1、數字化邏輯下的城市軌道交通BIM數據價值挖掘 2019年11月 廣州地鐵集團有限公司 鄒 東 目錄 廣州地鐵在“兩個五年”的BIM應用發展一 基于BIM的數字化環境構建 二 BIM應用的數字化邏輯與未來探討三 廣州地鐵在“兩個五年”的BIM應用發展 第二個五年 推動數字化轉型，致力打造軌道交通產業集群 第一部分 第一個五年 樹立數字化意識，面向全生命周期探索BIM應用 全球2020年數字化轉型的資金投入預計 將達到1.97萬億美元 （國際數據公司） 2018年我國產業數字化在數字經濟中占 主導位置，占比達79.5%，規模超過 24.9萬億元 （中國信息通信研究院） 我們的實體世界，正在加速數字
2、化 p 數據顯示建筑業的數字化程度倒數第一 （麥肯錫全球研究院） 順應數字化浪潮，廣州地鐵在2013年開始BIM應用探索 廣州市城市軌道交通預計到2023年，將形成18 條 線路總長792 公里的軌道交通網絡。 遠景年線網由23 條線路組成，總長度約1025 公里， 共設車站481 座，其中換乘站108 座。 預測2020 年，廣州市公共交通占全方式出行量比 例為34%，軌道交通占公共交通出行量比例約為60%。 第一個五年第二個五年 BIM應用背景 2018年 建設運營 完成投資187億元478公里運營線路 有經驗的建設管理人員數量基本維持不變 安全、質量、進度等管控要求不斷提高 更多的線路逐
3、漸面臨大修改造的情形 維持安全可靠的狀態付出更高成本 未來五年 平均每年建成100公里運營總里程翻一番 ？ ？ 第一個五年第二個五年 BIM應用背景 第一個五年第二個五年 樹立數字化意識，面向全生命周期探索BIM應用 廣州地鐵集團有限公司 地鐵設計地鐵建設地鐵運營資源開發 城際鐵路 （大灣區） BIM應用背景 廣州地鐵集團啟動了 BIM技術應用前期可行 性研究工作 2013年6月 集團公司確定在新線機 電系統工程中先行先試 落地應用BIM技術 2014年上半年 2013年下半年 在機電安裝、車輛段、土 建、物業房建工程開展 BIM技術科研型試點應用 啟動“軌道交通信息模型 管理系統”研發工作
4、2014年6月 2017年 2015年 在廣佛線典型車站、六號 線二期及七號線全線機電 系統工程應用BIM技術 在十四號線、二十一號線等 全面應用BIM技術及“軌道 交通信息模型管理系統” 第一個五年第二個五年 樹立數字化意識，面向全生命周期探索BIM應用 BIM應用歷程 “十二五”規劃新線建設階段 設計探索：土木工程 施工探索：機電工程 運維探索：在線監測 第一個五年第二個五年 “十三五”規劃新線建設階段 設計探索：土木工程 施工探索：機電工程 運維探索：在線監測 “十二五”探索 實踐 制度 戰略 發布新時代城市軌道交通創新與發 展白皮書，正式啟動數字化戰略 依托國家工程實驗室，加強數 字化
5、轉型部署 抓住大規模建設機遇， 打造數字化示范性工程 推動數字化轉型，致力打造軌道交通產業集群 基于一個管理平臺、一個數據中臺、三個信用評價體系、六個智能數據分析功能，可以作為數據 提供方，為行業上下游各參與方提供數據服務 基于BIM的項目管理平臺 生產管理數據中臺 個體評價 體系 材料智能 配送 施工組織 分析及智 能調控 團體評價 體系 質量數據 分析監管 安全風險 預估預警 及監管 項目評價 體系 檔案數據 智能管理 投資預測 及管控 一個管理 平臺 一個數據 中臺 三個信用 評價體系 六個智能數 據分析功能 第一個五年第二個五年 第一個五年第二個五年 在數字化的浪潮中，建筑業面臨大變局
