基于 BIM的地铁车站机电设备维修研究与应用 --以电扶梯为例

基于 BIM的地铁车站机电设备维修研究与应用 --以电扶梯为例

杨丹青

云之龙招标集团有限公司  广西南宁 530022

摘 要：在我国一些大城市，轨道交通已经成为了城市公共交通系统中十分重要的一个环节。每天都有大量的人员依赖地铁出行。但也正是因为这个原因，地铁站内的机电设备每日承担的工作量极大，所以有必要采用科学的检测与维修手段来对各种设备进行检修。在本文中，笔者以地铁站内的电扶梯为例，探讨了基于BIM技术的地铁站机电设备维护工作的一般开展方法。以期能给有关工作人员提供参考。

关键词：BIM；设备维护；电扶梯

前 言

自动电扶梯在生活中的应用也越来越广泛。电扶梯是地铁站内十分常见的机电设备之一。由于地铁高峰期乘坐电扶梯的人员密度较大，因此其日常维护工作是必不可少的。近年来，由于电扶梯故障而导致的人员伤亡事件时有发生。鉴于此，以BIM技术为基础，进一步提升以电扶梯为代表的地铁站机电设备的检修水平是具有一定现实意义的。

1 BIM技术简介及其优势

1.1BIM技术简介

BIM技术的全称是建筑信息模型技术。他实际上是提供一种数据化的管理工具，这种工具已经被广泛的应用到了建筑工程和管理方面。其数据化特性体现在以三维图形的模式来对物件的导向已经其他建筑学和工程学特征进行描述，以便于管理者进行可视化操作。其次，他还有一个强大的数据库，该数据库能够记录和存储各种建筑信息。该数据库为一个三维信息数据库。简言之，BIM技术可以将各建筑结构都以三维模型进行呈现，便于观测者直观的观察设备的部件以及布置状况。并将各项数据进行高度的信息化集成。将该技术应用于地铁站内设备的维修工作可以使工作人员不在依赖于各种复杂的纸质材料和手工记录。该技术的应用是对传统工作的一次现代化改革，具有明显的优势。

1.2BIM技术的优势

地铁车站内的机电设备系统十分庞杂，有包括通信系统、电梯系统、自动验票计费系统、通风系统等大大小小的几十个系统。如此复杂的机电设备系统在进行维护和检修时，如果采用传统的手段进行，那工作量将无法想象。此外，随着我国生产技术的不断发展，很多设备都处于更新换代中。若不采取现代化的有效维护措施，那么地铁站内机电设备的维护工作将举步维艰。

BIM技术具有良好的实践效果。首先，工作人员不在依赖于纸质档案来开展工作，这对于效率的提升具有明显的优势。此外，BIM信息库中存储了有关于设备的全部信息，包括设备的采集、制造、安装、维修记录等。这些数据可以迅速便捷的查询到，避免了由于信息不对等造成的经济损失和工期延误。

2基于BIM的地铁设备维护模式的建立

2.1维护管理平台的建立

如下图所示为该管理模式以及架设流程。由下图我们看到，整个平台的建立都是围绕着可视化模型展开的。首先，各部门的工作人员将部门内的所有信息、合同、图纸、日志等都以电子信息的模式纳入到数据库中。与此同时，确保新产生的数据能够得到及时的更新和维护。当某项设备的日常巡检、保养和维修信息在数据库中更新之后，可以同步的反应到BIM模型上。这样一来，一线的检修人员能够实时看到变更信息的内容。此外，为了维护整个系统的安全性，不同的管理人员所具有的权限是不同的。一般的工作人员只能够在自己的工作权限范围内对数据进行修改，而对于其他的数据是无权修改的。而高级别的管理人员能够在审核通过的情况下对BIM模型进行实时调整，并下达维修、养护计划。计划在下达之后，系统会根据任务的目标来进行自动的成本预算、工期预算、方案选择等。以便于指导维修计划高效、低耗的进行。

