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        基于BIM的鐵路工程管理平臺建設(shè)分析

        2019-04-26 05:25:04
        鐵路技術(shù)創(chuàng)新 2019年1期
        關(guān)鍵詞:鐵路信息化工程

        劉 帥

        (中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司,湖北 武漢 430071)

        0 引言

        近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對于現(xiàn)代交通建設(shè)要求也逐步提高,鐵路工程因其是長途運(yùn)輸?shù)闹饕緩桨l(fā)展較為迅速,但由于其自身工程特點(diǎn),對四電施工的信息化提出不同要求。鐵路工程建設(shè)的首要任務(wù)是鐵路工程建設(shè)信息化發(fā)展,其管理模式也在逐步轉(zhuǎn)變。目前,基于 BIM的鐵路工程管理平臺建設(shè)如火如荼,意在對鐵路資產(chǎn)進(jìn)行更好的管理,同時進(jìn)一步提升鐵路工程的建設(shè)質(zhì)量。

        1 鐵路工程管理平臺建設(shè)重要性

        我國鐵路建設(shè)呈信息化分散狀態(tài),因此,建設(shè)信息化集中管理平臺顯得格外重要[1]。以下對鐵路工程管理平臺建設(shè)的重要性進(jìn)行分析。

        1.1 促進(jìn)市場活力

        具備相關(guān)利益關(guān)系的產(chǎn)業(yè)群體可在鐵路工程管理平臺建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行互動,還可進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上的往來,進(jìn)而達(dá)成雙贏,產(chǎn)業(yè)群體價值得以體現(xiàn)。平臺可為產(chǎn)業(yè)群體提供豐富的資源條件,相關(guān)工作者在獲取資源信息的同時起到團(tuán)體競爭的作用,從而促進(jìn)鐵路電力工程的發(fā)展,鐵路建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈也會得到質(zhì)的飛躍。

        1.2 滿足需求多樣化

        各類信息資源都可在鐵路工程管理平臺中占有一席之地。原有的信息推廣模式不僅資金投入大、建設(shè)周期長,且效果較慢,鐵路工程管理平臺能對以上問題進(jìn)行有效解決,開發(fā)商對于人群目標(biāo)具有針對性的選擇,從而根據(jù)需求為其選取最合適的信息,在一定程度上使鐵路工程信息化建設(shè)得以擴(kuò)展,滿足人們需求多樣化的要求。

        1.3 信息化建設(shè)成本降低

        傳統(tǒng)的信息化分散管理在建設(shè)鐵路工程管理平臺后被逐步淘汰,進(jìn)而形成統(tǒng)一管理、資源集中部署的信息化管理模式,此種模式不但符合當(dāng)今信息化發(fā)展趨勢,同時使建設(shè)資金的使用效果達(dá)到最大化。其中,最明顯的是資源共享方面,不僅規(guī)避了由于工期長而導(dǎo)致硬件、軟件信息遭到浪費(fèi)的情況,單個信息系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)也隨之減少,不僅降低鐵路工程建設(shè)信息化建設(shè)成本,也帶來了適當(dāng)?shù)囊?guī)模效益[2]。

        1.4 有助于數(shù)據(jù)建設(shè)發(fā)展

        以往的鐵路工程建設(shè)信息化模式一直處在分散狀態(tài),數(shù)據(jù)生成規(guī)格不一樣,無法做到資源共享,質(zhì)量也無法達(dá)到要求。鐵路工程管理平臺充分認(rèn)識到這一點(diǎn),對于信息進(jìn)行統(tǒng)一放置、集中使用,在確保數(shù)據(jù)質(zhì)量、完整性的情況下,對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析加工,更好服務(wù)于新時代下數(shù)據(jù)的發(fā)展建設(shè)。

        1.5 適應(yīng)服務(wù)信息化需求

        鐵路工程管理平臺建設(shè)對傳統(tǒng)的信息傳播模式不足之處進(jìn)行了彌補(bǔ),信息處理更加靈活,技術(shù)能力隨需求不斷更新,需求的改變也促使相關(guān)用戶將精力更多地集中于應(yīng)用深化及熟練業(yè)務(wù)上,更加符合當(dāng)今對于服務(wù)發(fā)展信息化的需求。

        2 四電工程特點(diǎn)

