饒志強(qiáng) ?；? 李益晨 趙玉林

[摘?要]?我國(guó)大跨度橋上的梁端鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器及梁縫處抬軌裝置區(qū)域的軌道結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)病害，通過(guò)對(duì)建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)在高速鐵路鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入探討和研究，將調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)與BIM技術(shù)相結(jié)合，提出基于BIM的調(diào)節(jié)器監(jiān)測(cè)方法。利用邊緣計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行前置處理，采用層次化設(shè)計(jì)，將各個(gè)功能域與BIM的各個(gè)層并行結(jié)合，建立普適安全鏈條關(guān)聯(lián)模型，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鏈域和全域的分析。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)COBie標(biāo)準(zhǔn)建立竣工交付信息模型來(lái)集成與傳遞數(shù)據(jù)，將鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器與BIM承載的建設(shè)和管理信息無(wú)縫轉(zhuǎn)移到運(yùn)維階段，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的實(shí)時(shí)評(píng)估預(yù)警及智慧決策的協(xié)同管理，為將來(lái)智能運(yùn)維奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]?鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器;BIM;邊緣計(jì)算;COBie標(biāo)準(zhǔn);智能運(yùn)維

[中圖分類(lèi)號(hào)]?U 213.6??[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]?A??[文章編號(hào)]?1005-0310（2020）02-0001-07

Research on Operation and Maintenance Management of Rail Telescopic Regulator Based on BIM Technology

Rao Zhiqiang1， Chang Hui2， Li Yichen1， Zhao Yulin2

（1. College of Urban Rail Transit and Logistics， Beijing Union University， Beijing 100101， China; 2. Beijing Key Laboratory of Information Service Engineering， Beijing Union University， Beijing 100101， China）

Abstract： The regional track structure of the beam-end telescopic

regulator on the long-span bridge and the rail-lifting device at the beam joint in China is prone to disease. Through the in-depth discussion and research on the application of Building Information Model （BIM） technology in the high-speed railway rail telescopic regulator project， combining the regulator health monitoring with BIM technology， a BIM-based regulator monitoring method was proposed. It uses edge computing to pre-process the data， adopts a hierarchical design， combines each functional domain with each layer of BIM in parallel， establishes a universal security chain association model， and conducts chain domain and global domain analysis of the data. Based on this， an as-built delivery information model is established to integrate and transfer data according to the COBie standard. It seamlessly transfers the construction and management process information of the rail telescopic regulator and BIM to the operation and maintenance stage. In this way， the real-time assessment and early warning of the rail telescopic regulator and the coordinated management of intelligent decision-making are realized， laying the foundation for future intelligent operation and maintenance.

Keywords： Rail telescopic regulator; BIM; Edge calculation; COBie standard; Intelligent operation and maintenance

[收稿日期]?2019-12-23

[基金項(xiàng)目]?北京聯(lián)合大學(xué)科研項(xiàng)目“鋼軌缺陷檢測(cè)與預(yù)警體系研究”（12213991929010114）。

[作者簡(jiǎn)介]?饒志強(qiáng)（1976—），男，湖北武漢人，北京聯(lián)合大學(xué)城市軌道交通與物流學(xué)院副教授，博士，主要研究方向?yàn)榱熊?chē)控制系統(tǒng);?；荩?995—），女，山東濰坊人，北京聯(lián)合大學(xué)北京市信息服務(wù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐壍澜煌ò踩?李益晨（1995—），男，陜西渭南人，北京聯(lián)合大學(xué)城市軌道交通與物流學(xué)院碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐壍澜煌ò踩?趙玉林（1994—），男，江西贛州人，北京聯(lián)合大學(xué)北京市信息服務(wù)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士研究生，主要研究方向?yàn)檐壍澜煌ò踩?。E-mail：rao_hua1@163.com

