呂健豪，王一君，黃復攙

(1.北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司，北京 100032；2.北京市燃氣集團有限責任公司，北京 100035；3.北京德源福星教育科技有限公司，北京 100083)

1 概述

當前，我國正處于天然氣輸配管網(wǎng)建設(shè)的高峰期，尤其是隨著國家天然氣“十三五”發(fā)展規(guī)劃的提出與實施，我國城鎮(zhèn)天然氣輸配管網(wǎng)的規(guī)模迅速擴大，與之配套的燃氣廠站數(shù)量也在快速增加。以河北省唐山市為例，經(jīng)過近幾年的快速建設(shè)，截至2018年底，唐山市已建成各類規(guī)格的天然氣管道約560 km、天然氣輸配廠站21座、CNG加氣站2座、LNG儲備站1座[1]。

為了安全生產(chǎn)，燃氣公司在廠站運行管理中投入大量人力、物力及財力。由于燃氣廠站具有資產(chǎn)龐大、操作專業(yè)性強、安全性要求高的特點，且廠站運行管理層級多、流程長，信息技術(shù)手段不完善，導致燃氣廠站無法實現(xiàn)實時、可視化的監(jiān)測、監(jiān)控、預警與調(diào)度。如何借助信息化手段科學、合理優(yōu)化燃氣廠站運行管理及安全監(jiān)管，成為燃氣企業(yè)的一個重要研究方向。在此背景下，本文提出并探討將BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技術(shù)應(yīng)用于燃氣廠站運行管理中，以期為燃氣廠站的綜合化管理提供參考。

2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM技術(shù)將數(shù)據(jù)信息作為模型基礎(chǔ)，利用數(shù)字信息技術(shù)建立完整的、與實際情況一致的建筑信息模型，廣泛應(yīng)用于建筑學、工程學及土木工程。BIM技術(shù)不是簡單的數(shù)字信息集成，而是通過數(shù)字化設(shè)計，在模型上對建筑項目的實體與功能特性進行數(shù)字化表達，使管理人員、技術(shù)人員可以對不同的信息作出正確理解和高效應(yīng)對，是建筑信息可視化管理的一種有效方法，目前已在多個行業(yè)領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。BIM技術(shù)具有以下優(yōu)勢。

① 可視化

在基于BIM技術(shù)構(gòu)建的三維立體化的建筑信息模型中，可以全面、精確地展示建筑的詳細信息，涵蓋了空間、屬性及狀態(tài)信息，如建設(shè)情況、成本、構(gòu)件尺寸、顏色、工藝、運行狀態(tài)、人員行為等，使得工程或建筑的運營及管理更加直觀，且所有的溝通、討論、決策都在可視化狀態(tài)下進行。

② 可模擬性

BIM技術(shù)不僅能展示建筑信息，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物，如：能耗情況、熱能傳導、環(huán)境監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測、運維管理、緊急疏散、升級改造等各種動態(tài)過程的模擬與演練，便于對建筑的日常運營管理與應(yīng)急預案制定提出科學合理的建議。

③ 信息共享

BIM技術(shù)可對建筑進行3D幾何信息和拓撲關(guān)系的完整信息描述，可直接輸出建筑設(shè)計圖、設(shè)備設(shè)施圖、廠站機電圖、結(jié)構(gòu)圖、構(gòu)件加工及效果圖等，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計、施工、運行維護等不同機構(gòu)和組織間的信息共享，方便項目各方溝通決策。

3 燃氣廠站特點

燃氣企業(yè)屬于資本和技術(shù)相結(jié)合的雙密集型企業(yè)，一般的燃氣廠站具有投資額大、設(shè)備設(shè)施多等特點，廠站的形成、使用和運維周期較長。

① 投資額大

燃氣廠站絕大多數(shù)都屬于固定資產(chǎn)，在總資產(chǎn)中所占份額很高。為保障安全，廠站內(nèi)的設(shè)備設(shè)施普遍較為先進、高端，價值總額很大。

② 設(shè)備設(shè)施多

燃氣廠站涵蓋了多種設(shè)備設(shè)施，除工藝、公用、消防等設(shè)備設(shè)施外，還包括廠站運維所需的維檢修裝置及工具、電氣設(shè)備、儀器儀表、起重及搬運設(shè)備，以及日常辦公所需的通信設(shè)備、其他各類設(shè)備、工具，甚至房屋及構(gòu)筑物等，具有量多面廣的特點。

③ 形成、使用和運維周期較長

燃氣廠站的各類設(shè)備設(shè)施，從規(guī)劃、設(shè)計、購買、安裝、調(diào)試、運行、維護、修整直到報廢，整個運行周期長、時間跨度大，這些特點加大了燃氣廠站管理的難度，對于燃氣廠站的運營也是一種考驗。

4 燃氣廠站運行管理現(xiàn)狀

① 管理層級多、流程長

燃氣廠站管理層級涉及從燃氣集團公司到各分公司，再到運行所的多個層級，管理流程過長、管理成本較高。同時，燃氣廠站的設(shè)備設(shè)施運維、安裝、調(diào)度和資產(chǎn)管理等分別屬于不同部門的管理職責，各部門之間缺乏有效的信息整合，在一定程度上造成信息不對等和資源浪費現(xiàn)象。

