CN112434123A - 一种基于bim和rfid的轨道交通全寿命期管理数据存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，属于轨道交通管理领域。本发明包括：S100、信息采集，包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；S200、BIM设计模型建立；S300、BIM构件深化，基于BIM进行构件深化设计，深度参见LOD400深度；S400、完善构建信息，建立基于BIM构件信息库；S500、构件加工、安装及写入RFID；根据BIM深化模型进行构件加工及施工安装，根据运维需要选取构件，从BIM构件信息库提取运维信息项，写入RFID标签中，将标签贴在对应构件上；S600、应用分析。本发明克服现有技术中轨道交通项目的全寿命期管理不便的问题，通过利用BIM和RFID技术相结合，有助于实现智能管理。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通管理技术领域，更具体地说，涉及一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法。
背景技术
近些年来我国轨道交通行业发展迅速，《城市轨道交通2018年度统计和分析报告》中指出：截至2018年底，中国大陆地区共有35个城市开通城市轨道交通(以下简称城轨交通)运营线路185条，运营线路总长度5761.4公里。城市轨道交通是一个复杂的系统工程，其投资大、系统多、技术密集、建设周期长。项目会涉及多个子系统和专业。
BIM技术由美国佐治亚理工学院建筑与计算机系教授查克·伊士曼博士于1975年提出，其基于数字化和可视化技术，集成和管理与建设项目有关的信息。这些信息不仅包含建筑、结构、设备等几何视觉信息，还包括成本、性能等非几何管理信息。建筑信息模型(Building Information Modeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。
射频识别RFID是Radio Frequency Identification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。RFID的应用非常广泛，目前典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。射频识别技术的载体一般都是要具有防水、防磁、耐高温等特点，保证射频识别术在应用时具有稳定性。就其使用来讲，射频识别在实时更新资料、存储信息量、用寿命、工作效率、安全性等方面都具有优势。射频识别能够在减少人力物力财力的前提下，更便利的更新现有的资料，使工作更加便捷；射频识别技术依据电脑等对信息进行存储，最大可达数兆字节，可存储信息量大，保证工作的顺利进行；射频识别技术的使用寿命长，只要工作人员在使用时注意保护，它就可以进行重复使用；射频识别技术改变了从前对信息处理的不便捷，实现了多目标同时被识别，大大提高了工作效率；而射频识别同时设有密码保护，不易被伪造，安全性较高。
与射频识别技术相类似的技术是传统的条形码技术，传统的条形码技术在更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面都较射频识别技术差，不能够很好的适应我国当前社会发展的需求，也难以满足产业以及相关领域的需要。
目前轨道交通项目的全寿命期管理存在以下问题：
1、二维图纸的存储和表达方式具有诸多局限性。轨道交通项目的图纸信息涉及地铁场站及区间等大量信息，传统的二维表达不直观。纸质图纸文档不易保存，往往存在缺失现象，查询不方便。
2、涉及信息复杂多样，难以信息化应用。轨道交通项目的海量的土建信息(建筑结构等)、机电信息(管线及设备等)，这些信息在运维过程中非常重要，而传统方式是分散存储，调用起来非常麻烦。
3、运维管理过程中，传统运维信息平台往往是基于二维图纸或者数据库的，不直观。
4、传统巡检方式效率较低，容易被篡改信息。
5、传统巡检方式通过二维码等只能在明显位置，才能通过扫描二维码读取对应信息。对于隐藏在天花板内的管线等查询起来，非常不便。
经检索，中国专利申请号：201910477840.X，发明创造名称为：一种基于RFID和BIM技术的地下空间智慧施工人员管理系统，该申请案包括，建筑信息模型BIM模型子系统和定位考勤子系统；BIM模型子系统与定位考勤子系统通过有线或无线网络进行连接，通过定位考勤子系统中的安全预警模块获得根据BIM模型子系统中的施工进度信息和仿真危险程度，对施工场所范围的用户进行预警，同时通过定位基站，实时获得定位信息，能够保障救援和施工安全。该申请案并不适用于对轨道交通的管理。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中轨道交通项目的全寿命期管理不便的问题，拟提供一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，通过利用BIM和RFID技术相结合，有助于实现智能管理。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，包括以下步骤：
S100、信息采集，包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；
S200、BIM设计模型建立；
S300、BIM构件深化，基于BIM进行构件深化设计，深度参见LOD400深度；
