内蒙古高等级公路建设开发有限责任公司呼和浩特分公司 010070
摘要：随着经济和信息技术的快速发展，对于公路隧道在运维过程中的信息化管理，需要更加深入和全面的研究与探索，以解决公路隧道在运维过程中因信息化程度不高带来的管理漏洞。本文依托典型的公路隧道工程，通过在运维阶段引入先进的BIM技术，以信息化的手段解决管理中存在的技术落后、管理不到位的问题，提高运维阶段的管理效率，建立隧道BIM实施规划及公路隧道BIM设备编码规则，并在此基础上构建基于BIM的公路隧道运维系统。
关键词：BIM；高速公路；隧道；安全；运营管理
引言
将信息化和智能化发展贯穿于交通运行服务的各个环节，推动云计算、大数据、物联网、智能控制等技术与交通运输深度融合，基于BIM技术的高速公路隧道全新管理理念应运而生，即通过建立高速公路隧道全真三维模型，并将模型与数据库中所有相关设计变更图纸、施工和运营管理维护信息等相关联，真实全面地在管理平台中展现隧道资产和运营管理状况，以提高隧道现代化安全运营管理水平。
1高速公路隧道运营安全风险分析
高速公路隧道的安全风险分析具备两个基本要素：风险所发生的概率以及造成的损失。无论是在哪种条件下，所建设的项目导致承受风险的体系发生直接或间接的损失，包括其后期引发的后果都在风险的范围之内。而高速公路隧道运营安全风险中，风险事故发生的概率、风险事故造成的损失包括经济损失、人员伤亡及环境影响等都必须要计划在风险范围之内。对于高速公路隧道运营安全风险的发生，不同的国家有着不一样的对待态度。欧洲一些国家在发生重大事故后，专门进行了相关的研究分析以及发布了相应的风险评估办法，如意大利提出一种可以计算特定隧道的风险水平，并将事故中的相关逃生人员数量及策略纳入其中。我国虽于２００４年颁布了行业规范标准，但对于隧道风险的安全风险评估却没有详细的规定。国内的一些学者虽给出了影响隧道运营安全的风险因素及评估方法，但尚未能建立规范的隧道运营安全风险管理体系，相关的风险辨识不够全面和系统，更是缺少定量的评估方法及手段，在防范措施方面缺乏有效性和针对性，因此高速公路隧道安全运营信息化的健全迫在眉睫。
2BIM技术在高速公路隧道安全运营管理的应用研究
2.1BIM模型建立与相关信息挂接
根据隧道各专业结构功能不同，需要分别对隧道周围地质环境、土建工程、机电工程和交安工程建立模型，模型详细程度达到LOD200以上。各专业模型建立完成后经过修改、调整，使其格式符合BIM中心软件平台的要求，然后在BIM中心软件平台上进行综合模型的链接校核，并结合隧道现场实际情况进行确认比对，最终形成隧道整体综合轻量化模型。为了将设计、施工中的各种资料信息和工程信息与BIM模型进行关联挂接，还需要对BIM模型的所有对象和设备进行空间编码，以实现软件系统与三维模型的耦合及软件系统在不同三维场景中的应用。空间编码可对隧道总体、各区域、内部结构、设施设备等形成唯一标识；通过空间编码可在三维空间中快速查找、定位单个设施设备以及病害位置或整套防排水、结构板块、供配电等系统；还可通过设备唯一标识查找、定位空间位置。空间编码主要由隧道主体区域和部位、隧道行车方向、设施系统分类、设施设备名称、各类故障设施和病害的历次修缮信息5部分组成。
2.2隧道运维计划
通过制定定期和日常的隧道运维计划，保证在隧道的合理使用年限内能够安全运营。隧道的运维计划主要包括对隧道结构、设施、设备的年度维修计划和月度维修计划。设施维修管理主要包括设备维修工作提醒、设备工作单位管理、维修记录、维护周期管理、保养周期管理和委外维修管理等，使设备的维修委外记录和内部维修记录形成一个完整闭合的信息流，避免信息保存过程中的流失。
