摘要：由于軌道交通建設(shè)管理企業(yè)項(xiàng)目分布廣泛，具有點(diǎn)多線長(zhǎng)、安全管控點(diǎn)多、安全風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，需要及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)安全動(dòng)態(tài)，對(duì)各種突發(fā)情況及時(shí)做出響應(yīng)。隨著城市軌道交通建設(shè)的不斷推進(jìn)和運(yùn)營(yíng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)安全問(wèn)題愈加突出，傳統(tǒng)的安全管理方式難以滿足城市軌道交通安全監(jiān)管和管理的要求。文章旨在分析北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司安全管控以及信息化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以GIS+BIM技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)治理為基礎(chǔ)，通過(guò)搭建安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，統(tǒng)一安全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和口徑，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理及共享，并將空間數(shù)據(jù)與安全管理數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通建設(shè)管理項(xiàng)目的整體安全情況進(jìn)行直觀展示，形成一張基于GIS+BIM技術(shù)的安全管控圖，從而提高公司安全風(fēng)險(xiǎn)管控效率，有效降低管理成本。

關(guān)鍵詞：GIS；BIM；數(shù)據(jù)整合共享；安全管控

Research and Design of Safety Control Platform for Urban Rail Transit Engineering Projects

LIU Tianzheng， CAO Wufu， LIN Lin， WANG Chunyong

（Beijing Metro Construction Administration Corporation Ltd.， Beijing 100101， China）

Abstract： Due to the wide distribution and complex safety management of rail transit construction and management projects， which involve multiple points， lines， and routes， it is crucial to promptly grasp the on-site safety status and respond to various emergencies in a timely manner. With the continuous promotion of urban rail transit construction and the continuous expansion of operation scale， the safety issues of rail transit project construction have become increasingly prominent， and traditional safety management methods are difficult to meet the requirements of urban rail transit safety supervision and management. The main purpose of this paper is to analyze the current situation of safety control and informatization of Beijing Rail Transit Construction Management Co.， Ltd. and build an unified management and data sharing system， based on GIS+BIM， big data and data governance technologies. The data sharing system can unify the safety data standards and caliber and combine spatial data with safety management data. Futhermore， the system can provide a visual display of the overall safety situation of rail transit construction management projects， forming a safety control chart based on GIS+BIM technology， thereby improving the efficiency of the company's safety risk control and effectively reducing management costs.

Key words：GIS; BIM; data integration and sharing; safety control

1" "研究背景

城市軌道交通工程作為民生工程，具有投資體量大、社會(huì)關(guān)注度高、大多數(shù)工程在城市核心區(qū)和人員聚集區(qū)等特點(diǎn)，在建設(shè)過(guò)程中，具有較高的工程自身風(fēng)險(xiǎn)、周邊環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。為保障軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)的安全管控，各地軌道交通建設(shè)管理企業(yè)基本建立了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、隱患管理和應(yīng)急管理等安全管理系統(tǒng)，但由于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和口徑的不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)共享機(jī)制的缺失等問(wèn)題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)孤島和信息煙囪現(xiàn)象普遍存在，難以滿足企業(yè)從多維度進(jìn)行安全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)耦合分析。同時(shí)，由于城市軌道交通工程項(xiàng)目的規(guī)模龐大、復(fù)雜多變，各種安全數(shù)據(jù)的管理和維護(hù)也面臨著極大的挑戰(zhàn)。

因此，本文旨在通過(guò)對(duì)基于GIS+BIM、數(shù)據(jù)融合共享等數(shù)字化技術(shù)的城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)安全管控平臺(tái)的研究，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理及共享，并將空間數(shù)據(jù)與安全管理數(shù)據(jù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目多維數(shù)據(jù)疊加的安全管控一張圖，提高軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)的安全管理水平。

