土木在线论坛 \ BIM技术 \ 道桥BIM应用 \ BIM GIS数据集成在京雄城际铁路四电施工管理中的应用

BIM GIS数据集成在京雄城际铁路四电施工管理中的应用

发布于:2023-02-21 10:23:21 来自:BIM技术/道桥BIM应用 [复制转发]
   





为提高铁路施工建设全产业链数字化、信息化应用水平,全面提升铁路建设质量,依托京雄城际铁路四电施工项目,基于BIM+GIS数据集成技术,搭建一体化的京雄城际铁路四电施工管理平台。应用BIM技术,完成虚拟建造、碰撞检测、管线优化、深化出图、工程量统计等工作,建立项目模型并进行可视化交底,确保从设计阶段到施工阶段的无缝对接。京雄城际铁路四电施工管理平台具备驾驶舱管理、三维电子沙盘、接触网智能预配信息管理、施工进度管理、监控管理、安全和质量管理、物资管理等功能,可实现铁路施工各阶段管理数据的整合和不断优化。建立数字化、自动化、集成化的四电施工管理平台,保证安全生产、管理质量和效率,提高四电施工水平,缩短项目建设周期,为铁路工程的信息化、智能化施工起到典型示范作用。

工程概况


 

依托京雄城际铁路四电施工项目,实现BIM+GIS数据集成在京雄城际铁路电力施工管理中的应用。京雄城际铁路是一条连接北京市与河北省雄安新区的城际铁路。2018年2月28日,京雄城际铁路大兴机场站—雄安站段(简称大雄段)开工建设;2019年9月26日,京雄城际铁路李营站—大兴机场站段(简称李大段)开通运营;2020年12月27日,京雄城际铁路大雄段开通运营。京雄城际铁路李营站—雄安站全长91km,设6座车站(其中5座办理客运业务),设计速度分别为250 km/h(李大段)、350 km/h(大雄段)。


系统构成


 
系统架构    

基于BIM+GIS技术的京雄城际铁路四电施工管理平台(简称管理平台)按照标准MAC架构设计,其技术架构为分层式模块化设计,每层对应1个或1类技术架构,按模块进行建设,1个功能对应1个模块。管理平台系统分为用户层、交互层、业务功能层、数据服务层、技术标准层(见图1)。


     

图1  京雄城际铁路四电施工管理平台技术架构


(1)用户层。平台用户包括建设指挥部、工程局项目部、现场作业队,可针对用户不同需求,实现差异化展示。    

   
(2)交互层。不同规约下的多种信息处理,实现平台在不同终端的展示与应用。    

   
(3)业务功能层。实现进度可视化管理、物资系统集成、安全质量管理等多项功能,实现功能模块的数据传递、处理、共享。    

   
      4)       数据服务层。       管理平台系统的核心,负责所有数据信息的处理与分析,作出判断并下发指令;       同时,实现各类接口与平台对接。    

   
      (5)       技术标准层。       通过BIM相关标准、工程相关标准,为管理平台提供支撑依据。    

   
模型建立    
基于BIM+GIS技术建立三维可视化模型,实现项目设计。通过大数据技术手段,收集样本空间信息,对项目范围内的地理信息模型进行精细化采集,建立三维场景数据库;加入通用铁路设施模型、设计方案线位及里程、大临设施、主要跨越物及工点等信息,为可研阶段的方案可视化比选、设计阶段的施工图三维模型展示、施工阶段的电子沙盘提供基础三维场景。京雄城际铁路三维可视化场景见图2。          

   
     

图2  京雄城际铁路三维可视化场景


   
建立元器件BIM模型专业构件族,将模型的几何数据、编码、基础数据作为管理平台主数据。基于BIM技术实现支吊架、桥架预制化加工,以及接触网腕臂、吊弦数字化装配;并根据定制化需求向其他系统扩展。    