设备维修管理为机电设备管理人员提供了日常的管理功能，可以实现在系统中为构件添加相应的维护计划，系统会按照该计划定期地提醒运维人员对构件进行日常的维护工作，并在维护工作后辅助录入维护日志，以备日后需要调取相同故障设施和病害的相关统计，便于进行预防性养护工作降低安全隐患的发生概率。
2.3隧道应急处置预案的建立
隧道突发事件或者是安全事故发生后，需要进行及时处理，从而减少损失、减少伤亡，要想达到这一目的，最为重要的就是建立健全的应急处置预案，预案不可一概而论，要有针对性。具体而言，首先要理清所有隧道的安全运营情况，并且根据分类和历次处置的紧急事件，制定有针对性的预案，例如，隧道停电、有牲畜进入隧道等非正常情况，要有相应的预案，对于隧道交通事故、危化品事故，也应有应急处置预案。对所有可能发生的隧道安全运营问题都要对应的预案，才能在问题发生时及时采取有效的措施进行处理。
2.4隧道运营安全风险防控分级标准
在全面地进行隧道风险评估之后，根据得出的评估目标和评估标准，使用风险防控来判断安全风险是否在能够接受的范围之内。判断依据为：（１）当隧道的评估结果为低度风险值时，无需采取特别的防控措施；（２）当达到重度风险值时，需要采取风险防控措施进行干预；（３）当达到极高风险值时，必须高度重视且同时采取可行的、安全的、经济的、适合的风险防控措施，以此来加强隧道运营的安全监测管理，减轻或消除高速公路隧道运营的安全风险，延长高速公路隧道的使用时间。高速公路隧道运营安全风险预防措施能够有效地提高对隧道洞口路段速度的控制、照明设备的改善、交通监控的加强、隧道信息发布的健全系统以及隧道管理、安全教育加强等方面的工作。同时，要在现有的能力、技术、管理水平等基础上，选择最适合的风险防控措施方案，最有效满足降低风险事故发生的频率。通过这些有效的方式，达到减轻事故发生的严重程度和整体经济损失的双重目的。
2.5隧道应急处置预案管理
高速公路隧道作为封闭的管状空间，一旦发生事故和灾害，如果处理不及时或不得当，就会对隧道、车辆和人员造成更大的损失和灾难。所以根据隧道的空间结构特点和设备位置，建立不同事故和灾害的应急处置预案尤为重要。建立应急处置预案，首先要对高速公路单隧道的交通流建立模型，分析车辆行驶行为、不同车型车辆行驶特征、运载特征、交通流变化特点，并分析其差异性变化，建立满足不同隧道条件下的交通流模型，并对其进行仿真验证。利用现有交通事故的统计数据，对模型进行过程验证，不断优化模型，然后通过模型，深度分析事故事件与隧道线形、隧道环境、隧道内交通流、隧道内车型种类等因素之间的内在关系，然后建立与事故或灾害特点相对应的应急处置方案。处置方案包括：现场非救援人员的撤离，救援人员施救步骤，救援设施的使用管理。
结语
建立了隧道BIM实施规划及公路隧道BIM设备编码规则，并在此基础上构建了基于BIM的公路隧道运维系统，实现了运维过程中的可视化管理，有效解决了横向各专业、纵向各阶段之间的“信息孤岛”和“信息断层”问题；然而，仍然需要解决故障与病害的信息化和现场突发状况的快速反馈与处理等问题。本研究结合隧道项目的特点及需求，将运用于房建项目较多的BIM运维系统引入隧道项目，通过BIM技术实现信息管理规范化、智能化，提高运维管理人员工作效率，保障隧道安全运营。未来在BIM运维系统开发方面的探索与应用必将随着理论研究的不断深入和技术水平的持续提升有着更加长足的发展，应用软硬件相结合的方法对隧道运维阶段出现的问题进行智能感知、传达、分析与处理。
参考文献：
[1]余颖纾.运营高速公路隧道瓦斯检测系统应用及日常运行管理——以渝广高速公路华蓥山高瓦斯隧道为例[J].建材与装饰，2019（23）：297-298.
[2]王明年，李玉文，刘大刚，等.基于层次分析和可拓物元的高速公路隧道运营安全风险评价方法：中国，CN108921372A[P].2018-11-30.