2" "業(yè)務(wù)解決方案

針對(duì)城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)的特點(diǎn)，通過(guò)業(yè)務(wù)解決方案的制定和實(shí)施，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的共享和統(tǒng)一管理，有效地整合各部門(mén)和公司的資源，提高安全管控的效率和精度，從而保障城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)的安全管控需求。

（1）業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn)化。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性和完整性，我們需要針對(duì)不同的安全管理環(huán)節(jié)，建立規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的流程，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能夠嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定流程，防止漏洞和疏忽。同時(shí)，我們還將制定具體的工作指南和操作手冊(cè)，以確保每個(gè)業(yè)務(wù)人員都能夠按照規(guī)定的流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作。

（2）編碼規(guī)則統(tǒng)一化。在城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)中，不同的安全業(yè)務(wù)系統(tǒng)及不同部門(mén)或公司可能使用不同的編碼規(guī)則，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不兼容和難以整合。因此，我們將制定和實(shí)施統(tǒng)一的編碼規(guī)則，以確保數(shù)據(jù)可以被正確地識(shí)別和整合，使得不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行無(wú)縫銜接。同時(shí)，我們還將建立一個(gè)數(shù)據(jù)字典，以便每個(gè)用戶都能夠方便地查找和使用數(shù)據(jù)。

（3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化。由于既有的安全系統(tǒng)各自使用不同的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和口徑，數(shù)據(jù)之間存在著互相矛盾的情況，因此需要統(tǒng)一安全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和口徑，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范化處理，以確保數(shù)據(jù)的一致性和可靠性，確保每類(lèi)數(shù)據(jù)都能夠按照規(guī)范進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。

（4）安全管控一體化。在城市軌道交通工程項(xiàng)目建設(shè)中，傳統(tǒng)的安全管理方法通常是分散的，缺乏整體性。為了確保安全管控的一體化，我們將對(duì)公司的安全管控系統(tǒng)進(jìn)行整合，建立一個(gè)統(tǒng)一的安全管控平臺(tái)，以便集中管理所有的安全數(shù)據(jù)和信息，滿足我們通過(guò)大數(shù)據(jù)分析、BIM等數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)多維度安全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)耦合分析，將空間數(shù)據(jù)和安全管理數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)建設(shè)管理項(xiàng)目的整體安全情況進(jìn)行直觀展示，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)狀態(tài)“一張圖”綜合展示及態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)一體化安全管控應(yīng)用。

3" "平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司的業(yè)務(wù)實(shí)際，借鑒行業(yè)成功案例，設(shè)計(jì)出涵蓋風(fēng)險(xiǎn)、隱患和應(yīng)急3大體系的安全管控一體化信息平臺(tái)，該平臺(tái)提供2大應(yīng)用，包含安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)和基于GIS+BIM技術(shù)的安全狀態(tài)一張圖。

3.1 安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)

安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)是建設(shè)一體化安全管控平臺(tái)的基礎(chǔ)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)、隱患、應(yīng)急3個(gè)安全信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合，并基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步融合處理，實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的“一次匯聚、多次共享”機(jī)制，盤(pán)活工程項(xiàng)目建設(shè)安全數(shù)據(jù)，打破“煙囪式”系統(tǒng)架構(gòu)，消除了“數(shù)據(jù)孤島”，促進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

（1）安全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。在安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施非常重要。為了確保數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的一致性和可靠性，本系統(tǒng)采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和公司標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)字典等。

（2）數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的快速、準(zhǔn)確采集，本系統(tǒng)采用多種數(shù)據(jù)采集方式，包括手動(dòng)輸入、數(shù)據(jù)接口自動(dòng)抽取和數(shù)據(jù)可視化智能識(shí)別等。在數(shù)據(jù)采集模塊的開(kāi)發(fā)中，采用了ETL（Extract-Transform-Load）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)源到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的快速、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)導(dǎo)入[1]。

（3）數(shù)據(jù)處理模塊開(kāi)發(fā)。為了保證安全數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性，本系統(tǒng)采用了數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)加工和數(shù)據(jù)分析等多種數(shù)據(jù)處理方式。

