BIM技術在鐵路基礎設施智能運維中的應用及前景分析

    隨著我國高速鐵路從大型設計建設階段逐步進入運營維護階段，對基礎設施的安全運營管理和高效維護提出了更高的要求。BIM技術的可視化、模擬化、協同化、連續化、集成化的特點，使其成為實現鐵路基礎設施智能運維的核心技術之一，基于BIM技術的鐵路基礎設施運維管理平臺應運而生。本文將介紹該平臺的總體架構、數據架構、典型應用，以及BIM技術在鐵路基礎設施運維中的應用前景。
    1.1平臺概述
    為實現鐵路工程設計、建設、運營全生命周期管理，原中國鐵路總公司(2018年更名為中國中鐵集團公司，以下簡稱“中國國鐵集團有限公司”)研究制定了“建立以BIM技術為核心的統一開放的工程信息平臺和應用”的目標，建設了鐵路工程管理平臺，該平臺基于集中和分散的統一云計算和大數據平臺上的BIM技術標準體系，目前，該平臺已覆蓋中國中鐵股份有限公司近百個在建鐵路項目(如數字鄭萬、智能京張、綠色熊靜、數字福廈、數字賈母等。)，并延伸到地方鐵路和城市軌道交通。
    隨著鐵路工程管理平臺在全路的推廣應用，積累了大量的鐵路工程建設期數據。為實現從建設期到運營期的數據無縫傳遞，解決當前鐵路運維管理專業單一、集成性差、應用單一的問題，中國鐵道科學研究院集團有限公司建立了基于BIM技術的鐵路基礎設施運維管理平臺(以下簡稱“運維平臺”)，實現BIM模型靜態數據和動態運維數據的交互閉環，多個參與方的協同作業。以及設施設備的智能可視化運維、智能數據分析、故障預測和全生命周期管理，提升鐵路基礎設施運維的服務水平、信息化水平和效率，增強企業競爭力。
    在鐵路基礎設施運維信息模型數據標準和基于BIM技術的鐵路運維支撐策略支持下，運維平臺將建設階段的各類竣工交付資料和BIM模型傳輸到運維平臺數據中心，實現建設期信息和運營期信息的無縫集成；數據中心通過ESB數據總線發布各類數據；基于BIM技術的綜合維修、公用工程、電務、供電、房建等專業運維管理系統。從數據中心獲取設計和建設階段的各種信息。
    運維平臺的數據包括基礎數據和業務數據?；A數據是運維平臺范圍內的共享數據，包括人員、組織機構、公用工程設備臺賬、電氣設備臺賬、供電設備臺賬、房建設備臺賬等靜態和動態數據，以及已竣工交付的設計期、施工期和調試期數據。業務包括檢驗、監測、生產、運行、原料、儀器、應急響應、分析等數據。
    1.2基于BIM技術的綜合維修管理系統
    基于BIM技術的綜合維修管理系統，以公用工程、電務、供電設備資產管理為核心，以安全生產為主線，優化基建維修生產流程，在綜合利用動靜態檢測監測數據的基礎上，通過定量分析找出設備質量的變化趨勢，輔助生產計劃的編制，落實“統一天窗布置、統一作業組織、統一機具使用、統一防護管理”的管理要求，實現監控、檢測、數據的目標?；贐IM技術的綜合維護管理系統可以在三維場景中實現以下功能。
    (1)設備生命周期管理。該系統能夠整合BIM+GIS數據、工程建設數據和聯調聯試數據，實現公用工程、電力、供電等設備資產數據從建設期向運營期的平穩過渡。
    (2)檢查和監測數據整合。該系統可以共享移動檢測、固定監測和靜態檢測的數據，提高識別和處理設備缺陷的能力。
    (3)專業設備精細化管理。該系統可以實現對公用工程、電力服務和供電設備單元的定量和可視化分析，提高設備質量狀態的評估能力。
    (4)生產流程再造與優化。該系統可以實現工務、電務、供電專業的聯合生產調度，利用三維可視化場景進行應急處理，提高生產管理的效率和安全性。
    1.3綜合檢測車車載集成平臺
    綜合檢測車車載集成平臺(以下簡稱“車載平臺”)基于“協同聯動、融合分析、集成集成、多維可視化”的設計原則，集中了綜合檢測車的22項專業試驗檢測數據。BIM+GIS數字孿生虛實交互、BIM多源數據匹配與傳輸、維度增強與賦能、時空同步多圖協同聯動、基于選題策劃的人機交互與三維可視化、多源異構信息實時或準實時無縫連接等技術。實現組織間(橫向)、專業間(縱向)、數據間(端到端)的信息集成，以及跨平臺數據的開放共享和互聯互通，實現基于BIM的工程建設全生命周期。該車載平臺可以在3D場景中實現以下功能。
    (1)加載數據信息(設計施工日志、檢驗批、沉降觀測、圍巖量測、隱蔽工程、一桿一檔一檔等。)在鐵路工程管理平臺導入車載平臺的BIM模型，實現跨平臺數據的互聯互通。
    (2)通過獲取綜檢車的實時運行速度和里程，實現BIM模型與綜檢車的實時同步，即“車-模”聯動，
    (BIM模型與地面測點、超限值和各專業結構有機關聯，實現線路周邊環境的動態顯示、關鍵結構的模擬漫游、各專業檢測數據和超限值的顯示和報警。
    1.4基于BIM技術的建筑運維管理系統
    基于BIM技術的建筑運維管理系統包括BIM應用、生產管理、技術資料、專項管理、安全管理、規章制度等功能模塊。以科學管理、安全生產、節能環保、信息共享為主要目的，運用大數據、云計算、BIM、GIS、物聯網等技術手段，實現建筑設備檢測、維護、檢修、更新改造等安全、環保、節能等生產活動?；贐IM技術的建筑運維管理系統在三維場景中可以起到以下作用。
    (1)提高災害預警和應急響應水平，輔助運維管理，提高運行效率，達到動態管理、故障應急響應、減員增效、決策支持的目標。
    (2)實現房建設備的專業化管理、信息共享、協同操作和模擬漫游。
    (3)完善應急機制，節能降耗，保證設備正常運行，達到實時監控、系統聯動、預警報警的目的。