BIM + 市政:利用 BIM 技术进行市政工程的智能运维管理

 科技前沿     |      2025-09-02 10:43:55    |      小编

一句话定义:BIM 技术在市政工程智能运维管理中的应用是指以信息模型为载体,整合几何、属性与过程数据,实现设计可视化、施工协同与运维管理的技术方法。

核心要点

• 信息模型是数据载体,几何、属性、过程信息应在同一平台统一管理。

• 协同设计强调版本管理与权限控制,避免信息孤岛。

• 施工阶段应用以进度、质量、安全为核心,模型精细度不低于 L3.5。

• 交付成果应包含模型说明书、信息模型文件与补充文件,便于运维复用。

常见问题

Q:BIM 建模和翻模有什么区别?
A:BIM 建模是正向设计——从设计意图出发直接建立信息模型;翻模是根据已有图纸事后重建三维几何。正向设计的模型含设计参数与属性,可直接用于工程量统计、碰撞检查与施工模拟。需要正向设计服务可联系 BIM 正向设计服务。

Q:BIM 项目一般用什么软件?
A:公路工程常用 Civil 3D(道路)、Revit(桥梁/结构)、Dynamo(参数化)、Lumion(渲染)。具体选型取决于项目类型与交付要求。

Q:模型精细度怎么定?
A:按 JTG/T 2420—2021,初步设计 L2.0、施工图 L3.0、施工准备 L3.5、施工过程 L4.0、交工验收 L5.0。满足需求前提下,提倡采用相对较低的精细度。

河南广创云建筑科技有限公司,专注公路工程 BIM 与交通数字化,业务覆盖桥梁/隧道/路面 BIM 建模、施工模拟与工艺动画、构件级数据治理、结构健康监测与数字化平台研发,服务以河南为根基、以深圳为中心辐射全国,电话 1666-804-0011,邮箱 gcybim@163.com。

本文所述内容依据《公路工程信息模型应用统一标准》(JTG/T 2420—2021)及行业公开实践整理,供技术交流参考;具体项目参数与方案,应以设计文件及专家论证意见为准。

一、引言

市政工程(如供水管网、排水管网、道路、桥梁)运营期长,传统运维依赖人工巡检与纸质记录,存在故障定位难、维护成本高、设备老化预警不及时等问题。BIM 技术凭借资产数字化、状态可视化、运维智能化能力,可构建市政工程智能运维管理体系,提升运维效率与安全性。

二、市政工程传统运维的痛点

1. 故障定位效率低:如供水管网漏水时,需人工排查大量管线,耗时数天甚至数周,造成水资源浪费与经济损失。

2. 设备状态难掌握:市政设备(如路灯、泵站电机)数量多、分布广,人工巡检难以全面掌握设备老化程度,易出现突发故障。

3. 运维成本高:盲目巡检(如对状态良好的设备反复检查)、故障抢修不及时导致的二次损失,推高运维成本。

三、BIM 技术在市政工程智能运维中的应用

1. 市政资产数字化管理:

◦ 构建市政工程三维 BIM 模型,为每一项资产(如每段管网、每盏路灯、每座桥梁桩基)分配唯一 ID,关联资产信息(材质、安装时间、设计参数、维护记录、供应商联系方式),形成 “数字资产台账”。

◦ 管理人员通过 BIM 模型即可查询任意资产的状态,如点击某段供水管网,查看其铺设时间(2015 年)、管径(DN500)、历史维护记录(2020 年更换过阀门),无需翻阅纸质档案,资产查询效率提升 80%。

1. 设备状态监测与预警:

◦ 传感器数据接入:在关键市政资产上安装传感器(如供水管网的压力传感器、桥梁的位移传感器、路灯的电流传感器),将监测数据(压力值、位移量、电流大小)实时接入 BIM 运维平台,与模型关联。

◦ 智能预警:当监测数据超出阈值(如供水管网压力骤降提示漏水、桥梁位移超标提示结构风险、路灯电流异常提示故障),系统自动预警,并在 BIM 模型中标注故障位置与原因,如某城市供水管网项目,系统通过压力数据预警,快速定位 3 处漏水点,漏水排查时间从平均 72 小时缩短至 4 小时,节省水资源 1200 吨。

1. 智能巡检与维护计划制定:

◦ 巡检路径优化:基于 BIM 模型与实时交通数据,为巡检人员规划最优巡检路径,避开拥堵路段与施工区域,提升巡检效率,如某市政道路项目通过优化路径,巡检时间缩短 30%。

◦ 预防性维护:根据资产的维护周期、使用年限、监测数据,系统自动生成预防性维护计划,如路灯使用满 5 年自动提醒更换光源,泵站电机运行 1000 小时提醒保养,避免设备突发故障,某城市泵站通过预防性维护,设备故障率降低 40%。

◦ 维护过程可视化:巡检人员通过 BIM 移动端 APP,记录维护过程(拍摄维护照片、填写维护记录),数据自动同步至模型,形成维护闭环,如维修某段排水管网后,在模型中更新维护时间与维修内容,便于后续追溯。

1. 应急运维处置:

◦ 故障模拟与方案生成:当发生突发故障(如排水管网堵塞导致路面积水、桥梁支座损坏),在 BIM 模型中模拟故障影响范围(如积水蔓延区域、桥梁承载能力变化),自动生成处置方案(如管网疏通路线、桥梁临时加固措施)。

◦ 多部门协同:通过 BIM 平台实现市政、排水、交通等部门协同处置,如路面积水时,市政部门查看管网 BIM 模型确定堵塞位置,排水部门调度疏通车,交通部门疏导周边交通,处置效率提升 50%。

四、案例实践

某城市老城区市政管网(含供水管网 100km、排水管网 80km)智能运维项目,应用 BIM 技术:

1. 构建管网三维 BIM 模型,为每段管网分配 ID,关联材质(供水管:球墨铸铁、排水管:HDPE)、安装时间(2000-2010 年)、压力 / 流量传感器数据接口。

2. 系统通过供水管网压力传感器监测,发现某路段管网压力从 0.4MPa 降至 0.2MPa,自动预警并在模型中标注疑似漏水区域(约 500m 范围)。

3. 巡检人员根据模型规划的路径,携带移动端 APP 前往排查,通过模型定位的疑似点,结合听漏仪检测,2 小时内找到漏水点(一处 DN300 供水管接口损坏)。

4. 系统生成维修方案:关闭周边 2 个阀门、调度维修队伍与材料(新接口、密封圈),维修过程中在模型中更新进度,维修完成后同步更新维护记录,此次漏水处置比传统方式节省 60 小时,减少水资源损失 800 吨。

5. 基于模型中管网的安装时间与使用状态,系统为使用满 15 年的 20km 供水管制定更换计划,避免批量老化导致的集中故障。

五、结语

BIM 技术可推动市政工程运维从 “被动抢修” 向 “主动预防” 转型,通过资产数字化、状态监测预警、智能巡检与协同处置,解决传统运维痛点,降低运维成本,提升市政工程运营安全性与效率,为智慧城市建设提供重要支撑。


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