S400、完善构建信息，建立基于BIM构件信息库；
S500、构件加工、安装及写入RFID；根据BIM深化模型进行构件加工及施工安装，根据运维需要选取构件，从BIM构件信息库提取运维信息项，写入RFID标签中，将标签贴在对应构件上；
S600、应用分析。
更进一步地，S200具体包括以下过程：
S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；
S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型，设计深度参考LOD300；
S203、场站模型分为土建和机电两部分，土建包括建筑结构及装修部分模型；机电部分分为机电管线及设备模型；
S204、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。
更进一步地，S400具体包括以下过程：
S401、根据标准规则，对于构件进行编码，方便后续信息化应用；
S402、根据深化后的构件进一步完善构件信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数；
S403、在构件信息同时要预留运维阶段信息项，包括ID、规格信息、状态信息、运行过程数据、维保信息、环境数据；
S404、通过以上完善BIM构件信息，基于BIM模型，通过BIM软件Autodesk Revit中的开放数据库互连，导出数据到Access数据库中，形成运维管理的初始数据库。
更进一步地，S600应用分析包括：
S610、信息存储查询模块：基于BIM技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供在BIM平台和数据库中查询功能；
S620、三维可视化模块：基于BIM技术，提供三维可视化分析功能，真实展现轨道交通项目的各种各类构件，可以观看整体模型、分专业模型、分层模型、区域模型、局部模型和单个构件模型；
S630、施工作业管理辅助模块，包括：
S631、在施工过程中随时观察构件的空间位置，理解设计意图，对于复杂钢结构节点、管线密集设计具有指导作用；
S632、对于施工过程中必要的更改，跟设计及业主充分沟通后，将结果更新到模型中，形成竣工模型；
S640、基于BIM及RFID的运维辅助管理，包括：
S641、设备管理，查询和维护设备信息，在BIM端可以进行三维可视化展示；
S642、空间管理，包括空间信息查询；
S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；
S644、维护管理，基于BIM形成设运维表单生成、巡更管理；维护的方法包括通过BIM端、数据库、RFID读写器查询。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，BIM采用所见即所得的三维建模方式，方便直观，对于建筑类建模具有准确和直观的特点，且BIM可将所有信息赋予到建筑物每个构件中，比如墙梁板柱、基础、照明设备，它的品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数均存储到设备中，方便管理。
(2)本发明的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，基于BIM可以通过RFID读取ID，对应在BIM平台中可以直接锁定三维模型中的构件，所见即所得，可以进行灵活的三维展示，有利于隐蔽工程的管理。
(3)本发明的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，RFID读取速度快，并且可以往标签内写入信息，通过手持终端进行巡检，灵活方便，同时无法篡改信息，对于巡检质量得到保证。
附图说明
图1为本发明中信息交互的数据流程示意图；
图2为本发明方法的管理流程图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，包括以下步骤：
S100、信息采集，包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；
S200、BIM设计模型建立；具体包括以下过程：
S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；
S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型，设计深度参考LOD300；精确几何模型，满足设计要求；
S203、场站模型分为土建和机电两部分，土建包括建筑结构及装修部分模型；机电部分分为机电管线及设备模型；机电管线及设备是运维的重要部分；
S204、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。有些构件需要进一步深化设计，例如机电管线，可在深化后添加此类信息；有些构件例如设备，前期信息不明确或不详实，也可在构件深化设计后，在建立基于BIM构件信息库时录入。
S300、BIM构件深化，根据设计要求、生产及运输要求、施工要求等，基于BIM进行构件深化设计，深度参见LOD400深度，即加工制造级别；
S400、完善构建信息，建立基于BIM构件信息库；由于BIM是基于构件搭建的模型的，常用构件包括建筑的电梯、门窗、装饰构件等，结构的墙梁板柱等，机电的各种管线段和设备等，BIM基于每个构件进行信息录入，形成富含信息的三维模型；具体包括以下过程：
