基于 BIM 的城市轨道交通设备资产全过程管理应用研究

施平望（上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海 200235）

城市轨道交通是重资产行业，特别是设备类资产，各专业设备种类多、数量庞大，结算统计的标准很难统一。虽然国内各大城市的轨道交通企业都引进了信息系统对资产进行管理，但基本都是以表单、台账的形式对设备资产进行管理。最大的痛点在于缺乏有效的位置信息关联手段，信息系统的设备资产难以与设备实物形成很好的对应关系[1]。

目前城市轨道交通设备资产管理存在以下问题[2]。

（1）资产信息不完整、初始台账不规范。目前由于竣工交付时，设备资产信息是由施工单位单独编制，对各专业分类及设备种类缺乏专业性，并缺少过程记录，导致设备资产信息缺失、与现场实物不一致等问题。

（2）资产与实物没有实现关联。缺乏有效的手段将资产台账与实物建立关联，导致现场实物与资产台账不能形成有效的对应关系。一方面造成设备实物与资产台账不一致的问题，另一方面，给运维阶段的资产管理带来困难。

（3）资产变更更新不及时。在运维期间，设备的维修保养信息、设备台账信息，不能形成有效的联动，资产变更的信息没有及时更新，存在实物资产管理薄弱的问题。

从以上问题可以看出，利用信息化手段开展设备资产全过程管理必要性很强，特别是设备资产与设备实物的建立关联关系[3]。设备资产的全过程管理核心是全过程、集成化和信息化，即统筹考虑设备资产的采购、建设、运行、检修、技改、报废的全过程[4]。

BIM 作为建筑实物在计算机中的虚拟化模型表达，既能与现场实物对应，又能承载各类信息并进行全生命周期的信息传递与管理，将 BIM 作为实物与各系统信息之间联系的数字化媒介具有巨大优势[5]。

本文从城市轨道交通设备资产全过程管理角度出发，提出基于 BIM 的设备资产全过程管理技术路线，如图 1 所示。利用 BIM 打通数据传递的壁垒，为运维期提供准确、完整的建设数据及资产信息，为城市轨道交通运维及资产管理提供有效手段。

图1 设备全过程管理技术路线

1 基于 BIM 的设备全过程管理技术路线

1.1 招标采购阶段

对设备的全过程管理从招标采购阶段开始，确定设备资产的范围及关键内容。支持对合同系统的数据接入，预留与合同系统的数据接口，并支持合同标准数据表格的导入。合同清单是后续设备全过程管理的前置条件，明确设备资产管理的范围。

1.2 施工准备阶段

在施工准备阶段，制定设备模型建模标准、模型审核流程和设备编码体系，要求对设备供应商在 BIM 设备资产管理系统上传设备模型及设备资料，通过系统生成设备二维码，将二维码打印并粘贴至设备及运输外包装。借助移动设备或手机，扫描二维码填报设备出厂信息和设备到场信息。这样使得设备信息采集的责任主体分工更明确，设备供应商负责设备采购信息及技术信息，安装单位仅负责施工信息。

1.3 施工阶段

在施工阶段，设备完成安装后，利用移动设备或手机扫码填报设备安装信息。在 BIM 模型中，将设备放置至模型对应位置后，自动关联设备的物理位置信息及物理位置编码。设备调试阶段，新线运营管理部门参与设备的现场调试，并通过移动端将设备调试情况记录到系统中，同时完成设备的验收。

1.4 竣工交付阶段

竣工交付是设备全过程管理关键环节，在确保 BIM 竣工模型与现场一致的条件下，设备资产信息可从 BIM 资产管理系统直接导出，形成固定资产目录。借助移动端开展资产盘点工作，备注与合同差异设备清单。设备资产移交完成后，所有设备资产数据通过接口对接至 BIM 运维管理系统，通过设施设备分类编码及 BIM 竣工模型，建立设备资产电子档案数据，并与实物进行关联对应。

1.5 运维阶段

在运维阶段，BIM 运维管理系统继承建设期所有设备资产数据及竣工模型数据，利用 BIM 的三维可视化及数据整合能力，开展设备台帐管理、维修管理、变更管理、资产统计等业务，实现运维期设备资产的可视化、智能化管理。

2 设施设备分类编码体系

BIM 模型是各系统之间数据的载体，而设施设备分类编码是系统之间数据互通与传递的核心，建立统一的编码体系，有利于保障设备资产的统一化管理[6]。我国在 2019 年由交通运输部发布的 GB/T 37486—2019《城市轨道交通设施设备分类与代码》，规定了城市轨道交通设施设备分类和编码的要求。以国标的编码规则为基础，结合设备资产全过程管理的要求，建立设施设备分类编码体系，包含设施设备分类代码、物理位置代码。