        四電工程包括通信、電力、信號、電氣化等4個方面。通信工程相當(dāng)于鐵路的“中樞神經(jīng)”,具體功能是保障鐵路得以安全運(yùn)行的技術(shù)手段,具體工作內(nèi)容為提供圖像、語音等多媒體通信手段,確保信息可以準(zhǔn)確高效傳輸;電力工程是鐵路的“能量來源”,對于各系統(tǒng)負(fù)荷供電提供保障;信號工程是可視化系統(tǒng),對于列車運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控,對于運(yùn)輸指令進(jìn)行控制,同時起到信息監(jiān)控和傳遞的作用;電氣化工程又稱為牽引供電工程,為列車提供牽引用電,有效確保列車正常運(yùn)行。鐵路四電工程具體特點(diǎn)表現(xiàn)如下。

        2.1 通信工程

        通信工程內(nèi)對于新設(shè)備及新材料的使用范圍較廣,3G、4G等通信手段不斷更新?lián)Q代,后臺操控專業(yè)性極強(qiáng)。

        2.2 電力工程

        電力工程施工區(qū)域跨度大,且與市政、電力管線交叉點(diǎn)較多,其工期受到一定制約,外電引入風(fēng)險性極高,對于其他專業(yè)的聯(lián)合測試也有一定制約。

        2.3 信號工程

        信號工程較易受土建等一些站前單位影響,加之本身專業(yè)技術(shù)性高,質(zhì)量、安全、技術(shù)管控難度大,信號電路調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)要求高、結(jié)構(gòu)內(nèi)部較復(fù)雜,短時間進(jìn)行開通資源消耗大,施工風(fēng)險得不到控制。

        2.4 電氣化工程

        電氣化工程主要特點(diǎn)是專業(yè)接口多,新方法、新材料、新技術(shù)、新設(shè)備等技術(shù)更換速度極快,高空作業(yè)多、安裝工藝要求高、施工安全風(fēng)險大、聯(lián)合測試較難,在工程竣工時電氣化專業(yè)較為關(guān)鍵。

        3 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

        近年來,我國大力推展BIM技術(shù)應(yīng)用,經(jīng)過大量實(shí)踐,獲得了不錯成績,積累了不少經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用BIM技術(shù)可有效對鐵路工程建設(shè)的信息管理能力及技術(shù)水平加以提升,是未來鐵路工程管理平臺的發(fā)展方向和核心。

        3.1 先進(jìn)的信息處理手段

        BIM技術(shù)作為先進(jìn)的信息處理手段,具備將信息更精確、表現(xiàn)更直觀、操作更方便的優(yōu)點(diǎn)。BIM技術(shù)其核心內(nèi)容是將具體建筑物進(jìn)行三維數(shù)字化處理,讓其與實(shí)際物質(zhì)世界維度保持一致,有利于鐵路工程建設(shè)者直接從模型獲取所需信息。三維模型相較二維,具有立體組合拼裝優(yōu)勢,可使用標(biāo)準(zhǔn)族庫進(jìn)行有效組裝,工作效率大大提高,同時,還可進(jìn)行自動化組裝并根據(jù)時間進(jìn)行推演?;跇?biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ),BIM技術(shù)有很強(qiáng)的適應(yīng)性,對于不同項(xiàng)目參與方和不同階段均能很好進(jìn)行協(xié)調(diào),對于復(fù)雜問題的處理方式有顯著幫助。BIM技術(shù)還能集成制造、支持虛擬仿真及虛擬制造,在一定程度對工作效率以及管理水平進(jìn)行提高[3]。

        3.2 大數(shù)據(jù)承載器

        鐵路工程建設(shè)具備建設(shè)周期長、相關(guān)參與者較多等特點(diǎn),其過程數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異較大且數(shù)量龐大,因此要對其進(jìn)行系統(tǒng)管理和分析。鐵路工程建設(shè)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有為運(yùn)營管理、工程建設(shè)、實(shí)際決策提供依據(jù)的作用,因此BIM技術(shù)作為大數(shù)據(jù)承載器可發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢。要對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理,就需將信息集成模型進(jìn)行穩(wěn)定處理,BIM技術(shù)也是最理想的數(shù)據(jù)集成模式。在鐵路工程建設(shè)中對其建設(shè)成本、過程管理、運(yùn)營周期、風(fēng)險控制以及后期養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時收集,將各信息集成,進(jìn)而達(dá)到對鐵路工程建設(shè)全周期數(shù)據(jù)的管理。數(shù)據(jù)價值的體現(xiàn)不僅局限于對實(shí)際情況的掌握程度,最重要的是對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從而對實(shí)際施工中的風(fēng)險及效益進(jìn)行了解。BIM技術(shù)在對鐵路工程建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持的同時,也為大數(shù)據(jù)智能化、信息化奠定了信息基礎(chǔ)[4]。

