京张铁路BIM案例.docx

京张城际铁路BIM环保管理随着众多客运专线投入运营，我国高铁建设实现了跨越式发展。同时，人们对高铁设计、施工及运营过程中的环保问题越发重视。为把对环境的影响减小到最低，应充分运用新技术对环境采取必要的防护措施。京张城际铁路起自北京北，抵至河北张家口，全线长约174km，2016年上半年开工，2019年底建成。京张城际铁路将成为世界上第一条设计时速350km有砟轨道高速铁路，也是世界上第一条设计时速350km的高寒、大风沙高速铁路。京张铁路不仅有力保障2022冬奥会举办，还带动北京科技、金融和人才优势与张家口环境资源优势互补，促进京张联动发展。冬奥之都张家口京张城际铁路在解决北京西北部运输问题的同时，需要做到环境问题可预测、可感知、可分析、可控制，为实现“绿色京张”“智慧京张”提供支持。中国铁路总公司针对京张城际铁路信息化建设，专门成立了BIM项目组，不仅将“三站三隧”BIM应用、重点工程无人机倾斜摄影、BIM与GIS融合三维可视化管控等技术应用于京张，还利用BIM技术，实现大量、多维度数据的综合展示分析功能，从而提升对环境数据的综合利用，达到环境在线监测设备获取现场数据与管理手段紧密结合的目标。建设期环境监控环境监控系统由部署在现场的在线仪表、数据集成设备和远端环境监控平台组成。在线仪表与数据集成设备以在线仪表数据物理接口为界，数据集成和环境接口平台以服务器软件接口为界。环境监控系统架构在线仪表在线仪表使用物理、化学原理，将单一时刻某项或某几项环境因素转换为确定的数字量数值，并与数据集成设备通信。在线仪表部署是监控系统的神经末梢，一般在以下地点部署： 对环境造成影响的工程设施出口，如污水排放口、锅炉烟囱、噪声源等 治理设施，如污水处理设施、废气处理设施等 环境敏感点、敏感区，如医院、学校、水源地、居民区等 人员活动区、工作区、聚集地 厂界、边界、交界数据集成数据集成一般由多种通信技术、数据接收模块、数据上报模块和本地服务器组成，是一项软硬件结合的技术服务： 由铺设线路和通信调试组成，一般由在线仪器设备厂家与仪器安装服务打包、共同完成 数据集成工作十分依赖设备本身特点 为保证系统数据安全，应设置本地服务器存储数据，并部署数据接收模块和数据上报模块环境监控平台数据平台完成监测数据的展示、统计、预警、管理和导出工作。以空气监测为例，监测点数据通过三维空间位置信息，与BIM模型关联。原始数据可以使用导航树选择查看单一监测点或多个监测点数据。选择单一监测点查询数据，数据表格界面以时间为行、监测因子为列，展示具体数据值，为专家对标提供实际数字。可由用户选定时间范围。三维渲染模型三维渲染模型信息特点： 三维模型视点位置关联导航树，在三维视图中选取监测点位等效于在导航树中选取监测点位 三维模型对时间轴（位于模型下方蓝色进度条）所示时刻，选定监测点和选定因子进行动态粒子渲染。粒子密度、形态、着色与因子类型、数据和超标状态关联 时间轴使用默认速度播放渲染效果动画环境监控平台不断获取在线仪表的数据，自动存储并展示。管理人员通过设置预警线，完成对数据情况的初步判断。运营期环境监控在工程建设期，数据监控平台实现的展示、统计、预警、管理和导出功能，满足工程建设对环境监控的需求。当升级至运营期公共服务监控时，在集成原有功能的同时，应更加深化系统应用。数据分析运营期主要监测对象由工程作业转为公共人群。对监控数据的空间位置分布，从点状升级为场。而增加布设监测点（在线仪表）受到诸多因素限制，因此需要使用数据模拟将点状数据补充为场状数据。运营期监测的主要数据类型为空气场（风场）、噪声场。噪声场兼顾站内和站外敏感点。数据模拟通过数学模型计算，将空气、噪声监测数据代入模型，并通过人工补充测量不断调校模型。最终，数据输出形式为BIM模型，填充敏感空间。空气场、噪声场BIM模型受到监测数据驱动不断变化。风场模拟数据发布环境监控数据为整个运营期多种运维保障信息化平台中的组成部分，在完成自身业务的同时，也向其他平台提供数据接口服务。数据接口类型如下： 传统数据表式接口，获取某段时间某些监测点监测数据 BIM模型结合数据推流的形式，展示数据驱动模型，表达监控中的空气场、噪声场环境管理完善与提高监控数据经过模拟形成数据场，充实了数据内容，再通过反复调校验证，成为能够确实反映场内环境情况的可信数据。在此基础上，可实现深度分析，提高管理精度。溯源分析溯源分析是在时间轴上向前推移，根据现象分析该现象产生的原因。溯源步骤如下： 在当前风速条件下，根据气体扩散速度，确定在预定时间间隔前可能影响该点的空气场范围 追溯该空气场范围内监测点，判断此次超标是否为孤立事件。为非孤立事件时，扩大查询范围，获取更大范围内影响该点的气体数据；重复上一步直到确定事件影响范围，并确定源头为内部源或外来源 模拟风场移动轨迹，形成报告环境数据辅助设计BIM技术为环境监控提供了丰富的数据信息载体，同时能够搭载铁路项目运维数据。全