2.1 设施设备分类代码

分类编码体系具有唯一性、稳定性、可拓展性等特点，结合资产管理的需求，将设施设备分类代码扩展为 6 级，其中前 3 级符合固定资产管理要求，建立设施设备分类代码与固定资产管理的映射关系，进而满足轨道交通项目建设及运维管理需求。如图 2 所示。

图2 设施设备分类代码

2.2 物理位置代码

设备的物理位置是实现设备资产全过程管理的关键。结合轨道交通项目特点，设计物理位置代码由线别、位置大类、位置小类、具体位置组成，如图 3 所示。其中。①线别，表示设施设备当前所在的线路；②位置大类，表示设备所在建筑物的类别，如车站、区间、车辆段、控制中心等；③位置小类，表示设施设备所在建筑物的楼层、车站的层数、车辆车厢等；④具体位置，表示设施设备所在的具体房间、区间具体区域、车厢具体方位。

图3 物理位置代码

3 BIM 设备资产管理系统

BIM 设备资产管理系统是对城市轨道交通设备资产的有效管理、共享、协同的管理系统，依托平台实现对设备模型、设备主要技术参数、设备材料的上传、审核、采集、展示、统计等。借助设施设备分类编码体系，支持在线路项目的共享及在后续运维及智能化管理平台中的应用。

3.1 上传及存储管理

系统支持对设备模型及资料的上传及存储，设备供应商在线上传和修改设备模型资料，包含设备模型、设备图纸、设备照片、合格证、参数汇总表等 9 大类资料，提供对设备资料的在线预览、版本控制等功能。

3.2 自定义审核流程

设备模型及资料的准确性和完整性至关重要，需要相关责任方对设备资料审核，支持自定义审核流程，设备资产信息采集过程中的责任主体分工更加明确，实现在线的审核记录留痕。

3.3 设备全过程记录

设备全过程记录是把设备从出厂、到场、安装、调试、验收等过程信息，通过二维码标签及移动端扫码填报的方式，形成整个流程的信息采集管理。审核完成的设备资产在平台生成二维码标签，将二维码标签粘贴在设备及运输包装上，利用移动端扫描二维码填报过程信息，将实物与信息系统关联，建立设备履历信息。

4 BIM 运维管理系统

BIM 运维管理系统是以竣工交付的 BIM 模型数据和设备资产数据为数字孪生底座，集成运维阶段物联网动态数据，覆盖设备资产管理、客运管理、站务管理、乘务管理等业务板块，提供一套面向城市轨道交通运营和维保信息化可视化管理的解决方案，开展三维可视化的运维管理及资产管理。其中，BIM 运维管理系统的资产管理功能包括资产查询、资产盘点、资产变更、资产统计等。

4.1 资产查询

实现三维场景中的资产查询，在 BIM 模型中点击资产设备后可查看对应的资产清册条目所有信息；并可查询全站、全线、全网同类资产的信息。上述资产信息同时也支持通过移动端应用程序扫码查询。

4.2 资产盘点

支持移动端应用程序进行资产盘点工作，从系统直接下达盘点任务，盘点任务和盘点结果均可在三维场景中显示、查看。

4.3 资产变更

平台对资产进行全寿命周期状态跟踪，支持变更状态数据，随时可在三维场景中查询，同时移动端也可通过扫码查询。BIM 模型与现场保持一致， 支持对模型在线编辑，包括对设备模型修改、删除、新增、替换、资产信息录入等操作，且需与现场变更的流程进行绑定。

4.4 资产统计

结合资产管理需求及资产评价指标，并对评价指标进行统计、分析，形成分析图表，支持报表导出，辅助资产管理决策。

5 结 语

本文研究了城市轨道交通设备资产全过程数字化管理的技术路径，通过搭建 BIM 设备资产管理系统，实现对设备资产在建设期的全过程管控，结合设施设备分类编码，将设备资产数据无缝的延续至运维阶段，为运维阶段提供完整的数据基础。在运维阶段，利用 BIM 技术开展三维可视化的运维管理及资产管理，有效提高管理水平。实现以运维为导向的轨道交通数字化竣工交付。本文的研究成果为城市轨道交通后续基于 BIM 的高效运维管理提供有效的数据基础，可在城市轨道交通项目推广应用。