（4）數(shù)據(jù)共享服務(wù)模塊開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)共享服務(wù)模塊是實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)共享的關(guān)鍵組成部分。本系統(tǒng)采用RESTful架構(gòu)風(fēng)格和MQ（Message Queue）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享服務(wù)的開(kāi)發(fā)和部署。數(shù)據(jù)共享服務(wù)模塊可以提供多種數(shù)據(jù)共享方式，包括數(shù)據(jù)接口共享、Web服務(wù)共享、數(shù)據(jù)文件共享等。同時(shí)，為了確保數(shù)據(jù)的安全性，采用了多層次的安全機(jī)制，包括用戶認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密等。

3.2 實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目多維數(shù)據(jù)疊加的安全狀態(tài)一張圖（風(fēng)險(xiǎn)、隱患、應(yīng)急一張圖）

3.2.1 多業(yè)態(tài)多層級(jí)的多場(chǎng)景應(yīng)用研究

（1）多業(yè)態(tài)應(yīng)用：本平臺(tái)支持對(duì)不同業(yè)態(tài)進(jìn)行分類(lèi)處理，針對(duì)不同業(yè)態(tài)的需求提供定制化的服務(wù)，可以設(shè)置不同的安全管理要素和安全管理指標(biāo)，以便更好地滿足不同業(yè)態(tài)的需求。

（2）多層級(jí)應(yīng)用：安全數(shù)據(jù)一張圖根據(jù)權(quán)限劃分，設(shè)定了集團(tuán)、所屬公司、機(jī)關(guān)層和項(xiàng)目中心層、工程實(shí)施單位四個(gè)層級(jí)，定制化不同角色對(duì)應(yīng)的安全管理要素區(qū)別展示，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目多維數(shù)據(jù)融合安全一張圖。在層級(jí)設(shè)計(jì)中，還需要考慮到展示要素的重要性和優(yōu)先級(jí)，確保用戶能夠快速準(zhǔn)確地獲取到關(guān)鍵信息。

（3）多板塊應(yīng)用：為了更加細(xì)致地展示各類(lèi)數(shù)據(jù)，可以將安全狀態(tài)一張圖分為綜合、風(fēng)險(xiǎn)、隱患、應(yīng)急等板塊[2]，每個(gè)板塊下再設(shè)置相應(yīng)的圖層，以便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類(lèi)管理和全面展示。針對(duì)不同的板塊提供不同的服務(wù)，不同板塊下展示的數(shù)據(jù)不同，以便用戶更好地理解不同板塊的情況。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮到各個(gè)板塊之間的關(guān)聯(lián)性，確保信息之間的連貫性和準(zhǔn)確性。

（4）多圖層應(yīng)用：在每個(gè)板塊下可以設(shè)置多個(gè)圖層，每個(gè)圖層代表不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型和功能?？梢园凑詹煌臄?shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，如三維模型、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警數(shù)據(jù)、隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等[3]，以便用戶能夠更好地理解不同類(lèi)型數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。同時(shí)，在圖層設(shè)計(jì)中，還需要考慮到數(shù)據(jù)的更新頻率和時(shí)效性，確保用戶能夠看到最新的數(shù)據(jù)信息。

3.2.2 BIM模型展示

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是一種三維數(shù)字建模技術(shù)，可用于建筑、工程和基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。本項(xiàng)目引入BIM技術(shù)，將工程項(xiàng)目的三維模型與安全狀態(tài)數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)安全狀態(tài)一張圖的展示，并對(duì)BIM模型進(jìn)行分層，以便支持不同層級(jí)的安全管理。通過(guò)BIM模型展示，可以直觀地了解建筑物的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，便于進(jìn)行安全管理。BIM模型可以更直觀地展示工程項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)情況，包括建筑結(jié)構(gòu)、管線等信息，為安全狀態(tài)一張圖的展示提供了強(qiáng)大的支持[4]。