6、 基于BIM的數字化環境構建 強化數字化思維，建立施工階段的數字孿生系統 第二部分 以用戶需求為導向，探索個性化標準設計 延續數字孿生，為運維創造智慧拓展空間 p粵港澳大灣區建設 粵港澳大灣區發展規劃綱要指出： 灣區主要城市：1 1小時通達小時通達 廣州南沙打造：“3030分鐘生活圈分鐘生活圈” p打造高標準的都市圈軌道交通網 適應廣州“一脈三區，一主一副 ”的空間結構、分散多樞紐布 局；在粵港澳大灣區范圍內，打造高標準的都市圈軌道交通網絡 為 大 灣 區 服 務 1 工程總承包部合同436億， 采用設計施工總承包模式 工程規模大 2 采用全地下線路，全長93.5公里 工程線路長 3 新技術應
7、用 4 建設工期緊張 整體建設周期3年半 5建設標準高 打造市域快速軌道交通國家示范性工程 設計時速160公里/小時， 國內速度最快的地鐵之一 廣州市軌道交通十八和二十二號線工程 設計功能模塊標準化站 工藝、工法 全線車站特征歸納 特征因素分析車站 1 車站埋深大、地下三 層以上占13/16 地下二層 （軌面埋深16-17.5m） 萬頃沙、祈福、陳頭崗 地下三層 （軌面埋深24-25m） 橫瀝、沙溪、石榴崗、琶洲西區、冼村、東沙 工業園 地下四層 番禺廣場、南村萬博、廣州東站、廣州南站、 西三、西朗、白鵝潭 2配線車站占14/16 只有2座車站無配線西三、西朗 其中越行站6座 南村萬博、沙溪、
8、石榴崗、 琶洲西區、祈福、陳頭崗 3換乘站占12/16只有4座車站不換乘沙溪、祈福、西三、東沙工業園 4車站規模較大 系統選型、限界、隧道通風增大； 層數多；配線多；換乘多 番禺廣場 站內房間分類上下層對位，疏散及建筑布局分析 1A 1A1C 1B 331C 223 2 2 3 定義設備房的標準化程度 標準站地下雙柱島式越行車站 非付費區付費區升降電梯樓梯、扶梯 站務服務 區 進站人流 出站人流 平 面 圖 站廳結構凈寬32.1m 凈高5.5m 剖 面 圖 設計功能模塊標準化站BIM設計成果 設計施工運維 設計施工運維 中鐵建華南建設工程綜合監控平臺 視頻 監控 安全 管理 圖像 分析 風險
9、管控 設計施工運維 數字工地 勞務 管理 環境 管理 關鍵 設備 關鍵 部位 設計施工運維 數字工地 中鐵建華南建設工程綜合監控平臺 設計施工運維 數字工地 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 平臺首頁 BIM平臺首頁 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 實名制人員 信息庫 安全教育 培訓 控制人員 準入權限 工人評價 體系 助力 勞務工人向 產業工人轉變 防風險 勞務糾紛風險 野蠻施工風險 地域超齡風險 工資發放監管 安全教育監管 促生產 勞動力統計 勞務工種匹配 功效數據分析 人員出勤情況 提效能 勞務工技能提升 勞務工素
10、質提高 專業勞務隊培養 勞務資源庫打造 控成本 勞務大數據 生產作業管理 分包合同管理 勞務評價管理 平臺首頁 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 施工設備 信息登記 施工設備 進退場管理 設備日常維 保、定期檢 查記錄 設備檢修、 維保、年檢體現 平臺首頁 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 材料計劃掛接BIM模型，施工圖工程量由模型自動計算 施工圖工程量自動計算 實現報表臺賬的自動生成及記錄歸檔， 提高內業工作效率，減少人為錯漏 報表的自動生成 在系統中建立合格供應商名錄以控制采購源， 并實行進
