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摘要：轨道交通由于安全舒适、准点高效受到出行者的欢迎，但高昂的建设、运维费用和管理复杂也一直困扰着轨道交通的建设者、管理者。随着物联网、云计算、大数据、AI、BIM等新技术的进步与成熟，给轨道交通的发展指明了方向，带来新机遇！
关键词：物联网；BIM；大数据；地铁全生命周期
1、项目背景
随着城市化进程的加快，城市人口剧增给交通带来的压力日渐明显，节能、快捷和大运量特征的轨道交通成为城市发展的迫切需要。
2、地铁智能化建设现状
受到当时技术和人们认知的限制，地铁智能化并不智能，不能很好满足运营的实际需要。主要表现在以下几点上：
2.1、存在大量的智能孤岛、信息孤岛，远没有达到智能化的目标，管理、运维困难，运维效率低，运维成本高昂。
2.2、目前地铁智能化集成-地铁综合监控是通过“烟囱”式的垂直集成方式通过软件接口与地铁内各智能化子系统进行数据对接，这种解决模式同样也远不能满足地铁建设和管理运营的实际需求。
2.3、各专业的系统产生的数据不能得到有效的发掘和利用，使数据的积累不能及时产生价值。
2.4、BIM应用支离破碎，规划、设计、施工BIM没有延伸到运维、运营阶段，使得BIM的效能大打折扣，投资效益得不到有效回报。
因此，地铁建设、运维、管理人员呼唤能有一个贯穿规划、设计、施工、维护、运营全生命周期，能快速部署、简单易用，能够按应用需求随时调整、扩充，能够按运维管理人员工作职责分配功能满足其个性化需求，不受使用地点限制、高度安全、可靠的智慧运管维一体化平台，成了一个迫切需要。
3、地铁建设新趋势
当前技术发展，整个社会已经进入到物联网+大数据+AI的时代，基础的建筑和设施设计也已经进入BIM时代，地铁建设应当以管理为核心建立智慧运维环境，维修活动数据化、数据动态化、图形化，为管理活动提供数据丰富的图形化、立体化决策支持。以“技术突破”为主，以最终效益为导向，新技术引入兼顾实用性和线网可扩展性。
采用“大数据驱动”和“需求应用驱动”智慧运维发展技术路线相结合的原则，各单位智慧运维前期建设以“需求应用驱动”技术路线为主，结合需求及要达成的管理目标，合理规划应用的功能布局，通过数据本地分析，初步实现智慧运维功能。后期在运营总部各专业数据共享基础上，以“大数据驱动”技术路线为主，实现专业数据融合、专业建模和统一大数据分析，最终实现智慧运维。
4、物联网+BIM+大数据全生命周期方案的可行性分析
物联网，BIM和大数据各种应用技术方案层出不穷，利用这三种技术对地铁进行运营和管理，已没有任何技术瓶颈。
4.1、物联网技术
轨道交通的物联网理念是完全不同于综合监控管理平台的概念，它是综合监控集成管理平台所无法比拟的。物联网可以独立于软件平台智慧化运行，无论上层软件是否正常，物联网都能忠实地执行设备和信息层面的协同互动工作，也能响应人在环境中的活动，产生不同的环境变化结果。
SAFTOP的地铁物联网系统架构图
在以上地铁物联网系统架构图中，现场设备层之上增加了一个物联网层，物联网层以上部分就是传统的综合监控的软件层面的业务范畴。
物联网，技术已经非常实用化，在智慧楼宇中已经有非常成熟的案例。只是地铁行业需要逐步的尝试。
4.2、BIM技术
目前国内BIM技术已经在所有超高层和大面积的园区进行使用，但是大部分还停留在设计和施工阶段，在运维阶段如何使用数据，关键是如何将复杂的必须由专业人士在高性能电脑上操作的BIM大模型变得能让监控管理人员在普通电脑上能用存在技术问题，以及在BIM模型中成千上万的设备如何在运维时让信息精确定位到设备，如何让设备精确定位到空间等问题。
随着SAFTOP基于BIM的综合监控管理平台以及基于BIM的运维平台的开发成功，BIM的后期运维应用变得切实可行。
将BIM结合物联网，可将所有的子系统通过物联网配置系统进行统一配置，根据专业、区域、权限等不同，进行权限分配。同时，还能展示其他需要关注的综合信息、统计信息，并能在通过网页链接，直接展示或控制第三方特定页面的信息。
可以通过界面直接点击目标对象设定或查看包括厂商、联系人、联系方式、应急预案、参考案例、BIM信息、接线信息、备件信息、库存信息等所有关心的信息内容，让监控值守人员及时、准确、高效、目标明确地维护有用的参考信息，使系统运行时间越久，参考信息越齐全。
BIM结合物联网，可以在传统综合监控的基础上，完成故障的自反馈和自修复，自动报障、自动产生工单而无需人员干预，能让收到信息的人员及时了解问题发生的空间位置，并及时获取所有目标对象的参数和实时运行数据，使决策正确有效。
BIM监控和运维结合物联网提升到了一个传统综合监控远不能企及的高度，在一个平台下对所有专业的设备进行配置和管理，从物理和逻辑两个层面分别进行管控，让运维简单、操作容易、理解容易。
4.3、大数据
目前SAFTOP已经具备了一个成熟大数据的支撑平台，提供了海量数据存储、检索、分析、容错、一键发布应用到多台计算机等功能，并用一个高效的管理页面来管理所有的应用和服务，只需一个人就能维护海量的数据和计算机，可以针对设备、时间、空间、人员、效率、能耗等因素进行大数据分析，从而得出如何能大幅度节能、如何让地铁的客流高效通过、如何从客流中发掘出不安全因素等地铁行业所关心的核心问题，可以通过SAFTOP的继承展示平台展现出来，实施高效管理。
5、可行性研究结论
物联网+BIM+大数据全生命周期方案的推行，对促进轨道交通技术结构，组织结构，产品结构的调整优化有着积极的推动意义，符合轨道交通行业布局和结构调整政策，良好的社会效益可以预期。
物联网方面有物联网相关的硬件产品和物联网平台软件，并结合BIM已经落地的综合监控及运维管理产品，能完全替换现有的综合监控管理平台功能，而大数据方面则有支撑平台和集成展示平台，完全可以适应地铁数据价值挖掘的发展要求。
物联网相关的配置系统都是基于原来综合监控管理平台有的类似模块，但是功能却上了一个台阶，与之相应的建设成本主要是增加了BIM的相关工作，增加了物联网路由器等硬件设备，设备数量和成本相对于地铁智能化建设总成本来说非常低廉。而大数据则是线路或线网级配备即可，属于一次性投资。总体费用增加相比传统的费用增加不多，完全在可接受范围。
总的来说，成熟的物联网、BIM和大数据技术综合运用，可以对地铁全生命周期监控、管理和运营，形成良好的促进和提升。
论文作者:刘三明
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第20期
论文发表时间:2019/7/9
标签：数据论文; 地铁论文; 技术论文; 信息论文; 高效论文; 轨道交通论文; 设备论文; 《建筑模拟》2019年第20期论文;