在BIM模型的展示方面，本項(xiàng)目采用了SuperMap iDesktop軟件。該軟件具有強(qiáng)大的BIM模型展示功能，可以將不同格式的三維模型導(dǎo)入到軟件中，并支持對(duì)模型進(jìn)行編輯和處理。通過(guò)SuperMap iDesktop軟件，我們可以在安全狀態(tài)一張圖上展示工程項(xiàng)目的三維模型，為用戶提供更直觀的安全狀態(tài)信息。

3.2.3 BIM模型與安全狀態(tài)數(shù)據(jù)融合

BIM模型與安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的融合是本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)安全狀態(tài)一張圖的關(guān)鍵。在本項(xiàng)目中，我們將工程項(xiàng)目的安全狀態(tài)數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)了一張綜合性的安全狀態(tài)圖。通過(guò)建立BIM模型與安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了安全狀態(tài)數(shù)據(jù)的空間分布展示。在BIM模型中，我們可以對(duì)不同的構(gòu)件進(jìn)行標(biāo)注和分類(lèi)，并將其與安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)[5]。例如，在BIM模型中標(biāo)注某一區(qū)域?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)工程，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將該區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)和隱患數(shù)據(jù)與該區(qū)域進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并在安全狀態(tài)一張圖上通過(guò)紅橙黃顏色標(biāo)記展示該區(qū)域的安全狀態(tài)信息。

除此之外，本項(xiàng)目還支持用戶對(duì)安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和分析。用戶可以在安全狀態(tài)一張圖上選擇不同的構(gòu)件或區(qū)域，并查看其相關(guān)的安全狀態(tài)數(shù)據(jù)。同時(shí)，用戶還可以對(duì)安全狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以便更好地了解工程項(xiàng)目的安全狀況。

4" "結(jié)束語(yǔ)

本文以城市軌道交通工程項(xiàng)目為背景，結(jié)合既有風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、隱患系統(tǒng)和應(yīng)急系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了基于GIS+BIM的城市軌道交通安全管控平臺(tái)的研究目標(biāo)，并設(shè)計(jì)了一套完整的業(yè)務(wù)解決方案和一體化安全管控信息平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)統(tǒng)一安全數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和口徑，搭建安全數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，將空間數(shù)據(jù)與安全管理數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)建設(shè)管理項(xiàng)目的整體安全情況進(jìn)行直觀展示，實(shí)現(xiàn)“安全狀態(tài)一張圖”。同時(shí)，基于BIM模型的空間可視化特點(diǎn)，可以通過(guò)直觀的三維模型展示，對(duì)工程項(xiàng)目的安全狀態(tài)進(jìn)行全面、直觀的評(píng)估和監(jiān)控。該平臺(tái)可以為城市軌道交通工程項(xiàng)目的安全管理提供有效支持，能夠有效提高安全風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)控和控制能力，降低管理成本，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

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基金項(xiàng)目：北京市基礎(chǔ)設(shè)施投資有限公司科研項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資助，項(xiàng)目編號(hào)（2022-15-06-06），項(xiàng)目名稱(chēng)（北京市基礎(chǔ)設(shè)施安全風(fēng)險(xiǎn)智慧管控平臺(tái)）。

作者簡(jiǎn)介：劉天正（1965-），男，漢族，河南鄧州市人，教授級(jí)高工，本科，研究方向?yàn)檐壍澜煌ńㄔO(shè)管理。

曹伍富（1972-），男，漢族，安徽黟縣人，教授級(jí)高工，博士，研究方向?yàn)檐壍澜煌ńㄔO(shè)管理。

林" " 麟（1978-），男，漢族，北京人，高級(jí)工程師，本科，研究方向?yàn)檐壍澜煌ǖ膽?yīng)急管理及相關(guān)工作。

王春勇（1983-），男，漢族，海南臨高人，本科，研究方向?yàn)檐浖軜?gòu)。