基于BIM的海底隧道智慧运维管理研究（论文）.pdf

摘 要：为解决某市海底隧道养护工程规模庞大、管理对象众多以及决策方式落后等问题，引 入大数据和 BIM技术，根据项目实际和运维情况，研究设计出由检测层、网络层、数 据集成 层、智能分析层以及智慧决策层组成的智慧运维管理框架。在此基础上，充分借助Python 语 言以及三维网页展示技术开发海底隧道运维管理系统，进而实现隧道全方位信息管理、资产 管理、安全结构管理、突发应急事件管理以及巡检养护管理等功能。 关键 词： 海 底 隧 道 ；智 慧 运 维 管 理 ； BIM技术；管理框架 中图分类号： U457　　文献标识码： A　　文章编号：10 0 2 -851X（2022 ）03 -0 0 47 -06 DOI ：10.14181/j.c n k i.10 0 2 - 851x . 2 0 2 2 030 47 [ 引用本文 ] 安 镜 如 ，潘 盛 山 ，闫 东 ，等 .基于 BIM的海底隧道智慧运维管理研究 [J].建 筑 经 济， 2022 ，43（ 3）： 47-52. *基金项目：国家自然科学基金面上项目（课题）“热激 励环向驱动嵌入式形状记忆合金丝主动约 束混凝土墩柱的加固机理及设计理论研究” （516 7 8110 ） 作者简介：安镜如，在读博士研究生，研究方向：建筑工 程管理。 潘 盛 山 ，教 授 ，研 究 方 向 ：防 灾 减 灾 。 收 稿日期： 2 0 21 -09 -29 1　引　言 目 前 ，我 国 隧 道 正 逐 渐 从 大 规 模 的 建 设 向 运维管理的方向转变，传统以隧道监控为主、 功能定位和重 要 结 构（设备）信息实 时采 集 为 辅的运维管理方式已经不能满足现今的运维 需 求 ，这 对 我 国 隧 道 运 维 管 理 方 式 提 出 了 更 高 水 平 的 要 求 。近 年 来 ，在 隧 道 运 维 管 理 中 逐 步 应用 BIM技 术 ，使 得 隧 道 运 维 管 理 更 加 数 字 化、智能化。衷兆程等在上海地铁隧道中，结 合 GIS 地图和 BIM模型，集成管理周边 监测数 据，开发了可视化的地铁隧道运维决策支持系 统；储伟伟等在杭州紫之隧道中，应用 B/S架构 及 三 维 网 页 展 示 技 术 ，通 过 对 BIM软件的二次 开发，创建涵盖结构、通风、给排水以及供配电 等多个专业的运维模型，并创建了管理系统； 胡珉等在大连路隧道 BIM运 维 平 台 中 ，围 绕 “智慧 隧 道”、“安 全 隧 道”和“绿 色 隧 道”的 先进设计理念，建立隧道“健康档案”；何拥军 等将 BIM技 术 引 入 延 安 东 路 隧 道 工 程 中 ，实 现 对隧道结构、设备的在线自动监测及综合控制 管理。 综上所述， BIM技 术 在 运 维 阶段 的应 用尚 处于探索阶段。目前已开发的 BIM运维管理平 台也只是 针对 运 维需求中的某一 个或 者某几 基于BIM的海底隧道智慧运维管理研究 * 安镜如 1 ， 2 ，潘盛山 1， 闫东 1，樊乾玉 1 （ 1.大 连 理 工 大 学 ，辽 宁 大连 116 0 2 4 ；2. 沈阳城市建设学院，辽宁 沈阳 11016 7 ） *
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? 2022 ·48 · 个功能而开展的，而且大部分数据信息繁杂且 分 散 。应 用 BIM和大数据技术进行隧道基础信 息、资产、安全、应急事件处理以及巡检养护等 统筹运维管理的研究相对较少，智慧化 运维管 理 尚 不 成 熟 ，需 要 进 一 步 探 索 。 本 文 以 某 市 海 底 隧 道 运 维 管 理 作 为 研 究 对 象 ，分 析 该 项 目 运 维管理中存在的问题，制定智慧运维管理总体 框架，明确智慧运维的基本功能设计，并利用 BIM 以及大数 据分析技术，构建并完善隧道智 慧运维系统，进而为提升隧道运维管理提供有 力保障。 2　BIM在隧道智慧运维中的应用优势 2 .1 　 智慧 运 维需求分析 目前，由于我国多数隧道均采用“建养分 离”模式，在不同阶段由不同主体履行相应职 责，从而导致运维单位对隧道运维情况掌握不 够清楚，巡检问题追溯困难以及预防性养护停 留在理念阶段，可操作性差等问题的出现，进 而 引 发 隧 道“ 运 维 管 理 滞 后 ”或“ 运 维 管 理 困 难”的现象。因此，如何实时掌握全面、有效的 运维信息，精准追溯故障及事故根源，在最佳 的运维时机进行智能分析和智慧决策将直接 关 系 到 隧 道 使 用 寿 命及 运 维 管 理 水平。 相较于传统的运维技术， BIM技 术是以 三 维数字分析为基础，集成了建筑工程项目相关 信息的工程 数 据模型，在可视化、虚 拟化、集 成 化以及模拟性上均体现出独特的优势。因此， 开发 基于 BIM的智能运维管理平台，可整合隧 道中各专业分散信息，实现在线资产管理、结 构安全、应急处置以及巡检养护等功能，并改 善目前隧道运维中信息分散、运维滞后、决策 主观性较强等问题，从而显著提升隧道运维管 理 水平和 管 理 效 率 。 2.2 　BIM 在隧道运维管理中的优势分析 2.2.1 b ?? n?? $ 借助 BIM软 件 欧 特 克 平 台 ，使 用 Civil3D和 Revit 软件进行隧道三维建模，将二维图纸信息 转 化 成 三 维 立 体 模 型 ，通 过 易 于 理 解 、 直 观 的 三维模型来辅助运维管理人员进行智能分析 和 智 慧 决 策 。 同 时 ，借 助 三 维 展 示 和 GIS卫星定 位将所涉及的