BIM技術(shù)在高校地下管網(wǎng)運(yùn)維管理中的應(yīng)用研究

黃 陳 周雪峰

(常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院后勤服務(wù)中心 江蘇常州 213164)

0 引言

校園地下管網(wǎng)作為城市地下管網(wǎng)的一部分，承載著校園水、電、氣等介質(zhì)的傳遞和輸送任務(wù)，是學(xué)校賴(lài)以生存的“生命線”，一旦被破壞，將嚴(yán)重影響廣大師生的正常工作和生活。

1 地下管網(wǎng)特點(diǎn)[1]

1)隱蔽性強(qiáng)。為了美觀和節(jié)約地上空間的需要，地下管網(wǎng)的埋設(shè)一般都選擇地下敷設(shè)的方式，這就決定其具有隱蔽性特點(diǎn)。

2)種類(lèi)多、數(shù)量龐大。地下管網(wǎng)種類(lèi)繁多，一般包括給水、污水、雨水、燃?xì)?、電力、通訊、熱力等，不同?zhuān)業(yè)管道錯(cuò)綜復(fù)雜分布，埋設(shè)方式及埋深各不相同，共同組成地下管網(wǎng)系統(tǒng)。

3)關(guān)聯(lián)性。地下管網(wǎng)由不同種類(lèi)地下管線組成，而某一種管線又由管道、附件和配套設(shè)施組成，各組成部件相互連接、相互影響，共同發(fā)揮作用。任何一部件出現(xiàn)問(wèn)題，都將影響該系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不同管線之間有時(shí)也會(huì)相互影響。

4)動(dòng)態(tài)變化。隨著地下管網(wǎng)使用年限的不斷增加，舊管線會(huì)不斷地進(jìn)行更換、改造。加之使用需求的變化，管線的規(guī)模、種類(lèi)也會(huì)發(fā)生變化，這就使得地下管網(wǎng)一直處于動(dòng)態(tài)變化之中。

5)運(yùn)維管理周期長(zhǎng)。地下管網(wǎng)和其他建設(shè)項(xiàng)目一樣，運(yùn)維管理階段在全壽命期中所占時(shí)間最長(zhǎng)、成本最高。成本約占項(xiàng)目全壽命周期的55%～75%，運(yùn)維管理周期一般占全壽命周期的80%～90%，長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至上百年。

2 高校地下管網(wǎng)運(yùn)維管理存在的問(wèn)題

地下管網(wǎng)因其自身特點(diǎn)給運(yùn)維管理工作帶來(lái)了一定的難度，各管理單位雖然采取了一些應(yīng)對(duì)措施，但當(dāng)前運(yùn)維管理模式仍存在一系列問(wèn)題。

1)基礎(chǔ)信息缺失嚴(yán)重，流轉(zhuǎn)不暢。學(xué)校地下管網(wǎng)基礎(chǔ)信息一般是通過(guò)項(xiàng)目竣工驗(yàn)收?qǐng)D紙、后期改造圖紙獲得，而圖紙移交的過(guò)程中難免存在文件破損、缺失等情況，很多情況下需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工管理人員的回憶來(lái)獲得管線信息變動(dòng)情況，導(dǎo)致基礎(chǔ)信息殘缺不全、準(zhǔn)確度不高、與現(xiàn)狀不符、流轉(zhuǎn)不暢等，給運(yùn)維管理的長(zhǎng)久進(jìn)行帶來(lái)較大的難度。

2)運(yùn)維管理缺乏主動(dòng)性。目前大多高校對(duì)地下管網(wǎng)的運(yùn)維管理以物業(yè)管理形式為主，由于地下管網(wǎng)的隱蔽性，一般都是在管網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題后進(jìn)行解決，對(duì)于隱患的預(yù)防措施相對(duì)較少，這就導(dǎo)致突發(fā)事件頻繁出現(xiàn)，比如水管爆裂、電力中斷等，運(yùn)維管理缺乏主動(dòng)性。

3)管理方法落后[2]。現(xiàn)有的地下管網(wǎng)運(yùn)維管理主要采用傳統(tǒng)的人工管理模式，在日常管理中通過(guò)人工記錄、紙質(zhì)存檔形式收集、整理、查找運(yùn)維管理資料，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，限制了運(yùn)維管理的效率。

