1，项目概况
  
  上海市轨道交通18号线工程是一条从东南航头站至西北长江南路站的过江线路，全程共设置26座地下车站，控制中心一座。18号线工程从设计、施工到运维阶段开展了全生命期的BIM技术应用，实现了BIM数据全生命期无缝传递，在运维阶段集成物联网（IoT）数据，初步实现了“数字孪生”，助力全线车站运维管理数字化转型。
  
  2020年12月26日，一期南段开通初期运营，基于BIM的车站智慧运维管理平台（以下简称“BIM运维平台”）在南段全部车站实现了同步交付。
  
  2，应用概况
  
  2.1 组织架构
  
  上海轨道交通18号线BIM运维平台项目在建设阶段提前考虑运营方的管理需求，以上海申通地铁集团有限公司牵头形成以下的BIM应用组织架构，如下图所示。
  

组织架构

  
  1) 上海申通地铁集团作为本项目的牵头单位，负责项目总体技术路线的把控，协调各参与方资源，保障项目顺利推进。
  
  2) 上海磁浮交通发展有限公司作为18号线的运营方，是本项目的BIM应用需求方和最终使用方，将运营管理需求通过BIM运维平台进行落实，提升自身智慧化管理水平。
  
  3) 18号线项目公司是本项目的建设方，负责项目立项、方案落实、硬件施工、现场协调等工作，是本项目推进的主力军。
  
  4) 上海市隧道工程轨道交通设计研究院一方面是本项目的设计方，一方面是BIM运维平台的核心研发团队，负责平台网络架构、功能架构等设计工作以及平台代码开发、数据实施、调试测试、系统培训等工作。
  
  2.2 应用目标
  
  本项目通过建设BIM运维管理平台，集成IoT动态数据，搭载标准化运维业务流程，打造运维数据库，实现车站智慧化运维管理，应用目标主要包括：
  
  
  2.3 技术路线
  
  本项目提出了由数据层、平台层、应用层组成的技术路线，如下图所示：
  
  
  3，创新亮点
  
  本项目将BIM技术及其与物联网、室内定位等技术的融合拓展应用到城市轨道交通运维平台并投入使用，属国内首次，目前未见类似案例。总结本项目的创新亮点包括四点：
  
  亮点一：基于BIM + IoT的轨道交通数字孪生底座建设。
  
  亮点二：数字孪生驱动标准化运维管理业务。
  
  亮点三：制定BIM与制造业、IoT数据交换标准，实现全业务链数据深度融合。
  
  亮点四：优化移交流程，实现数字资产与实物资产同步移交。
  
  
  3.1 亮点一：基于BIM + IoT的轨道交通数字孪生底座建设
  
  基于BIM + IoT的轨道交通数字孪生底座建设是本项目的主要创新亮点，包含4项关键技术和4项核心应用。
  
  4项关键技术是：
  
  （1）数字资产平台化交付技术
  
  数字资产的交付，以往常采用线下审核+物理介质移交的方式，审核效率低、管理难度大。本项目在建设阶段利用线上平台进行交付审核，数据自动同步到运维平台，减少审核工时35%以上，大大提升工作效率和数据质量。
  

 数字资产交付

  
  （2）运维模型数据轻量化共享技术
  
  通过BIM模型轻量化自动处理流程，在保证模型渲染效果同时，保证平台访问的便捷性、流畅性、稳定性，满足作为数字孪生底座的基本要求。18号线全线车站竣工模型的平均轻量化率在43%左右。
  
   模型轻量化
  
  （3）数据自动化集成技术
  
  基于轻量化数字底座集成运维阶段各类静态、动态数据，以统一编码为核心形成数据自动化集成技术路径，进而服务于业务应用场景。
  
   数据集成
  
  （4）室内定位融合技术
  
  首次采用蓝牙技术和超宽带技术融合定位方案，满足不同区域的人员定位精度需求。
  

 BT+UWB融合定位

  
  基于上述4项关键技术，将竣工移交的数字化资产通过物联网技术与设备运行状态集成，实现设备管理、客运管理、人员管理、数据分析等4项核心应用，已在18号线实际工作中应用，具备较高的应用成熟度。
  