S401、根据标准规则，对于构件进行编码，方便后续信息化应用；
S402、根据深化后的构件进一步完善构件信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数；
S403、在构件信息同时要预留运维阶段信息项，包括ID、规格信息、状态信息、运行过程数据、维保信息、环境数据；
S404、通过以上完善BIM构件信息，可以通过BIM建模软件的二次开发，即基于BIM模型，通过BIM软件Autodesk Revit中的开放数据库互连，如Open DataBaseConnectivity，ODBC；导出数据到Access数据库中，形成运维管理的初始数据库。
S500、构件加工、安装及写入RFID；根据BIM深化模型进行构件加工及施工安装，根据运维需要选取重要构件如重要设备、重要管线构件、主要隐蔽工程的构件等，从BIM构件信息库提取运维信息项，写入RFID标签中，将标签贴在对应构件上；
S600、应用分析，包括：
S610、信息存储查询模块：基于BIM技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供在BIM平台和数据库中查询功能；
S620、三维可视化模块：基于BIM技术，提供三维可视化分析功能，真实展现轨道交通项目的各种各类构件，可以观看整体模型、分专业模型、分层模型、区域模型、局部模型和单个构件模型；灵活显示，所见即所得，方便直观；
S630、施工作业管理辅助模块，包括：
S631、在施工过程中随时观察构件的空间位置，理解设计意图，对于复杂钢结构节点、管线密集设计具有指导作用；
S632、对于施工过程中必要的更改，跟设计及业主充分沟通后，将结果更新到模型中，形成竣工模型；
S640、基于BIM及RFID的运维辅助管理，包括设备管理、空间管理、隐蔽工程管理、应急辅助管理和维护管理等，其中维护的功能包括：
S641、设备管理，查询和维护设备信息，在BIM端可以进行三维可视化展示；
S642、空间管理，包括空间信息查询；
S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；
S644、维护管理，基于BIM形成设运维表单生成、巡更管理；
维护的方法包括通过BIM端、数据库、RFID读写器查询。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、信息采集，包括已有图纸、电子地图、资料档案、设备运维信息；
S200、BIM设计模型建立；
S300、BIM构件深化，基于BIM进行构件深化设计，深度参见LOD400深度；
S400、完善构建信息，建立基于BIM构件信息库；
S500、构件加工、安装及写入RFID；根据BIM深化模型进行构件加工及施工安装，根据运维需要选取构件，从BIM构件信息库提取运维信息项，写入RFID标签中，将标签贴在对应构件上；
S600、应用分析。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，其特征在于：S200具体包括以下过程：
S201、根据已有图纸和经验建模或设计师直接采用BIM技术正向设计，模型建立包括建模前建立构件库和实际建模两个过程；
S202、建模包括场站和区间及相关设备两部分模型，设计深度参考LOD300；
S203、场站模型分为土建和机电两部分，土建包括建筑结构及装修部分模型；机电部分分为机电管线及设备模型；
S204、基于BIM三维模型添加各种属性信息，包括构件的材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，其特征在于：S400具体包括以下过程：
S401、根据标准规则，对于构件进行编码，方便后续信息化应用；
S402、根据深化后的构件进一步完善构件信息，包括钢筋信息、混凝土强度信息、管线材料、品牌、厂家、生产日期、施工信息、设备参数；
S403、在构件信息同时要预留运维阶段信息项，包括ID、规格信息、状态信息、运行过程数据、维保信息、环境数据；
S404、通过以上完善BIM构件信息，基于BIM模型，通过BIM软件Autodesk Revit中的开放数据库互连，导出数据到Access数据库中，形成运维管理的初始数据库。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM和RFID的轨道交通全寿命期管理数据存储方法，其特征在于：S600应用分析包括：
S610、信息存储查询模块：基于BIM技术，将设计施工运维全过程涉及的几何信息和非几何信息进行存储，提供在BIM平台和数据库中查询功能；
S620、三维可视化模块：基于BIM技术，提供三维可视化分析功能，真实展现轨道交通项目的各种各类构件，可以观看整体模型、分专业模型、分层模型、区域模型、局部模型和单个构件模型；
S630、施工作业管理辅助模块，包括：
S631、在施工过程中随时观察构件的空间位置，理解设计意图，对于复杂钢结构节点、管线密集设计具有指导作用；
S632、对于施工过程中必要的更改，跟设计及业主充分沟通后，将结果更新到模型中，形成竣工模型；
S640、基于BIM及RFID的运维辅助管理，包括：
S641、设备管理，查询和维护设备信息，在BIM端可以进行三维可视化展示；
S642、空间管理，包括空间信息查询；
S643、隐蔽工程管理，包括地下管线查询、混凝土和钢筋信息查询、装修后的管线排布信息管理；
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