0?引言

BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等方面的迅速應(yīng)用，進(jìn)一步展現(xiàn)了BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目中的實(shí)際價(jià)值。目前，基于BIM的鐵路工程全生命周期管理技術(shù)的研究還處于起步階段。盧祝清[1]和張雪才[2-3]提出了基于BIM的鐵路工程建設(shè)管理的技術(shù)路線(xiàn)。魏州泉[4-5]提出了基于BIM的鐵路橋隧工程建設(shè)管理的技術(shù)框架。王永義等[6]研發(fā)了面向鐵路工程施工管理的BIM系統(tǒng)平臺(tái)。徐博[7]以鐵路隧道專(zhuān)業(yè)工點(diǎn)設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行了BIM正向設(shè)計(jì)應(yīng)用驗(yàn)證。在鐵路線(xiàn)路的實(shí)際運(yùn)維中，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是實(shí)施鐵路運(yùn)維管理的重要環(huán)節(jié)，也是保障鐵路安全運(yùn)營(yíng)的重要方法。

鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器是鐵路軌道結(jié)構(gòu)的重要設(shè)備部件，常用在跨度相對(duì)較大的鐵路橋梁，主要為了緩解因溫差引起的鐵路軌道與軌枕之間縱向應(yīng)力變化的問(wèn)題。隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，對(duì)鐵路環(huán)境的要求越來(lái)越苛刻，大量鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器應(yīng)用于高速鐵路線(xiàn)路中的特殊環(huán)境路段，一定程度上改善了鐵路的安全狀況。相對(duì)于無(wú)縫線(xiàn)路，鐵路伸縮調(diào)節(jié)器所處的位置決定了其處于鐵路安全維護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)其在運(yùn)維期間進(jìn)行的檢測(cè)養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，成了保障鐵路安全運(yùn)營(yíng)的重要挑戰(zhàn)[8]。將BIM技術(shù)引入鐵路運(yùn)維管理之中，尤其是鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器方面，不僅能夠監(jiān)測(cè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的使用狀態(tài)，更能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處于異常狀態(tài)的設(shè)備，以便更早地處理可能遇到的事件，提高運(yùn)維管理的效率，保障鐵路線(xiàn)路的安全運(yùn)營(yíng)，使鋼軌伸縮調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)部透明化[9]。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文以鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器為切入點(diǎn)，將BIM技術(shù)應(yīng)用在健康監(jiān)測(cè)上，提出基于BIM的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器運(yùn)維管理模式，利用BIM技術(shù)對(duì)調(diào)節(jié)器進(jìn)行編碼，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)利用邊緣計(jì)算進(jìn)行前置處理，通過(guò)實(shí)例對(duì)調(diào)節(jié)器的普適安全鏈條關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行分析，建立基于BIM的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器運(yùn)營(yíng)管理流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的實(shí)時(shí)評(píng)估預(yù)警及智慧決策的協(xié)同管理。在此基礎(chǔ)上，將橋梁鋼軌的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集到微數(shù)據(jù)中心，以伸縮器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為代表組成一條鏈，把鏈擴(kuò)展之后形成譜，構(gòu)建基于BIM平臺(tái)的全國(guó)高鐵線(xiàn)路的大跨橋梁伸縮調(diào)節(jié)器的監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全生命周期的智能運(yùn)維，從而保持高速鐵路的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

1?基于BIM的調(diào)節(jié)器監(jiān)測(cè)方法

針對(duì)目前軌道基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)預(yù)警要素和模型簡(jiǎn)單、維護(hù)決策科學(xué)性和智能化水平不足以及運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)功能單一等問(wèn)題，本文研究建立基于BIM的調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器全生命周期運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與融合，結(jié)合BIM模型對(duì)其健康狀況進(jìn)行直觀、形象、生動(dòng)和醒目的展示，大大提高調(diào)節(jié)器健康監(jiān)管和運(yùn)營(yíng)的可視化和可操作性。本文重點(diǎn)解決鐵路軌道全生命周期性能演化規(guī)律及運(yùn)行維護(hù)協(xié)同決策機(jī)制的關(guān)鍵問(wèn)題，攻克全生命周期綜合效益最大化的運(yùn)行維護(hù)決策技術(shù)，促進(jìn)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器安全綜合性能的提升。利用BIM技術(shù)可以融合鐵路運(yùn)維方面的各種信息，實(shí)現(xiàn)鐵路伸縮調(diào)節(jié)器的安全運(yùn)維管理。

