地鐵車站機電設備論文

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1研究的范圍和新特點

1.1三維場景搭建

根據地鐵車站實際結構設計圖紙，運用主流的建筑BIM建模軟件建立地鐵車站的3D模型，并將各機電設備的3D模型作為一個坐標控件嵌入其中。使用RevitArchitecture/3DMax/Solidworks建立地鐵車站機電設備的3D模型，同時賦予模型各種屬性信息，包括構件、設備、管線的材質、型號、安裝高度、安裝方式等。最后通過與虛擬仿真平臺的接口實現地鐵車站內部場景及其相關系統設備的自由漫游。

1.2設備維護仿真

建立設備動態編碼信息，根據具體地鐵車站PLC或I/O服務器接口協議，通過地址轉換，自動獲取動態管理所需的設備信息，進行設備的維護仿真。設備動態管理及維護主要是及時獲取設備運行信息，實現設備運行的累計運行時間統計、工況分析、負荷分析、動態維修提醒、動態維護提醒。

1.3信息交換及共享平臺

建立設備維護及備品信息等數據庫，同時結合BIM提供的豐富的模型信息，包括實體信息、位置信息、設備信息、安裝信息、運營維護信息、管理信息等，建立信息交換與共享平臺，有效整合項目全過程信息，實現信息在不同環節的無縫集成。

2系統設計

2.1三層體系架構

考慮到地鐵車站管理者在空間上的遠距離及使用的方便性，本項目采用B/S模式，用戶使用方便，也可以為設備管理業務提供更好的技術支撐。表示層提供應用程序的用戶界面，用戶要輸入的設備信息及漫游控制等內容由該層輸入。業務邏輯層將設備信息管理、庫存管理、場景驅動、數據分析、通訊管理等的處理緊密結合起來，保持數據的高度一致性和完整性。數據層向外部系統提供數據訪問，各級用戶可以得到相應權限的數據支持。

2.2系統邏輯結構

系統的總體結構包括：虛擬仿真、設備管理、在線維護和網絡通訊四大模塊，分別實現地鐵車站場景漫游、設備信息管理、安裝維護和通訊功能。

2.3系統工作流程

系統工作流程反映了設備維護及管理過程中的數據來源及對數據所進行的處理，直觀的反映了系統的全部功能。通過系統運行積累了設備使用的大量數據，為設備維護工作機管理決策提供更加便捷的工具。

3系統實施

地鐵場景及機電設備的三維漫游為規劃設計地鐵車站機電設備的安裝維護管理提供了依據。首先利用具有文件輸出接口的三維建筑信息建模軟件Revit進行系統相關場景及對象的幾何建模，然后以.fbx等文件格式輸出，最后通過Unity中的數據接口讀取.fbx及數據源文件，并將其轉化為場景組成節點，從而建立系統的三維虛擬場景?？刂频膶嶋H環境是從操作臺的組態軟件發出命令，經由以太網處理傳遞到本系統。本系統接收到從組態軟件發來的控制命令，做出相應的動作，并把本系統當前的部分主要狀態值發還給組態軟件。

4結束語

利用BIM的可視化、模擬性和可出圖性，將地鐵設備置于BIM的三維地圖中，增加了運維時期的方便性。在設備管理數據庫建立后，在上位機中點擊相關設備就可直接查到設備的靜態和動態特性。使用這套設備管理數據庫，可以降低地鐵運行期間的設備維護管理成本，實現設備數據管理的可視化、智能化。本項目將BIM技術應用于地鐵車站機電設備的安裝及維護過程中，為地鐵機電設備的正常運營提供了必要的輔助支持。

作者:張冰單位:上海交通大學自動化系