   
结合设计平面图,将房建专业模型与变电专业构件进行合模,构建施工建筑、内外部结构、元器件装配的孪生环境。在三维实景中,完成虚拟建造、碰撞检测(见图3)、施工方案分析(见图4)、安装(布线) 效果检查(见图5)等,提前发现冲突并协调设计解决,避免返工。依据施工判断设备布局是否合理,并在施工前及时优化调整,保证室内设备布局的美观性、实用性。    

   
     

图3 碰撞检测


   
     

图4  施工方案分析


   
     

图5  安装(布线)效果检查


   
在京雄城际铁路四电施工的深化设计中,利用BIM的出图功能,将优化BIM信息转换为二维图纸,直观地反映设备房建布置平面及各电缆沟剖面,精确展现各沟段线缆在不同支架上的线缆布置情况(见图6),       在四电施工现场,快速获悉线缆敷设路径,实现高效       率施工,达到节省工时、缩短工期的目的。    

   
     

图6  一次电缆敷设平面


      对于布线复杂的细节部位,利用       BIM       的三维可视       化功能,直观地查看细部线缆敷设详情,实现线缆精       准施放(见图       7       )。    

   
     

图7  细部线缆敷设三维可视化


   
在满足工艺及工程要求的前提下,将二维图纸与       三维设计相结合,深化       BIM       模型,统一规范管理各材       料及元器件等,为物资计划提供参考数据;       利用可视       化模型指导现场布线施工,提高施工的精细化程度,       便于施工方案优化,合理、明确地统计工程量。       深化       模型效果见图       8。    

   
     

图8 深化模型效果


   
   
将以上设计导入管理平台进行可视化技术交底,包括制作技术交底书、作业指导书、相关工艺视频二维码,便于工程审查及用户的查看、保存,最终完成模型建立。          

   
主要功能    
管理平台依托京雄城际铁路,利用BIM+GIS融合技术,提升对工程进度、质量、安全等管理的精细化程度,把握铁路四电项目施工管理流程,全面提升工程管理信息化、智能化水平。目前,管理平台实现的功能主要包括:智能化施工、管理驾驶舱、电子沙盘、接触网智能预配信息管理、进度管理、监控管理、安全质量管理、物资管理等。管理平台采用多种交互方式,通过不同终端设备,实现平台建设。管理平台功能界面见图9。          

   
     

图9 管理平台功能界面


1、管理驾驶舱    
该功能将各专业工程进度、位置信息、施工安全质量情况、现场实时监控可视化动态等进行汇总展示,让用户全面、实时地掌握工程情况。管理驾驶舱功能界面见图10。    

   
     

图10  管理驾驶舱功能界面


   
2、电子沙盘    
         
该功能利用参数化模型进行深化地图展示,并赋予属性特征,实现工程数据与三维地图的信息融合;构建三维电子沙盘,全方位、多角度实现与用户交互;具有精确定位、直观便捷的优点,有利于设计施工。电子沙盘功能界面见图11。          

   
     

图11 电子沙盘 功能界面


   
3、接触网智能预配信息管理    
基于参数化模型的全信息化管理,对模型预配数据、预配流程进行预设,按照规范标准设置运行程序,将现场测量数据、预配计算数据等导入平台主服务区,完成数据与加工机器间的无障碍快速互认,实现数据无缝对接。    

   
预制流程数据与对应 BIM 模型对接,对预配数据生成 BIM 模型校核,并进行虚拟装配,通过对测量、预配计算中存在的问题进行检查,减少预制出错率。对与预配相关的测量、预配、安装数据等整个预配生产链进行管理,保证预配数据的有序流转、集中规范管理、归档存储,为“一杆一档”提供数据依托。预配加工机器获取生产数据,机器通过接口将加工数据接入平台。实现基于BIM的接触网腕臂预配管理。接触网智能预配信息管理功能界面见图12。          

   
     