2.2BIM环境下设备维修工作流程

那么如何在该信息管理平台下开展设备检修工作呢？首先，该系统根据对站内各系统的实际情况以及前期制定的维护计划来生成每日的工作内容。这些工作内容首先会被推送至管理人员处，管理人员根据实际情况来对系统推送的内容进行增删处理。通过审核后，根据审核的内容生成维修列表、和工作单。这些工作单会下发到一线的维修人员手中。这样的优点在于，管理者对检修人员每日的工作有一个实施的掌握，同时维修人员能够清晰的明确自身的工作内容，避免低效率的工作。在进行维修的过程中，维修人员能够调用设备立体图纸、维修手册等信息来辅助工作的完成。当维修人员完成各项维修任务后，填写好的维修激励将会由管理系统保存至数据库。数据库会就将已完成的维修任务在任务列表中消除。

3以电扶梯为例的BIM环境下设备检修工作的开展

当BIM管理系统建设完成之后，则是应用该系统来指导地铁站内的各种机电设备的维修与检测工作。

3.1故障诊断以及信息入库

故障诊断的主要任务是利用故障信息对故障进行检测与分离。可以分为如下几个步骤：（1）故障建模:根据经验知识和系统信息，构建系统的故障模型。该模型的建立目的是为故障的诊断提供必要的技术参数。在进行故障建模的过程中需要的有关于电梯设备的经验和信息全都来自于BIM系统中的数据库存储信息。这些信息是按上图中的流程获取以及记录的。如果没有这些信息，那么该模型的建立就十分繁琐，需要事先进行大量的现场测试。（2）故障检测:分析变量与系统正常情况下变量的差值，根据差值的大小判断系统的故障情况。如果检测到有故障的发生，就给出警告。设备在正常情况下进行工作时，各项参数都有一个范围。由于BIM系统提供了一种可视化的视域对电梯系统的运行状态进行了监控一旦某个零部件的运行参数发生了偏离，则会自动进行偏离程度的计算，并发出警告。（3）故障分离与辨识:故障分离指的是一旦检测到故障，确定出在哪发生的哪种故障，以及发生故障的具体原因是什么;故障辨识指的是对故障的程度、时间、位置等进行确认的过程。（4）故障分类、评价与决策:根据故障的性质将故障分类，并判断出发生故障的严重程度。评价故障对系统的影响，根据不同的情况提出相应的措施。（5）安排维修工人进行检修工作后，将所有数据录入到数据库中，以便于为以后的检测和维修提供数据参考。

以上是对于地铁站内电扶梯从产生故障到制定维修计划的全部过程。可以看到，整个过程都是系统在自动进行计算和监测。相对于传统的定期检修和事故后检修，该系统明显使得检修工作更加具有主动性。且能够更加迅速，准确的作出响应。

3.2电扶梯常见故障及其维修过程

自动电扶梯的结构大致可以分为桁架、梯级系统、扶手带系统、导轨系统、安全系统、电气系统等。其中梯级链结构是最重要的结构之一，同时也是地铁站内电扶梯最容易出现故障的部件。链传动失效的形式有以下几种：铰链副磨损失效

、链板的疲劳破坏、滚子或套筒的冲击疲劳破坏、销轴与套筒的胶合、链条的动载多冲破坏、静力过载拉断等。在传统的检修过程中需要对各种情况进行逐一的排查，才能够找到这一个系统的故障发生点。而电扶梯的结构十分复杂，因此适宜采用BIM系统来完成检修工作。具体做法是：根据数据库中记录的部件损耗时间来推测出改部件的损耗周期。当周期临近时，安排人员进行重点检测。对于突发状况，则可以由BIM系统提供的可视化模型进行快速的分析和诊断。

结语：传统的地铁站内设备的维修方式已经明显不能够适应当前高速的生活节奏。地铁设备的运行情况不仅影响着人们的生活和出行，而且也影响着人们的财产和生命安全。基于BIM的设备检测与维修管理平台是对该行业的一次重大的变革，将信息化手段应用到传统的行业中，有力地提升了该领域的工作效能。当前，BIM技术的应用还不够完善，还有很多功能有待开发。但是可以预见的是，在未来该系统的技术会更加成熟，将会服务于更多的领域。

参考文献：

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[2]刘苏，张奇.基于事故统计分析的城市轨道交通运营安全和可靠性研究[f].安

全与环境工程，2012(01): 90-94.