② 信息技術(shù)手段不完善

目前，燃氣廠站以各類基礎(chǔ)信息記錄為主，且大多為手工臺賬錄入，缺乏對相關(guān)設(shè)備設(shè)施信息(包括施工單位、施工人員、生產(chǎn)日期、投產(chǎn)日期以及維修情況等信息)的全面采集與管理。同時，設(shè)備和資產(chǎn)缺乏對應(yīng)關(guān)系，從而無法實現(xiàn)從設(shè)備采購到使用、報廢的全生命周期管理，也不利于質(zhì)量跟蹤和責任到人。

③ 缺乏動態(tài)追蹤機制

由于缺乏對燃氣廠站的實時監(jiān)測與動態(tài)預警，無法實時反映設(shè)備的運行狀況。同時，由于對專業(yè)人員缺乏有效的管理手段，無法確定運行維護人員是否嚴格按照標準化流程進行操作，存在一定的安全隱患。

④ 專業(yè)性強

一方面受專業(yè)知識所限，資產(chǎn)管理人員可能對燃氣設(shè)備了解不足，資產(chǎn)評估不準確。另一方面，由于設(shè)備運維具有很強的專業(yè)性，新員工入職后，需要較長周期的培訓，無法快速勝任相關(guān)工作。

5 BIM技術(shù)在燃氣廠站的應(yīng)用

通過引入BIM技術(shù)，可以搭建燃氣廠站建筑信息模型(簡稱廠站BIM模型)，能夠高效、可視化地模擬現(xiàn)實燃氣廠站實際運行情況，便于對廠站進行科學、高效、全面的管理。BIM技術(shù)在燃氣廠站運行管理中，可以應(yīng)用在人員行為監(jiān)管、物資管理、日常運營管理、應(yīng)急管理和廠站改造等方面。

5.1 人員行為監(jiān)管

① 日常管理

將廠站BIM模型與廠站工作人員的門禁安保系統(tǒng)結(jié)合，既可以進行考勤管理，也可以對廠站人員、車輛等進行身份自動識別，非燃氣廠站的工作人員或車輛進入時，在廠站中控室屏幕的BIM模型上同步顯示提示和警示信息，保障廠站運行安全。

② 人員培訓

針對燃氣廠站一般管理人員，借助廠站BIM模型，可以全面展示廠站，任一層級的管理人員入職，都可以全方位了解廠站信息，快速熟悉廠區(qū)信息、設(shè)備設(shè)施運行情況，從而更快地進入工作角色，更好地履行工作職責。

針對燃氣廠站運維人員，基于廠站BIM模型可以建立考評系統(tǒng)進行崗位綜合評估。經(jīng)過一系列的評估與測試，如：考察培訓人員是否能在廠站BIM模型迅速找到需要維修的設(shè)備的空間位置、技術(shù)參數(shù)，是否能進行標準化的維檢修工作，可以準確判斷相關(guān)人員是否具備合格上崗的資質(zhì)，從而有效節(jié)省培訓時間，降低培訓難度。

5.2 物資管理

基于廠站BIM模型中的數(shù)據(jù)標簽，可以知道每個設(shè)備設(shè)施、管材管件、零部件的生產(chǎn)廠家、出廠日期以及進出庫日期，實現(xiàn)廠站物資的高效管理。管理人員通過定期檢查BIM模型中物資的信息標簽，可確認廠站物資整體情況并進行綜合評估。

5.3 日常運營管理

廠站BIM模型儲存了大量的廠站空間資料，通過將溫度計、壓力表、流量計、可燃氣體探測器、報警控制設(shè)備等合理安裝覆蓋于廠站，并將相關(guān)信息逐一對應(yīng)至廠站BIM模型，便可精準獲取各個傳感器或探測器的運行數(shù)據(jù)，通過標準化整合，可形成完整的廠站信息通路，實現(xiàn)對廠站的實時監(jiān)控監(jiān)測，方便各級管理人員隨時掌握廠站運行情況。

5.4 應(yīng)急管理

BIM模型具有可模擬的特性，一旦遇到突發(fā)狀況，危險源的位置信息可第一時間同步至廠站BIM模型，便于管理人員及時、準確地鎖定危險源，并給出相應(yīng)的解決方案。可在廠站BIM模型中進行災(zāi)害時的疏散模擬演練，減少災(zāi)害損失。同時，基于其信息共享與可視化的特性，也可加強多層級管理機構(gòu)及各部門之間的聯(lián)系，從而提高溝通效率，更加方便快捷地進行應(yīng)急決策，確保廠站安全。

5.5 廠站改造

如果燃氣廠站進行改建、擴建或拆除，基于廠站BIM模型所積累的各類數(shù)據(jù)，可高效配合設(shè)計、施工單位對廠站的重新規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀、施工配套等進行綜合評價和全面分析。在論證改建、拆除的可行性及確定詳細的設(shè)計、施工、拆除方案等方面，均可提供數(shù)據(jù)信息。通過施工模擬，也可直觀地展示各方案的優(yōu)缺點，從而提高決策的科學性。同時，通過對設(shè)備設(shè)施、零部件的安全性、耐久性、剩余壽命等進行綜合評估，可以選出可回收利用的設(shè)備設(shè)施、零部件，實現(xiàn)廠站資源的再利用。

6 結(jié)語

通過將BIM技術(shù)綜合應(yīng)用于燃氣廠站運營管理中，在一定程度上能夠提高燃氣廠站管理、運維、應(yīng)急、決策的科學性與安全性。燃氣企業(yè)可根據(jù)自身需求，從人員行為監(jiān)管、物資管理、日常運營管理、應(yīng)急管理和廠站改造等應(yīng)用場景入手，綜合考慮BIM技術(shù)在燃氣廠站的實施與應(yīng)用，助力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展與效益提升。