1.1?實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)

基于BIM技術(shù)的調(diào)節(jié)器監(jiān)測(cè)管理主要包括橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)模型和線(xiàn)路監(jiān)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)維管理的整個(gè)生命周期的全過(guò)程監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)從參數(shù)化和可視化的兩個(gè)角度反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，便于在整個(gè)過(guò)程中的管理與監(jiān)管。線(xiàn)路監(jiān)測(cè)模型是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的總結(jié)與升級(jí)，能夠?qū)⒕€(xiàn)路上眾多或者多條線(xiàn)路上的需要監(jiān)測(cè)的設(shè)備設(shè)施整合到同一個(gè)系統(tǒng)里面，便于從整體上進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。

利用BIM技術(shù)將鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器構(gòu)件進(jìn)行編碼，將調(diào)節(jié)器構(gòu)件建設(shè)與運(yùn)維交換信息分為6個(gè)單元，如圖1所示，包括基本軌、尖軌、大墊板、軌撐、導(dǎo)向卡（或?qū)蜍墦危┘斑B接零件。每個(gè)單元包含9類(lèi)信息，分別為身份信息ID、定位信息LI、幾何信息GI、技術(shù)信息TI、組織角色RL、項(xiàng)目信息PI、生產(chǎn)信息MF、資產(chǎn)信息AM和運(yùn)維信息FM。

在伸縮調(diào)節(jié)器的BIM模型中，以結(jié)構(gòu)樹(shù)的形式將設(shè)備及其構(gòu)成的部件進(jìn)行整合，既可以對(duì)設(shè)備整體進(jìn)行性能分析，也可以對(duì)部件進(jìn)行損耗分析。通過(guò)可視化管理以及動(dòng)態(tài)展示，可以直觀明了地對(duì)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行三維展示。在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)調(diào)節(jié)器幾何尺寸的調(diào)整難度較大，借助BIM技術(shù)可以在平臺(tái)上模擬查找最適合的調(diào)整尺寸，從而對(duì)調(diào)節(jié)器逐組進(jìn)行精測(cè)精調(diào)。

1.2?利用邊緣計(jì)算對(duì)數(shù)據(jù)前置處理

由于鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)量較大，所以在建立普適安全鏈條關(guān)聯(lián)模型時(shí)，首先須采用各種算法和技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如表1所示;然后利用邊緣計(jì)算的各個(gè)功能域與BIM的各個(gè)層并行結(jié)合，進(jìn)行層次化設(shè)計(jì)。

依托設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的信息采集傳感器裝備，對(duì)信息狀態(tài)進(jìn)行分類(lèi)采集;隨后根據(jù)邊緣算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和智能化處理，更好地支撐橋梁與鋼軌各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行;同時(shí)，將橋梁鋼軌的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集到微數(shù)據(jù)中心，對(duì)設(shè)備的各個(gè)部件進(jìn)行狀態(tài)損耗分析，并及時(shí)對(duì)內(nèi)部磨損進(jìn)行預(yù)警處理，依托服務(wù)全生命周期，對(duì)達(dá)到服務(wù)要求年限的設(shè)備進(jìn)行及時(shí)更換或系統(tǒng)升級(jí)，減少設(shè)備危險(xiǎn)源的產(chǎn)生。BIM技術(shù)的可視化管理，提高運(yùn)維管理效率，使鋼軌伸縮調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)部透明化，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器全生命周期運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與融合。