图12  接触网智能预配信息管理功能界面


4、进度管理
   
该功能是将施工中的过程性文档 (如施工进度情况、材料采购及使用情况等数据) 导入i-model后台文件,前端通过不同颜色区分不同类别,分别展示采购及安装状态,实现高效、快捷、精准的施工进度管理。基于数据集成一体化管理平台的全专业模型,对特性、关联数据赋予属性,便于进度及采购流程的调管。    

   
管理平台具备三维模型数据可扩展、对其属性参数不同管理流程可获取等功能。基于 BIM+GIS 平台,实现工程项目进展情况和后期工程实施计划的点对点可视化管理。在工程实施全流程,做到自主规划、流程优化等,兼具监督监管功能;对已设定的工程目标进行进度跟踪,若出现大于阈值的偏差,则及时提醒管理人员,查找原因、纠偏纠错,并结合现有情况重新制定计划和补救方案,直至项目按期完成。在项目中,通过对施工组织合理分析与拆解,制定并优化合理的施工进度安排,通过监控施工,控制项目进度。进度管理功能界面见图13。          

   
     

图13  进度管理管理功能界面


   
5、监控管理    
现场配置太阳能摄像头,向云端实时传输数据。发生紧急情况时,启动应急预案,返回监控所在位置,通过三维沙盘获取位置,直观查看监控,并向多终端发送问题报告。监控管理功能界面见图14。          

   
     

图14 监控 管理功能界面


   
6、安全质量管理    
配合监控管理功能,应用BIM技术,严格安全和质量管理流程,实现数据实时解析,更精确、有效地做好工程监管、问题上报、整改、记录等环节。同时,通过BIM技术在三维电子沙盘中标记,将发现问题以图片、文档形式进行描述和提交。在施工过程和施工完成阶段,可随时对质量问题进行全方位查看,对问题及整改进度进行追踪,对施工各环节进行把关,保障施工质量、落实安全责任。安全质量管理功能界面见图15。    

   
     

图15 安全质量 管理功能界面


   
      对于现场安全问题,通过浏览模型找到与现场对应的视角,在此视角基础上进行安全问题记录、批注,并直接指定整改单位、限制整改日期,相关单位收到整改通知后,进行整改销项工作,并记录、存储现场整改照片和资料,形成安全问题的闭环管理,最大限度确保施工顺利进行,对项目安全生产保驾护航。          
         


7、物资管理    
从物资初始状态开展管理工作,溯源追本。依托管理平台,结合二维码跟踪技术,建立二维码数据共享资源,制定物资二维码追溯管理流程。从需求计划开始立项建档,采购排产,并将计划编号、排产编号、需求信息等赋予二维码,实现数据流动可延伸、可追溯。厂家生产、到货入库、领料申请、发料、现场安装等环节,均通过信息跟踪,实时更新状态。该功能实现了物资管理的自动化、智能化,便于调管和管理流程的实施掌握,为数据统计、物资入档提供了便利。物资管理流程见图16。          

   
     

图16 物资管理流程


关键技术及创新点


 
京雄高铁建设管理“一张图”关键技术    
基于BIM+GIS技术,建立京雄城际铁路建设管理综合数据库,利用参数化模型信息、工程现场周边地理空间信息、施工管理进程信息,构建“多维一体”的京雄高铁建设管理“一张图”。将各个层级的管理分权限纳入一体化管理平台,按照职责、岗位、责任划分等,授予不同平台用户不同的权限。分层、分流的管理体系,使工程管理更精细,流程清晰、顺畅。    

   
依托BIM+GIS一体化管理平台,集成卫星航拍数据、勘察实测数据、BIM模型数据、工程案例预设数据、质量安全实时动态数据等,形成多维度、可视化管理界面,内嵌京雄高铁建设管理“一张图”,实现以下功能:    

   
(1)安全、质量、进度、环保“一张图”。管理平台不对单一流程或标准进行管控,而是构建多维度管理“一张图”。通过横纵对比,实现项目的全方位监管、评估,有效避免风险点。切实把握施工进程中的安全、质量、进度、环保4个方面问题。对结果进行综合分析,及时生成施工作业多维管理报表;同时,将多维评估标准分类、分级,设置管理优先级,更好地实现风险预警和流程处理。    

