陈鑫
江苏电力信息技术有限公司 210024
摘要:在电力工程基建期间,现场监管的主要目的是保证建设过程按照预定进度安全进行,保障施工质量符合要求。高效、智能化的现场监管工作,需要结合传感技术、通信技术、大数据技术、智能分析识别技术、数据库及共享技术、BIM技术、移动互联网技术等,实现基建期间现场各种设备、人员、工器具、环境的状态感知,通过获取的信息进行分析、评估、预警、处理整治,做到闭环化管理。各类技术的集成和共同可视化展现,是现场监管最重要、最经济的手段,BIM与物联网技术的集成是其中重要的一环。
关键词:集成BIM与物联网技术;电力工程;智能监管系统
引言
近些年,随着我国电力工程行业的快速发展,一方面带来了国民经济的增长,另一方面也带来了更多的安全事故。电力工程行业作为高投资、高安全风险行业,在我国电力安全事故的死亡率相对较高,如何提高安全管理效率和降低安全事故频率成为了电力工程行业的难题。安全事故发生主要源于管理水平低、人不安全行为、物不安全状态及不安全环境的影响,传统安全管理模式是通过建立安全生产管理制度来减少不安全因素,并且采用日常巡检,专项、季节性检查等方式来避免事故发生。传统的安全管理效果并不理想,无法满足现阶段需求,随着信息化时代到来,BIM技术集成应用为安全管理拓展了新的思路。
1物联网技术的概念
物联网技术是正处于蓬勃发展中的互联网技术之一,其概念则是基于物品编码组织EAN.UCC的计算机实践同麻省理工学院共同提出,其本质是基于互联网的信息传输交换系统,即利用各种传感器,使用通信协议,将物体的各种信息及周边环境信息,通过互联网连接起来,实现信息的交换与传输,从而实现自动化识别、定位、监管、控制的网络系统。物联网的基础虽仍然是互联网,但它又是互联网的扩展和延伸,物联网将应用端扩展至物品与物品间,目标是实现万物互联。
2 BIM与物联网集成应用现状
BIM(BuildingInformationModeling)即建筑信息模型,是对设施的物理和功能特征进行数字展示的方法。BIM模型可以包含各类物理信息、工程信息、进度信息、造价信息、运维信息等,可以支持设计、施工、运维等全生命周期。BIM自2003年引入国内,最先在工程建设行业使用,主要被设计公司用于最终效果的直观展示,较难形成工程建设真正的生产力。设计BIM模型往往存在一定问题:精度不高、仅为满足效果展现需要;各专业信息统计不完善,三维模型存在较多错误;设计单位所提交的模型只是简单建模,未考虑在实际建设阶段、运维阶段的使用;设计阶段的BIM使用特定软件,需专业人员进行处理,费用高昂,培训工作巨大,很难供施工单位、监理单位直接使用。这些现状也限制了BIM技术在电力工程建设阶段的现场监管中的应用。物联网(InternetofThings)概念最早是指利用RFID(RadioFrequencyIdentification)等传感技术,根据需求将大量传感器安装于目标物体之上,实时获取目标物体上管理人员所重视的有用信息,再用通信技术,将采集信息传输至数据库和展示系统。并利用数据自动分析技术,对关注的目标进行自动化的监控和智能化的控制。物联网技术与BIM技术的融合,开始于RFID技术与BIM的联合应用。RFID技术可以实时获取目标物体的位置和基本信息,并可将数据存储于数据库中,便于历史查询。BIM与RFID的结合,可以在平台端直观展示目标物体的监测数据,便于管理。随着BIM与物联网技术的推广应用,BIM也逐渐与视频系统、GPS、GIS、通信技术等融合,尝试在全生命周期内的应用。
利用BIM和IFC技术,形成民建设施在设计、施工、物业运行阶段共同应用的智能物业管理系统;基于BIM、监控系统、传感器技术等开发加油站综合信息监控系统,形成一套包含物联网感知、网络层、Web程序发布三个层级的加油站综合信息监控,用于提高加油站信息化和管理水平;基于BIM、GPS定位、GIS、IC卡管理、视频监控系统,开发加油站运维集成管理系统,实现加油站运维阶段物流管理、安全管理、实物资产管理、IC卡管理于一体的智能管控。BIM与物联网技术的集成,难点在于数据共享,这需要统一数据格式、规范数据接口。国际标准组织推出CGB架构(CAD-GIS-BIM),在此基础上可使空间信息和微观信息依据统一的数据交换协议实现数据交互和共享。BIM专业软件与物联网的结合,以及与Web端平台的结合,涉及不同系统间的数据交换,为避免转换和对接过程中的数据缺失,建筑行业发布了数据表达标准,即IFC标准(IndustryFoundationclasses)。数据在不同系统间进行交换时,满足IFC标准即可。
3电力工程基建期BIM建模与物联网构建
3.1电力工程基建期现场管控存在问题
电力工程建设是一个复杂过程,包含土建、电气安装、试运行等多个阶段。施工现场环境复杂,现场管控产生大量资料,施工过程中涉及人机料法环和质量、进度、安全管理。传统以人工采集为主的数据采集方式,导致各处数据标准不规范,无法做到自动采集和数据自动存储,无法达到数据一次采集、规范化存储的要求。现阶段物联网和BIM集成及应用存在的主要问题有:①数据信息集成度低,关联度小,各类数据不共享,各前端采集设备产生的数据和管理文件需要重复录入;②BIM需要用专门的软件来查看,现场管控中产生的图像、传感器数据等有各自的展现途径,现场人员需要频繁在各类平台及系统间进行切换,效率低且无法及时将信息反馈。
3.2定位管理功能
电子标签卡在现场可以被附近的读卡器读到,每个读卡器可以同时读取多人信息,管理人员可以在系统中随时掌握各个人员的位置信息,监控各个人员在相应位置的工作时间,安全管理人员可以在人员相对集中的地区,进行更周密的安全管理,及时调整安全管理力量的部署,做到对危险区域的应对自如。
3.3 BIM模型构建
基建期BIM管理包括BIM模型和业务架构两方面。BIM模型以设计阶段的CAD图为标准,包含建筑物基础及主体、电缆沟、照明系统、暖通系2.2BIM模型构建基建期BIM管理包括BIM模型和业务架构两方面。BIM模型以设计阶段的CAD图为标准,包含建筑物基础及主体、电缆沟、照明系统、暖通系
结束语
本文提出了一套在电力工程基建现场智能管控中BIM与物联网技术建设和集成的方法。该方案可以提高数据共享水平,增加现场管控人员维度,提高管理效率,降低对人员投入的需求,同时很好地避免了数据重复录入、平台重复建设、各类软件重复投入等问题。物联网技术与BIM技术的集成,是电力物联网建设在基建期发挥作用的一个很好切入点。对于增强电力工程建设的过程化智能管控能力、提高电力工程建设的信息化水平具有重要意义。
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