1.3?監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

對(duì)于大跨度橋梁的軌道系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，將調(diào)節(jié)器的伸縮量、連續(xù)梁梁縫、動(dòng)態(tài)輪軌力以及軌溫作為監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象。不過(guò)調(diào)節(jié)器幾何尺寸調(diào)整難度較大，借助BIM技術(shù)可以在平臺(tái)上模擬查找最適合的調(diào)整尺寸，對(duì)調(diào)節(jié)器逐組進(jìn)行精測(cè)精調(diào)。其中，調(diào)節(jié)器精調(diào)后軌道安全監(jiān)測(cè)參數(shù)情況[8]如表2所示。

從實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以看出，精調(diào)后的各監(jiān)測(cè)參數(shù)均在安全限值之內(nèi)，列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，精調(diào)前后對(duì)比顯示該調(diào)節(jié)器左高低的最大值由

3.88 mm變?yōu)?3.82 mm，高低、軌向平順性并未改善，但是其余檢測(cè)項(xiàng)目及調(diào)節(jié)器前后連續(xù)梁區(qū)段的線(xiàn)路狀態(tài)較為穩(wěn)定，數(shù)據(jù)也表明橫向伸縮器在大跨橋梁應(yīng)用效果較好，適合溫差較大的環(huán)境。

通過(guò)BIM平臺(tái)可以聯(lián)通現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)BIM模型與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的安全、加密傳輸，可實(shí)時(shí)采集前端鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.4?普適安全鏈條關(guān)聯(lián)模型

鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器普適安全理念是依據(jù)我國(guó)高速鐵路里程的快速增加以及鐵路橋梁的普遍應(yīng)用的實(shí)際需求，在繼承傳統(tǒng)安全理論的基礎(chǔ)上，以高速鐵路的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的運(yùn)營(yíng)管理為研究背景，通過(guò)分析調(diào)節(jié)器，將設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維整個(gè)生命過(guò)程的各個(gè)部分整合起來(lái)，對(duì)各個(gè)要素間的互動(dòng)關(guān)系和相互影響條件進(jìn)行分析，辨識(shí)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)源，提高系統(tǒng)運(yùn)行安全質(zhì)量與可靠性，保證整個(gè)高速線(xiàn)路的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。以成貴線(xiàn)鴨池河特大橋?yàn)槔蹭佋O(shè)4組鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器（1#，2#，3#，4#），各組為串聯(lián)結(jié)構(gòu)。假設(shè)有1組調(diào)節(jié)器發(fā)生故障，其余3組正常，說(shuō)明鴨池河大橋整個(gè)鏈域出現(xiàn)故障，需要采取措施進(jìn)行排查，其中0代表無(wú)故障，1代表有故障，鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的鏈域分析如圖2所示，鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的全域分析如圖3所示。

定義整條高速鐵路的調(diào)節(jié)器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為該條線(xiàn)路的運(yùn)營(yíng)安全鏈條，利用安全銜接模式建立定量化的安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析體系，結(jié)合大數(shù)據(jù)、智能交通技術(shù)，形成多維度安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)鏈條，找準(zhǔn)多種關(guān)鍵安全風(fēng)險(xiǎn)因素之間的鋼軌病害的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，挖掘多維度（如并發(fā)安全隱患）條件下安全風(fēng)險(xiǎn)因素的精準(zhǔn)映射關(guān)系。以鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器為一條鏈，鏈條上所有環(huán)節(jié)之間都具有較高耦合度，其因果聯(lián)系可以利用A→B的安全銜接模式建立定量化的因素分析體系，隨著大數(shù)據(jù)以及智能裝備的不斷完善，形成安全數(shù)據(jù)鏈條，將處理完的數(shù)據(jù)進(jìn)行普適計(jì)算，并最終利用BIM技術(shù)進(jìn)行可視化。

