赖安
广西计算中心有限责任公司 广西壮族自治区南宁市 530000
摘要：由于经济的飞速发展，高速公路规模越来越大，桥隧比占有很大比例，在某些特殊情况，甚至达到了90%，并且逐渐朝着信息化方向发展。本文主要论述了基于BIM技术的高速公路隧道安全运营管理应用，将先进信息技术引入到交通运行服务的每个环节，让大数据、物联网和交通运输进行有机结合，以BIM技术为基础，创新运营管理理念。
关键词：BIM技术；高速公路隧道；安全运营管理
引言：BIM技术具有可视化、动态化、模拟化等特点，可将数据进行收集、整理、处理、传输与储存，属于一种全过程周期应用管理技术。BIM技术大部分运用在大型建筑工程的设计与施工时期，也可对高速公路隧道进行三维仿真建模，将模型和数据库中类似的信息建立联系，全方位展示出隧道资产与运营管理情况，提升运营管理安全性。
一、BIM技术与运营管理
BIM技术在运营管理过程中发挥重要作用，为达到对资源的高效管理与建筑物的增值，在运营时期要重视空间、管理系统与运营数据库实现联系，因此在运维时期数据的提取与模型视图作用更加重要。在安全运营管理中需要处理大量数据，包含事先导入和对接外部数据都要进行优化，以便更好的用于维护，因此编码标准与体系更为重要。要详细区分设备属性和特征，借助相互关系进行组织，利用编码解决兼容问题，可以达到搜索信息的目的，因此系统结构是BIM和运维的关键。
BIM技术的可视化在安全运营管理中起到了至关重要的作用，利用三维模型可以清楚地了解到设施构件的位置，利用模型查询相关数据能够提高运行管理效率。但现阶段还不存在原生的空间概念，所以要对模型开展数据结构优化。在运营过程中，无法直接创建BIM模型对象，要通过二次加工才可被直接使用。属性数据能够对模型数据进行直接利用，使BIM技术体现出最基本的价值，BIM技术的运维还要依赖于大量的外部数据支持，需要对其进行结构化处理[1]。
二、BIM技术的高速公路隧道安全运营管理应用
高速公路隧道有很多组成部分，较为复杂，安全运营管理涉及众多专业领域，包括机电、土建、消防等。经调查研究，一般认为隧道结构、隧道机电系统、运营管理机制是影响高速公路隧道安全运行几个关键因素。所以需构建一个集全部信息为一体的管理平台，以便及时了解实际情况，改变传统人工巡查与视频监控管理的模式，实现现代化管理，保障交通的正常营运。
（一）BIM技术的高速公路隧道运营管理平台架构
1.BIM模型建立和相关信息挂接
按照隧道各专业结构功能的不同，搭建隧道周边地质情况、土建工程、机电工程等模型，使详细程度符合相关标准，模型搭建完毕后要经过加工与修改，让格式同BIM软件相吻合，在软件平台上进行校准，根据隧道具体情况实行对比，最终组成隧道整体轻量化模型。
若想实现各种工程资料和BIM模型建立联系，则要对全部对象与设备进行空间编码，软件系统便可在各种三维场景中运用。空间编码能够将隧道整体、组成结构、设备等形成唯一标识；利用编码能迅速查询到某个设备或系统，借助标识定位方位。空间编码是由隧道、各部分方向、设备类别、设施等构成。SQL server数据库对BIM模型和相关数据交互起到重要作用，此系统能支持多用户共同访问，有助于工作人员在大量数据中提取有用信息。
2.运营维护管理平台框架与功能
管理系统平台为管理人员调用各项数据提供了方便，主要功能包括信息录入、查找与修改；还有对大量的存储信息进行深入分析，具有分类显示、统计整理与故障报警等功能，其本质是要为管理者提供强力的技术支持，为公众的出行提供方便。
在ArcGIS软件平台的基础上加入外部数据库，系统架构使用经典C/S架构。配置服务器端有多重方案，方法要按照用户项目需求来确定。大型项目要部署多种服务器，非大型项目可把数据传输到几台电脑上，专门用来存储、访问与管理。