        3.3 推進(jìn)鐵路工程建設(shè)的重要手段

        通過對國內(nèi)外建筑行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用研究發(fā)現(xiàn),在推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的同時,也推動了工程建筑標(biāo)準(zhǔn)化管理的進(jìn)程。因其在鐵路工程建設(shè)領(lǐng)域方面可以起到推動設(shè)計(jì)、完善建設(shè)過程、施工數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點(diǎn),所以在鐵路工程建設(shè)過程中,技術(shù)和信息更加分明,信息使用也更方便,在一定程度上加快了鐵路工程建設(shè)的發(fā)展。由于鐵路行業(yè)與建筑行業(yè)明顯的差異,雖然在鐵路工程建筑中利用BIM技術(shù)協(xié)同作用是發(fā)展方向,但還需將技術(shù)進(jìn)一步豐富。鐵路工程本身具備跨度大、周期長、區(qū)域廣等特點(diǎn),要把管理和實(shí)際業(yè)務(wù)過程結(jié)合,更利于BIM技術(shù)的應(yīng)用。

        4 BIM在鐵路工程管理平臺建設(shè)中的分析

        4.1 開放的技術(shù)和市場

        市場的開放由鐵路工程管理平臺的特性決定。平臺需要吸引更多的應(yīng)用開發(fā)商以及在各領(lǐng)域擁有最新技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)的軟件,否則不足以吸引眾多開發(fā)商參與到建設(shè)中,平臺得以發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)效果也無法達(dá)到,平臺基本生態(tài)建設(shè)也無法建立。市場開放帶來更大動力,需求也在市場經(jīng)濟(jì)促進(jìn)下激發(fā),鐵路工程管理平臺建設(shè)也會得到快速發(fā)展。同時,平臺需要新鮮血液,若不進(jìn)行技術(shù)開放,極易出現(xiàn)技術(shù)堆積,平臺發(fā)展將受到阻礙[5]。為確保平臺實(shí)現(xiàn)自主發(fā)展,需不斷進(jìn)行技術(shù)更新形成高速的技術(shù)發(fā)展趨勢,各管理平臺之間相互協(xié)作,使供應(yīng)商與特定技術(shù)解綁,促進(jìn)管理平臺良性發(fā)展。

        4.2 鐵路工程管理平臺建設(shè)

        四電工程范圍廣、跨度大,為更好地對項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè),就需利用鐵路工程管理平臺對實(shí)際施工中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。此外,中立的聯(lián)盟組織和行業(yè)協(xié)會與開放的市場機(jī)制相互適應(yīng),可將各方利益平衡,促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),發(fā)展秩序得以穩(wěn)定。鐵路工程管理平臺的供應(yīng)者是鐵路工程建設(shè)主管部門,他們借助相應(yīng)技術(shù)為鐵路工程管理平臺建設(shè)中所出現(xiàn)的問題進(jìn)行決策、監(jiān)督、管理等,由于他們的介入,中立的聯(lián)盟組織和協(xié)會會在一定程度上稍微放權(quán),以此促進(jìn)鐵路工程管理平臺的良性發(fā)展。

        4.3 平臺組成

        4.3.1 信息和用戶應(yīng)用

        鐵路工程管理平臺應(yīng)包含該項(xiàng)目的所有參與者,如運(yùn)營單位、項(xiàng)目單位等,確保各參與者的所有需求,具體組成部分為BIM應(yīng)用及鐵路工程管理平臺,BIM技術(shù)起到整體協(xié)調(diào)作用,如調(diào)度指揮、應(yīng)急管理、設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)、竣工驗(yàn)收等。

