0 引 言

城镇供水管网系统的运维工作是一项复杂的、长期且十分艰巨的任务.目前，我国许多地区在城镇供水管网建设过程中考虑了后期管理运维成本，但总体上依然是“重建设、轻管理”的现状,普遍存在人工运维成本高、故障排查难、缺乏信息化管理等问题，导致城镇供水管网后期运维手段落后，无法实现城镇供水管网系统的数字化、网络化、可视化和及时化管理[1].

BIM(建筑信息模型)是一种可以对建设项目的物理和功能特性进行管理和数字描述的工具，它最初仅应用于建设项目包括设计、概预算及建设，后逐步延伸到项目维护阶段，为项目全生命周期进行管理和优化，是建筑行业未来发展趋势[2].项目全生命周期通常分为设计、建设、运维和废除四个阶段，从成本角度分析，上述四个阶段分别占项目全生命周期总成本的千分之七、六分之一、五分之四和千分之五；从时间角度分析，运维阶段是项目全生命周期的主要部分.因此，项目运行和维护阶段对项目全生命周期的管理十分重要.

为改善城镇居住环境，提高市民生活水平质量，本文以BIM、云计算和物联网等技术为基础，建设基于BIM技术的城镇供水管网系统运维信息平台，探索具有普遍适用性的城镇供水管网系统运维体系，实现对城镇供水管网系统全生命周期的监督和管理.供水管网智慧运维研究的开展，对促进社会主义新城镇的建设，缓解城镇地区由于水资源短缺导致的矛盾，使城镇生态环境更加宜居，以及在提高广大市民生活质量方面均具有显著性意义.

1 传统供水管网运维与新运维模式对照

目前我国大部分供水企业在管网及关键制水设备日常运营维护方面，依然采用传统的单一管理模式及维护手段，无法满足供水公司制水的安全、高效、节约能源的需求，因此严重制约着国家号召的“大品牌、大市场、大企业”的行业改革[3]思路.

智慧管网的推广为供水管网运维模式提供了新的契机，结合当下成熟的计算机信息化理论和方法，加之BIM三维可视化技术、VR虚拟现实手段等的发展，以三维数字化模型技术为基础、应用于供水管网运维的思想已日渐成熟.基于BIM技术的供水管网运维系统可高效的将各类供水管网及生产设备等融入三维场景中，将动态数据信息实时更新，并与专业属性数据整体同步整合，全面实现供水管网、设备管理数据信息的二、三维一体化，提高城镇供水管网运维的针对性和科学性.

相比传统的供水管网运维模式，新形势下借助各项信息化技术手段实现的供水管网管理有着非常显著的优势，如下表所示.

 

传统供水管网运维管理模式与新运维模式对照表

  

序号传统供水管网管理新模式下供水管网管理1隐蔽工程不可见，维护困难隐蔽工程查看2施工图纸零散且与实际严重不符图纸已数字化形式保存，不易丢失3二维图形信息，非专业人士不易懂全厂区三维模型展示，简单易懂4数据标准不统一，信息分散，无法进行关联和更新，各部门协同效率低系统为数字信息，可以随时更新5信息难以完整保存，很难无损传递设备基础信息管理6事故发生后响应时间长、处理难度大，相关经验难以传承及共享管道可以快速查询和定位

2 BIM技术应用于供水管网运维系统的架构

2.1 BIM技术应用于供水管网运维系统

 

供水管网运维系统建设方案的总体架构由系统设施层、数据处理层、平台选择层、应用显示层四个层次组成，四个层次按一定关系作用形成有机的体系[4].

(4)应用显示层:运维系统的主要功能都集中在本层中，是系统面向管理人员的直接应用部分.

强调临床与科研并重，在多项技术达到国内乃至国际领先水平的背景下，医院重点加强科研工作管理，成功申报了国家自然科学基金项目；发表核心期刊论文3745篇，其中SCI期刊收录论文326篇；承担省部级、市厅级科技支撑计划项目791项；获得省部级科学技术奖励11项，市厅级科学技术奖励244项。

(1)系统设施层:本层是后续三个层次基础软硬件的支撑，是整个运维系统无障碍运行的基础保证.

随着城市化进程的快速发展，城市各项基础设施也进入了快速建设阶段，许多地区都在进行大规模拆迁和改造，在此过程中，经常出现破坏甚至挖断地下供水管道的问题，从而引发严重的安全事故和不必要的经济损失.供水管网工程不仅是城市的公共基础设施，也是城市的公用工程[9]，因此需要对供水管网工程的施工管理进行严格控制，控制好隐蔽工程的质量显得尤为严重.

(3)平台选择层:本层在BIM技术平台的支撑下，通过数据的采集、整合及处理，创建真实的供水管网运维系统平台，是整个系统的应用支撑.