客户端设备既能够是接通网络的个人电脑，还可是支持无线数据传输的移动终端。工作人员能够借助客户端应用程序展示隧道整体模型，按照不同用户权限对相关数据进行修改。在运营管理平台能够查看基础数据资源和竣工信息资料，对隧道进行健康检查与问题预警，可提供运维计划和应急预案。
（二）BIM技术的高速公路隧道运营管理中具体应用
1.隧道主体结构健康检查
大多数隧道都处在山岭地带，在实际运营过程中，特别是雨季旺盛时节，衬砌表面与缝隙中经常出现渗漏水情况，严重时甚至导致拱顶材料脱落和路面积水。隧道深埋与山体当中，围岩应力变化与分布不均会造成衬砌受力不均，使围岩压力超出承受范围，引发拱顶部位变形，降低整体安全系数。所以要对隧道进行实时监测和检查，监测依赖于布置在各位置的传感设备收集数据，要安排专门巡检人员利用专业装备对隧道和周边环境的数据参数进行检验。
要按照具体情况对数据采集频率进行设置，一般每30至60分钟采集以此。数据会直接传输到监控中心服务器，再和隧道健康评价模型与健康度指标进行对比并分析，获得健康度数值，当此数值高于标准数值时，说明隧道处于正常状态，若低于标准值，系统设置三个预警级别，分别是轻度、中度和重度。工作人员能够在用户使用界面的地图中，直观的观察整体情况，BIM模型中能够清楚看到传感器位置与状况，还能查阅相应资产设备的数据[2]。
2.隧道机电系统维护计划
隧道机电设施的管理维护工作包括日常巡查、远程监视与维修管理，巡检主要观察机电设备外观是否完好无损、是否正常工作。检查故障报警与通信链路是否畅通。维修管理涉及到维修记录维护周期管理与委外维修管理。
现阶段的隧道机电系统管理是将各个部分的管理所独立出来。此种方式的缺点是不同专业的管理人员不能全面的看到相应信息，导致信息无法在维护管理中获得传承，拉低了维护效率，增加了运营成本。在以BIM技术为依托的管理平台上能够让机电管理的各种数据和空间编码进行关联。对故障信息与维修记录实行分类统计并记录，再生成表格文件，根据故障率大小对数据进行处理，筛选出需要重点维护的机电设备，不但确保了信息存储过程的准确性与实时性，更为管理者设定机电设备维护计划提供数据支持。
3.隧道应急处置预案管理
隧道属于封闭管状空间，若出现事故时没有合理的处理方法，会造成重大的损失，因此要按照隧道的空间结构特点与设备方位，制定出针对性的应急处理预案。
设立应急处置预案，要先构建隧道交通流模型，深入分析车辆行驶行为、交通流变化体征，研究其差异性变化，构建符合不同条件的交通流模型，开展仿真验证。通过交通事故统计数据对模型进行不断优化，找到事故和隧道线形、光纤、内通流、车型种类等要素的联系，再制定应急处理预案，方案主要包括非救援人员的撤离、施救方法、救援设备的使用与管理。将方案同BIM模型相关联，模拟应急演练，明确最佳处理措施。
结论：BIM技术属于一种多功能的模拟软件，既提供了可视化管理模式，还确保了数据的协调性与完整性，提升了高速公路隧道安全运营管理质量，基于BIM技术的故障预警能够实现对故障设备的精准定位，应急处置方案可大幅度提高救援效率，降低损失。
参考文献：
[1]洪永佳.新建隧道群下穿既有高速公路隧道安全分析及施工保障[J].路基工程,2020(06):54-59.
[2]张子凯.高速公路长隧道机电交安工程施工安全管理探索及应用[J].公路,2020,65(12):220-223.
作者简介：姓名：赖安（1993.02.26）；性别：男，民族：壮，籍贯广西武宣县，学历：本科；现有职称：助理工程师；研究方向：大数据、人工智能、信息化。