        4.3.2 數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一

        數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一是我國鐵路提升社會化服務(wù)的重要表現(xiàn),具體由技術(shù)平臺、大數(shù)據(jù)分析平臺、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成。數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一有助于對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理,為大數(shù)據(jù)分析提供技術(shù)支持,決策者可根據(jù)大數(shù)據(jù)及BIM技術(shù)相互協(xié)調(diào)進(jìn)行決策管理。

        4.3.3 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系

        鐵路工程管理平臺規(guī)范化發(fā)展的重要部分則是規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系,體系以BIM技術(shù)為中心,下屬為BIM技術(shù)應(yīng)用過程標(biāo)準(zhǔn)、BIM模型標(biāo)準(zhǔn)等組成,除此之外,標(biāo)準(zhǔn)體系還包括項(xiàng)目管理標(biāo)準(zhǔn)、大量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等。在實(shí)際進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)時需恪守以下原則:(1)切勿操之過急,標(biāo)準(zhǔn)化工作和應(yīng)用建設(shè)并肩前進(jìn);(2)標(biāo)準(zhǔn)化程度切勿過度,防止創(chuàng)新活力受到影響;(3)讓各建設(shè)單位結(jié)合自身優(yōu)勢積極參與到標(biāo)準(zhǔn)化工作中。規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系見圖1。

        4.3.4 信息安全體系

        四電工程由于其地理位置分散,且參建者眾多,鐵路工程管理平臺需依托互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行運(yùn)行,同時也帶來了信息安全風(fēng)險。要從信息安全體系方面入手,對于應(yīng)用、技術(shù)、用戶、管理等各方面進(jìn)行監(jiān)測、改進(jìn)、防護(hù),確保信息安全體系管理規(guī)范,系統(tǒng)完善。為鐵路工程管理平臺提供安全保障,確保鐵路工程管理平臺有效運(yùn)行。

        5 四電工程中鐵路平臺建設(shè)的重要性

        業(yè)務(wù)方面,由于鐵路四電工程的獨(dú)特性,鐵路工程管理平臺建設(shè)可對項(xiàng)目進(jìn)行更精準(zhǔn)的管理,管理模式得以改進(jìn),項(xiàng)目盈利情況有所提高。在確保項(xiàng)目成功的同時,也能應(yīng)對安全質(zhì)量管理紅區(qū)、物資材料甲供等問題[6]。在現(xiàn)有項(xiàng)目上,一些施工企業(yè)展開試驗(yàn)工作,更好地探索“智慧工地管理平臺”,根據(jù)現(xiàn)場施工實(shí)際情況,對生產(chǎn)要素進(jìn)行有效數(shù)據(jù)采集,同時對一線作業(yè)層工作需求進(jìn)行解決。相比于傳統(tǒng)的在管理系統(tǒng)內(nèi)填寫數(shù)據(jù)的方法,現(xiàn)有數(shù)據(jù)真實(shí)性得到提高,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫與管理平臺貫通,項(xiàng)目管理也過度為數(shù)據(jù)化、智慧化的進(jìn)程,成功建成一個“進(jìn)度為主線、項(xiàng)目為載體、成本為核心”的智能管理工地平臺。

        圖1 鐵路工程管理平臺規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系

        技術(shù)方面,充分對大數(shù)據(jù)、移動技術(shù)、云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能、BIM技術(shù)等進(jìn)行利用,為現(xiàn)場業(yè)務(wù)開展提供技術(shù)保障,從項(xiàng)目實(shí)際管理入手,選取合適的技術(shù)手段,對技術(shù)進(jìn)行革新,使現(xiàn)場管理能力提高,培養(yǎng)大批的高素質(zhì)人才,真正落實(shí)企業(yè)管理思想。結(jié)合實(shí)際工程特點(diǎn),確保技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性,達(dá)到對企業(yè)進(jìn)行管理的目的。

        6 總結(jié)

        綜上所述,應(yīng)鐵路行業(yè)發(fā)展需求,鐵路工程管理平臺轉(zhuǎn)型建設(shè)是必走之路,而基于BIM技術(shù)可更好應(yīng)用于鐵路工程平臺建設(shè)上。對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一分類管理,滿足建設(shè)者不同的需求,利用鐵路工程管理平臺還可對施工過程中的信息進(jìn)行收集,為建造優(yōu)質(zhì)鐵路打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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