1、背景
綜合管廊作為一種基礎設施管網布置形式，是解決城市地下空間布局不合理、提高城市地下空間利用率的有效解決途徑。國務院于2015年頒布了《關于推廣城市地下綜合管廊建設的指導意見》，目標是到2020年，建成一批具有國際先進水平的綜合管廊并投入運營。
在綜合管廊的建設過程中，利用BIM技術能夠事先檢測設計中的管線沖突、碰撞情況，避免施工中的返工、窩工的發生，將取得良好的經濟與社會效益。2016年8月住建部頒發了《2016～2020年建筑業信息化發展綱要》，明確提出大力推進BIM、GIS等技術在綜合管廊建設中的應用，建立綜合管廊集成管理信息系統，逐步形成智能化城市綜合管廊運營服務能力。可以說BIM技術與城市地下綜合管廊行業已密不可分，探索BIM技術在城市地下綜合管廊的智能化運維中的應用具有十分重要的意義。
2、工程概況
沈陽市地下綜合管廊(南運河段)工程全長約12.63km，全程采用盾構法施工，該工程從設計階段即應用了BIM技術，南運河段綜合管廊為兩個內直徑5.4m單圓斷面，每個單圓結構均分為三個艙，左線為燃氣艙、熱力艙及緊急逃生艙;右線為電力艙、水信艙及緊急逃生艙。
3、智慧管廊運維管理平臺構建構成簡介
3.1平臺構建設計
為加快BIM技術在地下綜合管廊運維管理中的應用，同時解決沈陽市南運河地下綜合管廊全生命周期的安全運維問題，自主研發了南運河智慧管廊運維管理平臺。該平臺是在國家相關部門發布的管廊相關標準和規范建設的前提下，以支持管廊全生命周期的運維管理為目標，以沈陽市的交通網絡、管線網絡、通訊網絡、市政網絡等城市基礎設施網絡作為物理支撐層，利用數據交換接口與數據層的基礎地理庫、物聯網數據庫、基礎設備庫、BIM模型庫等實現數據交換，同時基于互聯網+模式，將BIM+GIS, BIM+IOT, BIM+AI技術集于一體，協同作用于平臺的管廊監控系統、管廊管理系統、BIM管理系統及管廊辦公系統這四大業務模塊，實現應用層的BIM模型施工檢查、BIM模型信息查詢、BIM剖切分析、BIM模擬巡檢、百度地圖定位、機器人監控與入廊審批等各項功能，旨在最大限度地滿足不同用戶的使用需求，同時也便于后期對平臺的升級和維護。平臺構建框架如下圖所示。
3.2平臺數據獲取方式
為確保地下綜合管廊的正常運行，平臺通過各傳感器獲取綜合管廊底層數據，從而實現對廊內各相關指標的監測，如溫度監測、濕度監測、甲烷監測、氧氣監測、硫化氫監測等。
通過在廊內設置溫度、濕度、甲烷、氧氣、硫化氫傳感器及報警器，回傳現場的實時監測數據，利用光纖網絡將數據傳輸到控制中心臺，同時根據國家相關規范合理設定預警閾值，一旦設備所監測到的數據超過預警值，報警器便響起，及時向控制室反饋異常情況，確保管理人員及時發現并處理問題。
3.3平臺建設目標
基于全面的智慧市政體系架構設計，以網絡為紐帶，以云計算和物聯網為基礎，以監控中心硬件建設為支撐，構建集管線監控、環境監控、設備監控、安防監控等于一體的綜合管廊信息管理平臺，加強地下管廊的智能化管理，提升地下管廊的安全監控、預警以及應急處置能力，全力支撐綜合管廊壽命周期的運維管理;
在建設監控系統的同時建設數據中心，通過梳理各部門之間需要共享的數據，形成業務主題數據標準，由數據中心對這些數據進行統一管理和維護，并向各應用系統提供數據共享服務，打破信息孤島，為智慧管廊管理業務的協同互聯提供基礎支撐;
面向綜合管廊運營單位，兼顧政府和各權屬單位，建立綜合管廊運維標準流程，全力打造集綜合管廊日常巡檢、入廊設備、管線養護和檔案管理等為一體的智能化運維管理平臺。
4、BIM在智慧管廊運維管理平臺中的應用
4.1功能概述