分区内施工顺序为：港池水域清挖至-5米→码头拆除清挖（码头前后5米及箱内回填料）→基槽、边坡清挖→港池清挖。

3.1.1 设备信息

2.2 系统功能介绍

2.2.1 数据采集功能

供水管网运维系统不仅采集了供水管网BIM模型的参数信息，而且对于设备运行中的实时动态，如水压、水量等也通过各种信息传感设备进行了采集.

2.2.2 数据处理功能

本管理以物联网技术为基础，通过BIM模型对日常水量、水压管理进行监控.在管道具有代表性的位置、阀门井、水表井等处安装具有传感功能的电子装置，通过物联网技术集中分析处理并上传BIM模型中进行展示.通过开发数据监测模块可采集管道具有代表性的位置、阀门井、水表井等处的实时数据并对采集信息进行统计分析，对异常情况进行标识或警告.

水量、水压通过不同的数据形式输入进供水管网运维系统，对此，系统建立了一个统一格式的数据库，可以将不同软件输入的不同格式数据进行处理，整合，再进行后续数据的分析和使用[5].

2.2.3 BIM平台功能

本系统采用BIM平台，将各传感器采集的数据通过数据库调取到平台上，将各数据分门别类，应用到不同的管理项目中.在运维中产生的实时数据，再次通过数据的整合和处理进入平台，形成强大的三维可视化数据平台[6].

2.2.4 应用显示功能

应用显示功能为管理人员提供了设备运行管理、隐蔽性工程管理、水量水压监控管理、运维控制管理、应急管理等功能.并且可以由特定的项目需求定制特定功能应用，因此功能是可以根据用户需求进行扩展的.此外，为了方便管理人员进行实时管理操作，系统可以通过台式电脑、手机等移动终端或异步通讯方式进行系统登录.

3 供水管网智慧运维应用

而智慧运维可通过BIM模型管理复杂的地下供水管网隐蔽工程，且在模型中精确得到管道埋深及各管道相互位置，在装修、改建、扩建和拆除作业时避开已有管网位置，为施工安全提供保障.BIM信息模型的应用更便于管网的更换、维修、故障定位，便于对隐蔽工程进行管理，且便于保存有利于实现资源共享和管网信息的更改，实现管网信息的准确性与完整性.

纵观全市土地流转工作的实践，总体上是健康的，但在少数地方也存在着因政策宣传不到位、部分农户恋土情结较重、农民对土地流转价格预期过高等而导致土地流转不畅，以及违背农民意愿、采取行政手段搞土地流转、“非粮化”、“非农化”倾向严重等方面的突出问题。有些问题从表面上看并不突出，但其实是矛盾被暂时掩盖，尚未充分暴露；有些问题虽然是个别现象，或者目前在其他地区比较突出，但也不得不引起我们的高度警惕和重视。为此，针对以上问题，我们需要从以下四个方面引起关注。

3.1 设备运行管理

我小学五年级因抗战爆发、家乡沦陷、学校停办而失学，一直在老家农村种地。实际上即使我在上学的时候，也是一直跟着大人下地劳动的，农村的孩子，一般十来岁早就下地劳动了。

该系统实现了设备的搜索、查阅、监测和定位.通过点击BIM模型中需要查看的设备，可查阅此设备的相关信息，如供应商、参数性能、使用年限、维修电话、所在位置、实时状态等；还可通过监测查看设备历史运行状态记录.该管理系统还实现了所有设备全生命周期管理，例如对即将到达使用寿命的设备进行预警，自动通知管理人员及时更换配件，预防事故发生.通过搜索设备名称或设备代号可准确得到该设备的实施运行状态和准确的位置信息；管理人员可随时打开BIM模型对设备进行实时浏览.

3.1.2 设备运行状态

BIM模型上可展示所有设备的实时运行状态，并以不同颜色来进行区分[8]，如运行正常则显示为绿色，运行异常则显示黄色，运行故障则显示红色.每个设备均可通过监测功能查询其历史运行状态，并对可对其运行状态进行统计分析.

3.2 隐蔽性工程管理

(2)数据处理层:本层包括BIM模型数据、管网矢量地图数据、视频监控数据等，是整个系统数据来源的基础.

简单线性迭代聚类(Simple Linear Iterative Clustering，SLIC)是Achanta等人提出的一种思想简单、实现方便、在局部进行比较计算的快速聚类算法。该方法首先将具有 RGB真彩图像转换到 CIELAB图像空间中，再利用其颜色空间中的1个亮度分量(l)，2个颜色分量(a、b)，将3个分量以及坐标轴x、y构成一个五维空间[l,a,b,x,y]向量k-means聚类。算法步骤入下[8]：

他自己没有了家庭，他贪恋别人的家庭。当他抬起筷子时，很快一碗麦饭吃下去了，接连他又吃两大碗，别人还没吃完，他已经在抽烟了！他一点汤也没喝，只吃了饭就去抽烟。

城镇供水管网的运营维护可分为多项系统工作，例如:设备运行管理、隐蔽性工程管理、水量水压监控管理、运维控制管理、应急管理等相关内容[7].