11、場報審驗流程控制 建立合格材料信息庫 材料物資 管理 平臺首頁 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 平臺首頁 根據分解到每天的計劃進行施工派工單的應用 總體計劃 派 工 單 年度計劃 月度計劃 周 度 計 劃 分級控制，層層細化 突破關鍵節點，預警提醒 計劃動態變更，版本追溯 總、年、月、周，分級控制 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 人才機投入模擬 分析 計劃可實施性、作業面 出圖沖突分析 資源消耗均衡性 分析 人材機投入模擬分析、 計劃可實施性、作業面沖 突、資源消耗不均衡 等 平臺首頁 完工
12、標識進度對比 實際完成 進度對比 現場進度 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 安全管理 領導帶班 安全巡檢 安全風險 管理 安全檢查 資料表單 安全問題記錄安全巡檢記錄現場安全檢查應用場景 截止2019.07.12，創建2112份安全問題整改記錄，6862份安全巡檢記錄 將安全巡檢、安全記錄、安全會議、安全三 級教育錄入平臺，強化安全信息化管理和動態控制。 將安全質量問題以圖釘的形式在模型上標 記，并形成監理通知單、整改派工單、工作聯系單，促 進安全文名施工、控制施工質量。 通過施工預警、安全標識等模式在平臺模型 提前標記高危節點及解決方案，進
13、行風險源控制與防范。 平臺首頁 設計施工運維 勞務管理 進度管理 安全管理 質量管理 材料管理 設備管理 計劃管理 質量巡檢質量驗收 質量驗收 質 量預歸檔 質量問題 匯 總統計分析 質量驗收：追蹤、記錄、分析的數據和內容被及 時記錄在相應模型，通過時間維度與相應工序相 關聯，構建一個完整的時間和空間質量體系。 質量巡檢：巡檢人員在現場發現質量問題，拿出 手機bs端登陸質量管理項進行拍照，描述質量問 題，指定責任人按要求、按時完成整改，并予以 回復。 平臺首頁 現場驗收 通過手機 端進行電 子化驗收 后，打印 簽字。 問題填報 問題標記 指派整改人 整改完成閉合 設計施工運維 設計施工運維 現
14、場廣播警示喊話現場聲光報警告警 電子圍欄 感知層 邊緣層 PAAS層 應用層 邊緣計算網關 AI算法庫聯動規則庫 IOT中臺 （物聯、視頻、AI任 務管理、聯動控制）數據匯聚和分發 1 設置電子圍欄 監測任務 下發電子圍欄監 測任務 2 根據監測計劃，獲取紅 外監測情況 3 5 若有異常情況，根據聯動規則，觸 發現場廣播警示提醒 4 6 上傳電子圍欄 告警信息、數 據記錄 電子圍欄違 規情況分析 7將告警信息、數據記錄匯總至數據湖 8 提供應用系統所需要的 數據信息 數據中臺 電子圍欄聯動 設計施工運維 (3)規劃吊裝道路 (6)跟蹤并更正吊裝路線 (2)材料標識查找庫存材料 (5)材料吊裝
15、(1)仿真模擬環境搭建 (4)4D作業空間模擬規劃吊裝 三維可視化技術與SPS技術（仿真模擬） 結合射線追蹤算法追蹤材料運輸 對吊裝移動動作進行管控，實時監控材料運輸 路徑，減少碰撞事故 HOG特征提取算法原理，提取空間特征,并 利用圖像梯度信息來識別物體 對起吊行為動作進行管控，有效杜絕了危險錯 誤吊裝行為 吊鉤正 常 兩點吊 吊點正常 吊裝動作分析 約束派工 條件 降低人員 風險 檔案工程 實體同步 數據采集與施工階段數字孿生技術應用 人員的資質要求 工器具 施工機械 質量檢驗驗收 檔案資料清單 施工工序 WBS 安全隱患 關聯 模 型 設備材料 各階段投資要求 關聯 標準WBS模版及一級