BIM技術應用于智慧管廊運維管理平臺主要是通過管廊監控系統、管廊管理系統以及BIM管理系統實現的。管廊監控系統包括百度地圖定位、BIM聯動、機器人監控等功能;管廊管理系統包括BIM模擬巡檢、物聯網數據存儲、設備歷史故障查詢等功能;BIM管理系統包括BIM模型施工檢查、BIM模型信息查詢、BIM剖切分析、雙屏比對等功能;管廊辦公系統包括入廊審批、績效管理、檔案管理、組織機構管理等功能。
4.2管廊監控系統
管廊監控系統采用BIM+GIS結合的技術，充分綜合了BIM技術的可視化、信息關聯性、模擬性等優點與GIS技術的定位功能，將獲取的百度地圖數據與BIM模型數據聯動起來，實現多種數據交互導入到BIM信息數據庫中，真實展現管廊全程貫穿城市空間的情況，提升基于BIM+GIS技術的城市地下綜合管廊工程的智能化水平，推動管廊建設的智慧化發展。
管廊監控系統采用BIM+AI結合的技術，通過掛軌式機器人實現對廊內的監控。在BIM模型中按預設位置安裝機器人，利用機器人的高清攝像頭將在廊內巡檢拍攝到的畫面上傳至監控指揮中心，同時將采集到的廊內各項指標數據上傳至平臺，為巡檢人員判斷廊內狀況提供真實可靠的依據，避免在氣體濃度等條件不適時對巡檢人員造成傷害，優化對管廊的有效管理。
4.3管廊管理系統
管廊管理系統利用BIM技術實現二維可視化模擬巡檢功能。當南運河管廊工程的BIM模型成功導入平臺后，可模擬工作人員進行巡檢，查看廊內各設備的運行情況，及時將發現的問題反饋給指揮中心，派遣維修人員進行有針對性地維護，同時設備維修情況將登記到管廊管理系統中，便于日后對設備種類及性能進行評估。
管廊管理系統利用BIM+I O T結合的技術，實現廊內設備的BIM模型與物聯網設備實時數據的集成顯示。在管廊BIM模型基礎上，實時顯示廊內溫度、濕度、氧氣濃度、甲烷濃度、硫化氫濃度、警告信息及運行狀態等信息，實現管廊電力艙、燃氣艙、熱力艙、水信艙及應急逃生艙的智能化運維管理。攝像頭采集到的實時數據，將存儲到管廊管理系統中，便于維修管理人員對廊內歷史數據進行查詢。
4.4 BIM管理系統
BIM管理系統采用BIIM技術設計指導施工，在施工過程中若發現問題及時調整BIM設計模型。當南運河管廊工程的BIM模型導入到BIM管理系統后，可按1:1比例查看管廊的BIM模型，施工人員根據工程進展可反饋BIM模型匹配程度，便于設計人員對BIM模型及時做出調整，避免延誤工期而造成人力、物力、則力等資源的浪費。
BIM管理系統通過BIM模型信息查詢功能實現對構件屬性信息的查詢。當管廊工程的BIM模型成功導入到系統之后，可以對各構件進行查詢操作，隨即界而左側會顯示構件的相關信息，如圖層、名稱、類別、位置等，為工作人員在向上級或項目參與方匯報工作時進行操作講解提供了便利。
BIM管理系統通過BIM剖切分析來瀏覽不同角度的管廊BIM模型。當管廊工程的BIM模型成功導入到系統之后，可實現對管廊BIM模型的多角度剖切，以便清晰查看管廊內部結構及設備位置等，協助工作人員全面了解管廊工程，統籌全局，避免在施工過程中出現意外狀況。
4.5管廊辦公系統
管廊辦公系統包括入廊審批功能、績效管理功能、檔案管理功能、組織機構管理等功能，其主要針對運維公司的日常工作，實現管線入廊及收費等功能，為管廊經營管理提供決策依據。
5、結語
隨著地下綜合管廊建設的蓬勃發展，BIM技術的應用將開創管廊建設智慧化的新時代，給城市地下綜合管廊項目精細化運維管理帶來強大的技術與數據支撐，必將打破傳統城市地下綜合管廊建設的束縛和缺陷，提供一個綜合信息共享平臺，簡化工作流程，大大提高工作效率，實現項目各參與方之間的聯動，進而實現管廊工程全生命周期的信息化管理，提高地下綜合管廊工程的智能化水平。