2?基于BIM的調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)運(yùn)維管理

2.1?運(yùn)維管理流程

在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段，對(duì)設(shè)備維修管理需要一個(gè)完整的BIM模型，而目前很難將BIM模型轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)和施工部門(mén)進(jìn)行高效的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，這主要是因?yàn)楦鲄⑴c方對(duì)BIM的作用和理解不同，信息及文檔的編碼標(biāo)準(zhǔn)也存在較大差異，且缺乏相應(yīng)的信息交付標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)上述問(wèn)題，本文利用COBie（Construction Operations Building Information Exchange，建設(shè)運(yùn)營(yíng)建筑信息交換）標(biāo)準(zhǔn)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用[10]，明確鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器建設(shè)與運(yùn)維信息交換的內(nèi)容，彌補(bǔ)傳統(tǒng)運(yùn)維方式的不足，創(chuàng)建基于BIM的鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器運(yùn)維管理流程，如圖4所示。

2.2?模型架構(gòu)

按照BIM調(diào)節(jié)器運(yùn)維信息模型的功能要求和設(shè)計(jì)原則，核心技術(shù)是以Revit為二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。模型的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)按照完整性和一致性的原則，包括采集層、數(shù)據(jù)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層

4部分，如圖5所示。

1） 采集層是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集，包括材料性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、外部荷載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)幾何形狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等。主要收集方法是手動(dòng)輸入和系統(tǒng)集成，可以通過(guò)監(jiān)視傳感器將無(wú)法在線(xiàn)收集的動(dòng)態(tài)監(jiān)視數(shù)據(jù)手動(dòng)輸入到系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中;同時(shí)，在線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)也可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)。

2） 數(shù)據(jù)層是對(duì)結(jié)構(gòu)化和安全數(shù)據(jù)（例如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和基于所收集數(shù)據(jù)的樣本數(shù)據(jù)）的管理，主要包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、BIM數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)和運(yùn)行管理數(shù)據(jù)。其中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括各種功能和靜態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);BIM數(shù)據(jù)包括樣本數(shù)據(jù)和設(shè)備樣本數(shù)據(jù);多媒體數(shù)據(jù)包括本地照片、視頻、文檔和語(yǔ)音數(shù)據(jù)等;運(yùn)行管理數(shù)據(jù)包括服務(wù)記錄、數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶(hù)權(quán)限管理數(shù)據(jù)等。

3） 平臺(tái)層是整個(gè)系統(tǒng)的信息支持平臺(tái)，是基于Revit平臺(tái)的二次開(kāi)發(fā)。Revit平臺(tái)管理的共享性和高效性為整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)支持。同時(shí)，通過(guò)集成Revit平臺(tái)的模型管理技術(shù)和附加技術(shù)，可以創(chuàng)建三維視覺(jué)健康監(jiān)控平臺(tái)。

4） 應(yīng)用層是用戶(hù)可以直觀地感覺(jué)和操作的界面平臺(tái)，包含系統(tǒng)管理和功能應(yīng)用程序兩個(gè)模塊，應(yīng)用層是最終用戶(hù)與系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行交互的平臺(tái)。

2.3?功能設(shè)計(jì)

依據(jù)監(jiān)測(cè)信息的可視化需求，系統(tǒng)的功能模塊可分為基礎(chǔ)信息、可視化管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能巡檢、診斷與預(yù)測(cè)、養(yǎng)護(hù)維修、檔案資料管理和系統(tǒng)管理8個(gè)模塊。基于BIM技術(shù)的健康運(yùn)維管理先進(jìn)理念，設(shè)計(jì)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器運(yùn)維信息模型各部分的主要功能，如表3所示。

2.4?監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化

由于監(jiān)測(cè)指標(biāo)的多樣性，導(dǎo)致鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)的每個(gè)指標(biāo)可獲得大量信息，從業(yè)人員難以較好地理解這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，因此，需要將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化。為了將在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與BIM模型綁定，結(jié)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類(lèi)型多且復(fù)雜的特點(diǎn)，將模型進(jìn)行輕量化處理再導(dǎo)入系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化流程如圖6所示。

