相關(guān)信息，包括參數(shù)性能等。并且，也可以對設(shè)備的歷史運(yùn)用情況進(jìn)行監(jiān)測和檢查，以便有效判斷設(shè)備的損壞和老化情況，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和更換，對整體的運(yùn)營進(jìn)行科學(xué)管理。比如：在系統(tǒng)中，如果一些使用設(shè)備的壽命即將到期，其就會發(fā)出警報(bào)，有效避免了相關(guān)事故的出現(xiàn)，提升了運(yùn)維的效果[5]。此外，基于Bim技術(shù)，可以通過Bim模型，將所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示出來，并通過不同的顏色，合理地進(jìn)行區(qū)分，包括：運(yùn)行正常則顯示為綠色，如果不正常則顯示為黃色，出現(xiàn)故障的時(shí)候則顯示為紅色。

4.3隱蔽性工程的管理

由于近年來城市化進(jìn)程發(fā)展速度的不斷加快，其各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施也得到了快速的建設(shè)，很多地區(qū)在發(fā)展過程中，都進(jìn)行了大規(guī)模的改造以及拆遷。因此，在這種背景下，經(jīng)常會對地下供水管道造成影響，進(jìn)而引發(fā)問題，對城市的發(fā)展造成干擾。例如，隨著深圳的交通快速發(fā)展，地鐵線路將不斷增加，貫穿城市東西南北，在這過程中勢必與原有供水管網(wǎng)存在交叉，存在改管繞行的現(xiàn)象，如何在涉水工程項(xiàng)目中做到既滿足交通樞紐要求，又保證供水不受影響，同時(shí)確保交叉點(diǎn)的長期運(yùn)行安全，則需要一系列更為科學(xué)、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理。與供水管網(wǎng)存在交叉的城市設(shè)施還有很多，如通信、電纜、燃?xì)狻⒐返鹊?，為更好地推動城市進(jìn)步，還應(yīng)該對各種城市配套設(shè)施進(jìn)行整體統(tǒng)籌和規(guī)劃，同時(shí)對供水管網(wǎng)工程的施工管理進(jìn)行嚴(yán)格把控，加大對隱蔽工程的質(zhì)量控制[6]。而基于智慧運(yùn)維系統(tǒng)來說，可以通過Bim模型，精準(zhǔn)地分析出管道埋深以及各個(gè)管道的相互位置，在改建以及擴(kuò)建作業(yè)中，有效對管網(wǎng)位置進(jìn)行規(guī)避，以大大提升施工的安全性以及可靠性。同時(shí)，Bim信息模型的有效應(yīng)用，也可以為管網(wǎng)的更換提供便利，有利于隱蔽工程的管理，保障工程實(shí)施安全。

5 結(jié)束語

通過對我國以往城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)維水平分析，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前城市的供水需求，不利于城市的良好發(fā)展。因此，為了可以有效對這一弊端進(jìn)行改進(jìn)，在今后的發(fā)展期間，應(yīng)該強(qiáng)化對信息技術(shù)的應(yīng)用，以Bim技術(shù)為中心，合理地運(yùn)用云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及Bim技術(shù)，并將其有效地融合起來，建立新型的城市供水網(wǎng)系統(tǒng)智慧運(yùn)維信息平臺，保證在有效提升運(yùn)維效果的同時(shí)，還能夠從整體上推動城市的進(jìn)步。

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