   
(2)施工设计、成果交付“一张图”。通过一体化管理平台,应用标准化数据接口技术,实现从设计到成果的可视化,包括设计成品可视化、流程进度可视化。避免设计阶段与施工阶段衔接问题,尽早发现疏漏、减少返工、提高效率。    

   
(3)参数化数据“一张图”。将项目信息、人员信息、组织机构、项目实体的参数化数据融入“一张图”,通过施工管理系统实现双向数据流通,扩展“一张图”功能应用。          

   
基于BIM+GIS的四电工程施工技术    
(1)基于四电工程施工特点,加强建设管理与施工应用的紧密联系,实现项目工程双向推进。管理平台不仅面向设计人员,还面向建设管理人员和施工人员。搭建应用平台后,可实现“1个工程、1套管理制度”“1个项目、1个管理方案”,在满足规程、规范等技术要求前提下,针对每个工程不同的要求和特点,调整平台模块,契合工程实际。在建设管理和施工现场,双方共同监督施工标段的进度、质量、安全管理等。    

   
(2)在四电工程中,实现不同数据共享互认、不同阶段任务信息对平台内公开,变纸质材料交接为线上业务确认,做到站前土建施工单位与站后四电施工单位衔接过程全透明、流程可控、过程可追溯、进度可把握,便于施工协调与管理。    

   
(3)建立站前、站后各专业台账,依据综合接地、接触网支柱基础、无砟轨道绝缘处理、各类过轨管道、电缆上下桥锯齿孔、电缆槽、手孔等工程进行分类,基于管理平台建立不同工程的三维模型,将关键节点标注,工程实施过程中进行检查督导,并在BIM+GIS模型中动态标注,做到台账可视、可查、可检。    

   
(4)施工过程中,利用BIM+GIS的四电工程施工技术,指导站前施工单位施工;施工完成后,依据国家标准、行业标准、企业标准及相关规程规范,指导施工和监理单位检查验收。          

总结与展望

基于BIM+GIS数据集成技术,建立京雄城际铁路四电施工管理平台,对铁路设计施工各阶段进行全生命周期管理。管理平台完成了数据整合优化,实现了智能化施工、管理驾驶舱、电子沙盘、接触网智能预配信息管理、进度管理、监控管理、安全质量管理、物资管理等功能。对京雄高铁建设管理“一张图”关键技术和基于BIM+GIS和四电工程施工应用技术进行研究,实现铁路BIM模型由设计阶段向建设阶段的有效传递。形成一种安全、智能、立体的综合安全运营一体化管理模式,最终完成设计、施工阶段的可视化交底、虚拟建造、碰撞检测、管线优化、深化出图、工程量统计、协同管理、数据共享、可视化工程进度等业务,为现代化铁路工程全面实现智能化管理起到示范引领作用。


   

   

   

   

   

   
    

  • 爱吃炸鸡番茄酱

    物资初始状态开展管理工作,溯源追本。依托管理平台,结合二维码跟踪技术,建立二维码数据共享资源,制定物资二维码追溯管理流程。从需求计划开始立项建档,采购排产,并将计划编号、排产编号、需求信息等赋予二维码,实现数据流动可延伸、可追溯。厂家生产、到货入库、领料申请、发料、现场安装等环节,均通过信息跟踪,实时更新状态。

    2023-04-03 09:20:03

    回复 举报
    赞同0
这个家伙什么也没有留下。。。

道桥BIM应用

返回版块

1564 条内容 · 150 人订阅

猜你喜欢

阅读下一篇

总投资143.7亿!这条高速公路招标失败!

  近日,鄂尔多斯市公共资源交易中心发布公告,S27呼和浩特至鄂尔多斯高速公路(鄂尔多斯段)投资人招标失败。    

回帖成功

经验值 +10