4)運(yùn)維管理難度大、成本高。地下管網(wǎng)的隱蔽性及復(fù)雜性要求運(yùn)維管理人員在維修前需要獲得管線的準(zhǔn)確資料，而管線資料準(zhǔn)確度低、殘缺不全等問(wèn)題使得管理人員難以掌握地下管網(wǎng)的準(zhǔn)確分布情況，不得不通過(guò)大面積開(kāi)挖的方式逐步排查，不僅浪費(fèi)時(shí)間，也增加了維修成本，同時(shí)也破壞了校園環(huán)境影響了師生的正常生活。

5)基礎(chǔ)信息可視化程度低。學(xué)校地下管網(wǎng)基礎(chǔ)信息一般是以圖紙的形式(包括紙質(zhì)文件和電子文檔)保存的，圖紙展示的信息均是二維的，且不能直觀地展示地下管線的屬性信息，這就要求管理人員具有一定的專(zhuān)業(yè)識(shí)圖能力、能安裝專(zhuān)業(yè)的識(shí)圖軟件，給非相關(guān)專(zhuān)業(yè)管理人員的運(yùn)維管理工作帶來(lái)了一定的難度；另外，圖紙信息量較大，管理人員要想獲得完整的項(xiàng)目基礎(chǔ)信息，需要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間來(lái)進(jìn)行數(shù)量龐大的基礎(chǔ)信息資料識(shí)讀工作，大大降低了運(yùn)維管理的效率。

3 基于BIM模型的地下管網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)的應(yīng)用

基于目前高校地下管網(wǎng)運(yùn)維管理中存在的可視化程度低、信息化程度低、運(yùn)維管理效率不高等問(wèn)題，在結(jié)合BIM技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本文提出建立一種基于BIM模型的地下管網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)，可以有效地解決傳統(tǒng)運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題，保證地下管網(wǎng)運(yùn)維管理工作高效、經(jīng)濟(jì)和精準(zhǔn)運(yùn)行。

3.1 BIM特點(diǎn)[3]

1)可視化。BIM模型是三維的，可以直觀、真實(shí)地看到地下管網(wǎng)的空間位置、構(gòu)件信息。

2)協(xié)調(diào)性。BIM模型可以讓不同的管理部門(mén)、不同專(zhuān)業(yè)管理人員在同一平臺(tái)上進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，便于發(fā)現(xiàn)使用中存在的問(wèn)題，提高運(yùn)維管理效率。同時(shí)，BIM模型可以直觀反映各專(zhuān)業(yè)管線之間的空間位置和布置，可協(xié)助管理方進(jìn)行地下管線空間的布局優(yōu)化工作。

3)動(dòng)態(tài)可更新性。BIM模型不僅是一個(gè)三維的模型，同時(shí)具備數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新功能。管理人員可以將地下管網(wǎng)更新的數(shù)據(jù)信息錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，模型隨著信息的變化而相應(yīng)地及時(shí)更新變化。

4)可出圖性。BIM模型建立后可對(duì)其局部進(jìn)行剖分，管理方可在此基礎(chǔ)上輸出任意部位、任意角度所需圖紙，以滿足施工和使用需要。

3.2 基于BIM模型的地下管網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)應(yīng)用價(jià)值

1)運(yùn)維管理輕量化、可視化。該平臺(tái)的使用無(wú)需安裝專(zhuān)業(yè)的識(shí)圖軟件，只需在客戶端安裝藍(lán)色星球協(xié)作平臺(tái)，就能通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)管線相關(guān)數(shù)據(jù)信息，大大降低了圖紙閱讀難度，降低了運(yùn)維管理人員專(zhuān)業(yè)要求，使得非建筑相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員也能很輕松地讀懂圖紙，極大地提升了運(yùn)維管理的效率。

同時(shí)，BIM模型將專(zhuān)業(yè)復(fù)雜的二維平面圖轉(zhuǎn)化為直觀的三維圖像，所見(jiàn)即所得，具有較強(qiáng)的可視化特征，管理人員可以直觀地獲取管線及其各種構(gòu)件信息，避免了人為轉(zhuǎn)換帶來(lái)的理解偏差。模型瀏覽示意圖見(jiàn)圖1和圖2(以常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院地下管網(wǎng)BIM模型為例)。

