运维期合肥南站建筑信息模型的创建与应用

卢健

摘 要：高铁站房建筑信息模型可以使建筑、电气、暖通、给排水、消防、通信等各专业设备设施具有同平台、可视化、可定位、关联性、协调性和信息完备性等特点，为运营维护提供强大的数据支持，极大提高管理效率、降低管理成本、控制管理风险。

关键词：建筑信息模型技术;信息模型;运维软件;物联网

合肥南站始建于2011年，2014年沪汉蓉场投入运营，2015年合福场投入运营，是一座集铁路、城市轨道、城市道路交通换乘功能于一体的现代化大型交通枢纽。最高聚集人数2万，预计2030年高峰小时客流量将达到9 500人/时。主体站房地上两层、地下一层，局部设置夹层，总高度38.05 m，站房建筑面积99 284 m2，与上海虹桥站、南京南站、杭州东站并称我国华东四大高铁特等站。

1    设备管理现状分析

（1）合肥南站投入运营后，客服、房建、供电、消防、通信、信号、网络等专业分别在各自的管理平台上进行运营维护，管理分界复杂，相互之间关联性差，很多事件的处理都需要各单位协调解决，严重影响运维效率。

（2）各专业管线错综复杂、隐蔽设备数量大，而基础资料所反映的设备位置、型号尺寸很多与实际并不相符或互相矛盾，且由于各竣工图之间、各变更之间没有内在关联性，全靠专业人员根据大量图纸、文字等信息才能在大脑中形成对建筑设备的基本认识，无法形成有效数据。

（3）管理人员对设备的位置定位不准或无法描述空间定位，维修改造无记录或不关联，相关专业人员工作多年都不了解设备状况，特别是理不清隐蔽设备位置，摸不清相关管线走向;有些位置和走向虽清楚了，但由于无法记录和定位，地下管线等隐蔽设备始终是改造施工的最大威胁。

2    建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）是在建立各构件模型的同时，赋予模型丰富的参数信息，采用Autodesk Revit进行建模，具体如下。

（1）各设备管理单位分别收集基础资料。包括所有能反映设备真实、最新的设备状况的竣工图、变更记录和区域功能划分、装饰改造、构件的材质、型号、尺寸等文件，提供给相关的专业建模人员，并与建模人员协调出一套满足管理要求的建模深度和参数要求。比如，玻璃幕墙的建模应要求网格划分与实际一致，而干挂石材由于单片石板面积较小，可以以一面墙为单位进行建模，其划分可不与实际严格一致;幕墙每片玻璃数除了编号、面积、长、宽、厚、图像、成本、制造商、隔热系数、透光率等既有参数外，还可根据管理要求添加产权单位、维护单位、拆换日期、操作人员、加工尺寸等参数。

（2）分布式建模。第一，划分工作集。选局域网中一个电脑作为中心模型文件服务器，按专业划分工作集，由各专业建模人员分别建模，建筑工作集进一步按层进行划分，交给不同的建模人员完成。第二，搭建项目模型。在共同轴网控制下，各工作集分别搭建项目模型。所有模型以“族”为单元，墙、板、管等称为系统族，在软件中通过尺寸和材质的变化构成不同形状和类型的模型，门、窗、设备等称为可载入族，由外部提供，导入软件中，安放在需要的位置。各工作集通过协作和系统碰撞检查，找出各构件和设备在空间上的矛盾之处，及时修改。第三，系统连接。通风、电气、管道等又称为系统，需要进行符合逻辑的系统连接，从而可以进行系统负荷计算，以便确定在运维过程中是否可以在负荷范围内添加设备，因此，建模人员必须是建筑或设备的专业人员。第四，整套出图。Revit模型和图纸是同步关联的，平面、立面、剖面图均由模型直接生成，一處修改，处处变动，大大减轻了审图工作量，保证了不同图纸的统一性。

（3）现场对照纠错。建模后，各专业运维人员分别检查模型尺寸、型号与实物是否吻合，空间位置是否正确等。初期可由建模人员调整，后期由专业技术人员调整。

3    建筑信息模型数据的基本应用

（1）明细表的使用。可以通过窗明细表列出模型中所有的窗，并对其面积进行分类统计，如对窗的成本参数进行录入，实际上也同时具备了成本汇总的功能;在窗明细表中单个或批量修改窗的类型，模型可随之发生变化，反之，在模型中对窗进行删除、修改等操作，明细表也发生相应的变化。

（2）改造信息补充。如果竣工图包括模型交付，则直接导入既有模型，若仍以传统平面图交付，则需专业人员补充模型。

（3）建筑信息模型作为基础数据库，再加上运维过程中新增的数据和模型，形成巨量的数据资料，需要一个更易用的、各专业融合的终端人机界面，这就是运维管理软件。为了适应各专业设备管理单位的需要，运维都是由软件公司针对客户的特殊管理需求开发的。随着管理的要求越来越高，还可添加新的运维管理模块，以实现管理功能，比如，可以添加限界管理模块，并设置报警预值等。

（4）各专业在同一个管理平台作业，且模型中各构件的维护单位、产权单位都有明确标识，大大提高协作效率，解决了分界不清、责任不清、沟通困难的问题。

（5）各专业在运维过程中应不断完善、及时更新信息模型，保障任何设备信息一点即得，方便调取和远程共享。

4    与物联网结合，真正实现建筑设备的智能管理

科技在发展，高效、智能的管理手段在迅速普及，合肥南站的BIM数据库很快将会与物联网结合，解放人力，真正实现建筑运维的智能管理。

（1）将现有的烟感、温感、湿度传感器、摄像头等终端传感器与BIM结合，特别是光纤传感技术，或直接在模型和图表中显示传感器的空间位置、数值，一旦报警，模型中相应的构件就会亮显，无需通过地址码查阅编码图，便可在模型中进行准确的空间定位。

（2）根据管理需求，与大专院校合作，根据所要探测位置物理特性的变化，逐步开发和布置终端传感器或联动装置，实现故障的自动识别、自动排除或止损。比如，在不能被水淹的位置布置水位传感器，并与抽水泵联动;在屋面布置风力传感器，在站台与线路上布置限界红外探测传感器等，都与BIM相结合，实现信息的采集、记录、报警、空间定位、联动等操作，同时，这些信息又可通过网络被远程管理者或决策者实时监控，实现建筑设备的智能管理和准确、及时的应急处置。

[参考文献]

[1]曹少卫.BIM技术在大型铁路综合交通枢纽建设中的应用[M].北京：机械工业出版社，2018.

[2]杨正洪.智慧城市—大数据、物联网和云计算之应用[M].北京：清华大学出版社，2016.