首先，通過(guò)安裝在鐵路軌道上的各種傳感器，收集與伸縮調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)，并連接到數(shù)據(jù)采集儀，然后將處理過(guò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻TU（Data Transfer Unit）上，將收集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，用戶(hù)可以通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器得到監(jiān)測(cè)的健康數(shù)據(jù)。同時(shí)，BIM技術(shù)與Web瀏覽器的顯示端結(jié)合在一起，把被監(jiān)測(cè)鋼軌伸縮器的BIM模型輕量化之后導(dǎo)入系統(tǒng)中，前端界面是在系統(tǒng)中使用HTML5編程構(gòu)建的，用戶(hù)可訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器以檢索數(shù)據(jù)，通過(guò)上位機(jī)界面實(shí)現(xiàn)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的健康監(jiān)測(cè)。

2.5?基于BIM的智能運(yùn)維決策

BIM技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)智能系統(tǒng)捕獲實(shí)時(shí)監(jiān)管和監(jiān)視信息，利用數(shù)據(jù)采集技術(shù)和傳感器系統(tǒng)遠(yuǎn)程高效的傳輸技術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)視，并在感應(yīng)系統(tǒng)的相關(guān)部分進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)管，如圖7所示。

圖7?調(diào)節(jié)器實(shí)時(shí)感知與傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息分類(lèi)

Fig.7?Data classification of the real-time sensing and transmission system of the regulator

在BIM平臺(tái)界面中，可以查看與控制器每個(gè)組件相對(duì)應(yīng)的監(jiān)視設(shè)備和監(jiān)視信息，了解荷載、環(huán)境、整體響應(yīng)以及對(duì)結(jié)構(gòu)的局部響應(yīng)，提供數(shù)據(jù)支持并預(yù)測(cè)安全風(fēng)險(xiǎn)。健康監(jiān)管和監(jiān)視的最終目標(biāo)是使用數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析評(píng)估和智能預(yù)警，并輔助管理人員進(jìn)行相關(guān)的決策。利用BIM平臺(tái)對(duì)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行可視化，并且對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行透明化，快速尋找BIM建模系統(tǒng)以加快決策制定的速度。通過(guò)構(gòu)建不同等級(jí)的安全預(yù)警和應(yīng)急決策的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基于BIM和調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)信息的實(shí)時(shí)獲取、可視化和應(yīng)急預(yù)警決策，建立系統(tǒng)全域?qū)用妫ǚ前咐龑用妫┑陌踩L(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制，并提供決策支持、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、安全風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)控制與管理等。

3?結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)調(diào)節(jié)器運(yùn)維階段的健康監(jiān)測(cè)管理，將BIM技術(shù)應(yīng)用在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，依靠信息資源共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)器的智能安全運(yùn)維管理。

1） 利用BIM技術(shù)對(duì)調(diào)節(jié)器構(gòu)件進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)器的精測(cè)精調(diào)，利用邊緣算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行前置處理，并結(jié)合實(shí)例對(duì)調(diào)節(jié)器進(jìn)行普適安全鏈條關(guān)聯(lián)分析，為高速線(xiàn)路的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供理論支撐。

2） 將調(diào)節(jié)器健康監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息與BIM模型綁定，結(jié)合Revit平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模型架構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)模型進(jìn)行輕量化處理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息的三維可視化。

3） 通過(guò)BIM平臺(tái)推送報(bào)警指令對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督，這使得數(shù)據(jù)的獲取更加便利，大大提高了信息的利用率，為管理決策提供充分的數(shù)據(jù)支持。

BIM技術(shù)與調(diào)節(jié)器的安全運(yùn)維相結(jié)合，改善了運(yùn)維階段信息的組織和管理方式，提高查詢(xún)效率。未來(lái)將針對(duì)多條線(xiàn)路調(diào)節(jié)器的安全運(yùn)維，設(shè)計(jì)更輕量化的模型解決數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，加快數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)男剩^而形成以調(diào)節(jié)器為點(diǎn)、某一高速鐵路為線(xiàn)、全國(guó)高速鐵路為面的全生命周期的智能運(yùn)維和安全預(yù)警管理，為今后修訂高鐵技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)提供支持和參考。

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（責(zé)任編輯?白麗媛）