2)運(yùn)維管理數(shù)據(jù)集成化、信息化。將BIM模型應(yīng)用于地下管網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)中可以實(shí)現(xiàn)地下管網(wǎng)整個(gè)管理周期內(nèi)信息集成，管網(wǎng)信息可以根據(jù)實(shí)際變動(dòng)情況不斷地進(jìn)行添加、修改、完善和更新，供多個(gè)使用者在同一平臺(tái)上進(jìn)行快速查詢。既保證了管網(wǎng)信息的準(zhǔn)確性，又減少人力、物力和時(shí)間的消耗。同時(shí)，該平臺(tái)可以與信息化技術(shù)(如能量管理系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)等)進(jìn)行融合，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[4]、大數(shù)據(jù)技術(shù)等解決地下管網(wǎng)運(yùn)維管理的信息化問(wèn)題。

圖1 模型瀏覽示意圖

圖2 模型瀏覽示意圖

3)管網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)件快速定位。故障維修是管網(wǎng)運(yùn)維管理中最主要的工作之一，而現(xiàn)場(chǎng)維修人員往往受困于無(wú)法根據(jù)圖紙準(zhǔn)確定位，大大影響運(yùn)維管理效率，尤其是對(duì)突發(fā)情況處理時(shí)，構(gòu)件快速定位尤其重要，而該平臺(tái)可以根據(jù)管理人員的需要，快速查詢維修的構(gòu)件定位信息、屬性信息及歷史維修等信息，為管理人員提供決策的依據(jù)。

3.3 基于BIM模型的地下管網(wǎng)運(yùn)維管理平臺(tái)應(yīng)用

1)管網(wǎng)信息查詢。該模型通過(guò)顏色分類(lèi)對(duì)不同類(lèi)型管線進(jìn)行區(qū)分，管理人員可以通過(guò)選擇管線對(duì)該管線及其附件信息進(jìn)行快速查詢，包括管線類(lèi)型、材質(zhì)、標(biāo)高、直徑、品牌、廠家信息、維修歷史等信息。

2)管網(wǎng)信息快速定位。該系統(tǒng)提供所有管線及其附件定位功能，可以根據(jù)管理人員的需要對(duì)指定設(shè)備快速定位，為設(shè)備管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，管理人員可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管線重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，如窨井蓋、閥門(mén)等，根據(jù)系統(tǒng)編碼現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，輔助快速定位。

3)管網(wǎng)日常維修管理。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)管線維修的全面管理，管理人員可將維修記錄、驗(yàn)收記錄等信息全部錄入系統(tǒng)中，以備后期需要。

4) 管網(wǎng)維修提醒。該系統(tǒng)允許運(yùn)維管理人員設(shè)定維護(hù)計(jì)劃，提醒管理者管線擬維修的時(shí)間，變被動(dòng)為主動(dòng)，避免發(fā)現(xiàn)故障后再維修，減少故障帶來(lái)的各種損失。

5)管網(wǎng)能耗管理。能耗管理作為管網(wǎng)運(yùn)維管理的一個(gè)重要的方面，該系統(tǒng)可接入能源管理系統(tǒng)，為管理者提供能耗精確數(shù)據(jù)，為高效的能源管理提供數(shù)據(jù)支持，幫助管理者進(jìn)行決策，以節(jié)約能源，提高管理效率。

6)地下空間管理。該平臺(tái)直觀地反映了地下管線的空間布局，為管理者進(jìn)行地下管線空間的合理分配、規(guī)劃提供一定的參考依據(jù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在總結(jié)地下管網(wǎng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析目前高校地下管網(wǎng)運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題，結(jié)合BIM技術(shù)特點(diǎn)，提出一種基于BIM技術(shù)的地下管網(wǎng)可視化運(yùn)維管理平臺(tái)，該系統(tǒng)具有可視化、輕量化和信息化等特征，能有效地解決目前高校地下管網(wǎng)運(yùn)維管理中存在的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)高校后勤運(yùn)維管理工作的高效、經(jīng)濟(jì)、精細(xì)化、信息化運(yùn)行提供了思路，具有重要的理論和實(shí)踐意義。