  （1）设备管理
  
  在平台三维场景中可查询设施设备的基本信息，包括编码、名称、规格型号、生产厂商等，进一步可查看竣工交付的精细模型、设备文档资料等静态数据。
  
  同时在三维场景中可视化显示设备实时运行状态和详细运行数据；对故障设备可直接发起维修工单，自动填入设备编号、故障代码等信息，保证工单数据的结构化。随着数据的积累，形成设施设备运行履历，可分析设施设备健康程度。在现场通过移动端扫描二维码可同样进行查询、报障、设备巡检等操作，大大提升一线人员工作效率。
  
  （2）客运管理
  
  集成车站客流数据，支持查询和数据分析，可掌握站内客流趋势，相应开展客运组织工作。移动端可上报客运事件，通过定位系统自动记录事件发生位置，可分析不同类型事件的高发位置，辅助客运组织决策。
  
  平台将电子台账等大量的日常工作数据电子化、结构化，可实现数据的查询追溯、统计分析，充分发挥信息价值；另外集成视频监控数据，做到虚实结合，更好的为车站客运服务。
  
  （3）人员管理
  
  集成定位系统数据，实现人员实时位置和历史轨迹的可视化查询。
  
  结合定位对巡检工作进行标准化配置和精细化过程管理，实时掌握巡检工作进度，并可进一步扩展到委外人员管理。
  
  （4）数据分析
  
  平台对各类数据进行统计分析和深度挖掘，发现异常，及时预警，为管理决策提供支持；同时自动生成业务报表，成为考核依据。
  
  
  3.2 亮点二：数字孪生驱动标准化运维管理业务
  
  数字孪生驱动标准化运维管理业务，实现轨交车站的办公电子化、管理精细化、数据一体化和分析智慧化，对管理模式有所创新。
  

 管理模式创新

  
  3.2 亮点三：制定BIM与制造业、IoT数据交换标准，实现全业务链数据深度融合
  
  本项目通过制定设备供应商数据交付技术指导要求，对原有项目级BIM交付标准进行了扩展和补充，打通制造业与BIM的数据链。
  
     
  本项目与综合监控系统、视频监控系统、定位系统、OA办公系统、运管平台等5个外部系统进行了动态数据数据对接，形成了项目适用的标准数据接口，并逐步在其他线路进行推广,逐步升级为企业级数据接口标准，实现全业务链数据深度融合。
  
  
  3.2 亮点四：优化移交流程，实现数字资产与实物资产同步移交
  
  本项目同步推进实物资产移交和数字资产移交，两个移交流程实现初步整合，从资产管理层面保证数字孪生的虚实数据的统一性。
  
  4，经验总结
  
  18号线基于BIM的车站智慧运维管理平台从2020年1月16日正式批准实施，到2020年12月11日顺利通过初期运营评审专家组的现场检查，前后共计11个月时间，期间还包括了春节假期以及疫情的影响。工期紧，任务重，要求高，影响面广，项目难度较大。总结本项目成功的经验主要包括：
  5，应用思考
  
  上海轨道交通18号线BIM运维平台以建设阶段交付的BIM竣工模型数据为基础，搭建了三维轻量化数字化运维模型场景，集成了运营期间各类静态、动态数据，包括设备厂商产品模型与资料、资产信息、设备运行状态信息、视频监控、人员定位信息等，数字化模型与车站实际运行状态相对应，初步实现“数字孪生”。平台具备设备管理、人员管理、事件管理、站务管理和统计分析等五项功能，支持面部识别、触屏操作等智能化交互，桌面端、网页端和移动端形成多端互联。BIM运维平台首次实现在全线正式运营时同步上线，利用数据自动化集成和轻量化共享，为车站运营减负增效，为将来智慧城轨、智慧城市打下基础，在城市轨道交通运维阶段具有较高的推广应用价值。同时，通过本项目的应用和实施，为上海地铁运维阶段BIM应用相关标准的形成和制定积累了宝贵经验，有效促进BIM技术全生命期应用在轨道交通行业的标准化发展，为企业数字化转型提供技术支撑。