16、工期控制節點，逐級 細化為二級、三級控制節點 總施工計劃年度施工計劃 月度施工計劃 季度施工計劃 周施工計劃 從時間 的維度 上逐級 細化 利用派工單去約定每天現場的準入施工人員名單 降低了施工現場作業人員管控的風險因素 用于派工的人、材、機是合格的 通過平臺約束了派工的三大前置條件 派工單工程實體施工完成后，在系統中完成相應檔案資料歸集工作 實現檔案驗收資料與工程實體同步 現場數據采集 數據關聯 設計施工運維 設計施工運維 基于BIM的項目管理平臺 生產管理數據中臺 個體評價 體系 材料智能 配送 施工組織 分析及智 能調控 團體評價 體系 質量數據 分析監管 安全風險 預估預警 及監管 項
17、目評價 體系 檔案數據 智能管理 投資預測 及管控 一個管理 平臺 一個數據 中臺 三個信用 評價體系 六個智能數 據分析功能 經濟效益 通過合理套裁，降低材料損耗，提高材料利用率，帶來了較高經濟價值。 有利于指導施工生產 自動生成翻樣模型，直接指導現場工人施工，準確無誤。 有利于人力的節約 通過軟件計算避免人工算量的誤差和時間損耗，通過直接導入數控加工設 備節約人力，實現全過程是信息化管理。 全線采用鋼筋、盾構管片集中加工形式,進行集采、加工、配送，全方位全過程 使用信息技術手段管控。 通過使用BIM軟件進行鋼筋翻樣，提高精準度并節約手工算量時間，打通鋼筋加 工設備數據庫接口，可直接按照生成
18、鋼筋量模型導入設備進行數字化自動加工生產。 集供集采 集中配送 精準下料 鋼筋算量 自動加工 數字化加工，集采集供 設計施工運維 設計施工運維 數據 存儲 數據交換平臺 數據 采集 分析 應用 智慧 服務 智慧能源管控服務線網安全保障線網綜合信息服務 以運維為核心的全壽命周期能力 保持 以節能綠色及人員感受度為核心 的應用 環境參數 類信息 火災探測 類信息 列車 信息 能耗 信息 乘客 信息 語音 視頻 設備本 體信息 BIM應用的數字化邏輯與未來探討 未來數字化的探討 第三部分 數字化的邏輯 數字化邏輯未來探討 平臺化 數據化 算法化 覆蓋全生命周期的建筑物聯網：萬物互聯，采集海量數據 建
19、筑數字孿生：用于觀測、指導建造和運維過程 數據服務：服務于建筑過程的所有用戶，為用戶創造價值 數字化邏輯未來探討 p 前端眾多應用對數據處理有著非常高的要求 p 無論數據有多大量，仍存在“供不應求”的問題 p 數據量并不能和業務價值劃上等號 中臺= 數據 + 業務 前臺以客戶為核心，中臺以數據和邏輯為核心，后臺是基礎 建 設 期 數 據 服 務 體 系 運 維 期 數 據 服 務 體 系 計算與存儲 平臺IaaS 中 臺 面 向 用 戶 的 前 臺 計算能力存儲能力 傳輸能力冗余容災能力 實體數據庫建筑規則（DNA） 建筑數據治理平臺 ID標識空間 拓撲 關系 時間成本 建模 標準 建筑 知識
20、 報表 評價標 準體系 建筑數據匯聚平臺 施工管理 管理人員 施工人員 質量 控制 調試 驗收 安全 控制 進度 調控 經濟 成本 控制 物流 控制 及物 流 項目 評價 設計 設備 維護 會議 萬物互聯（IOT）能力 數字化邏輯未來探討 數據質 量標準 元數據 數據 血緣 數據 報告 數據 分發 業務規則 專業 知識 業務 流程 報表 評價標 準體系 表達個性化 本質標準化 服務人性化 數字化是戰略性的 以數字化思維審視現狀和長遠 數字化是全流程業務導向的 未來的藍海是共享、共生、共贏的藍海 數字化是以人才為本的 以業務需求為導向，融入數字化、擁抱數字化。 數字化邏輯未來探討 分 享 完 畢
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