3.3 水量、水压监控管理

其实，20世纪90年代，我就有一个以画家为个案，系列论评广西美术新风的打算。“新”，一定是我立意写作的动机，以此打算给广西的美术风尚勾画一个新的轮廓，其中计划要写的人中就有郑军里。当时想到的题目是“新唐风”。

3.4 运维控制管理

3.4.1 视频监控

目前，我国监控管理系统仅以显示、记录视频资料为主，相当于实时监控并记录管网运行状况.而以BIM模型为中心的监控管理系统属于运维控制中心的一部分，是基于BIM的可视化管理，智慧运维的监控管理系统不仅可以监控、记录，还可以对视频信息进行处理，及时发现安全隐患并进行反馈.对管网监控管理系统的操作可通过配备大型监控屏幕实现，当管网某一位置产生突发事件即可将该位置的视频图像立即显示出来，并通过BIM模型的其他子系统联合进行突发事件的管理.

中药预防血栓与康复训练：①术后当日：给予口服中药舒筋活血汤辅助治疗，药用桃仁、红花、川芎、当归等14味中药，水煎早晚2次温服，连服3周[2]。指导患者进行足趾及踝关节活动，并进行股四头肌等长收缩训练，预防肌肉萎缩促进下肢血液循环防止静脉血栓形成。②术后1～3日：进行髋关节屈曲训练，训练时注意髋关节活动度以防髋关节脱位，一般从20°～30°开始，每天2次，每次30～60分钟，每1～3 d增加10。③术后4～7日：指导患者下床进行外展功能训练，家属扶持双拐下床锻炼，防止跌倒。活动由小到大，进行步态训练。

3.4.2 维修管理人员位置管理

例如，煎炸的菜肴往往撒以椒盐或辣酱油等，涮品（涮羊肉等）还要蘸上很多的调味小料，蒸菜也有的要在上桌前另烧调汁，烩的乌鱼蛋则在出勺时往汤中放些醋，烤的鸭需浇上甜面酱，炝、拌的凉菜，也需浇以兑好的三合油、姜醋汁、芥末糊等等，这些都是加热后的调味，对增加菜肴的特定风味必不可少。

对于维修管理人员，可通过植入在工作牌中的无线射频芯片和监控管理系统的视频跟踪技术来定位维修管理人员的位置，与待修位置的实时状况一同上传到BIM模型供管理人员进行决策指挥.

3.5 应急管理

与传统管网运维相比，智慧运维的优势是没有工作盲区.对于突发事件的反应能力和事故处理的有效性、时效性十分重要，传统运维对突发事件的反应仅限于响应和救援，而智慧运维则将预防、预警和处理集中起来.以管道爆裂事件为例，在管道爆裂初期阶段BIM系统即可准确定位管道爆裂位置并给维修人员提供最优解决方案，同时实时监控管道爆裂位置周边状况.BIM模型的应用实现了及时、有效地处理突发事件，极大减少突发事件所造成的损失.

4 结 论

针对我国传统城镇供水管网系统运维无法满足经济发展“新常态”下的供水要求，顺应信息技术发展趋势，以BIM技术为中心，通过BIM技术和云计算、物联网技术相结合，建设了新型的城镇供水管网系统智慧运维信息平台.主要得出以下结论：

(1)本文通过研究传统城镇供水管网运维模式和BIM模型的技术特点，构建了以BIM模型为中心的城镇供水管网运维系统框架，将BIM技术、云计算和物联网技术相结合并应用于城镇供水管网运维的具体思路.

(2)本文利用BIM新技术对供水管网运维三维可视化研究进行探索，以期为供水管网运维的经济合理化提供选择，为地下管网的可视化研究提供了创新思路，对于实际工程项目的供水管网优化规划显示具有重要的借鉴价值，是BIM技术在供水管网智慧运维应用中的一次新探索.

参 考 文 献

[1]李娜.县域农村生活污水管网系统长效运维信息化平台研究与设计[J].测绘与空间地理信息，2016，39(2):139

[2]张新兰，李颜强，李文江.积极推进BIM设计技术在市政工程中的应用[J].中国给水排水，2013，29(8):63

[3]杨洪，张前明，熊新社等.大理卷烟厂动力能源管道3D可视化管理系统设计与实现[J].计算机科学与探索，2016，10(增刊):500～501

[4]陈晓.基于BIM的校园运维系统研究[M].西南交通大学，2016

[5]陈广军，张慧君，吕冰冰等.BIM技术在项目运维阶段的应用研究[J].中州大学学报，2016，33(4):121～122

[6]李恒利，贾燕凌，蔡建杰等.给水管网地理信息综合管理平台的设计与实现[J].城镇供水，2017，4:60～62

[7]胡北.基于BIM核心的物联网技术在运维阶段的应用[J].四川建筑，2016，36(6):90～91

[8]汪再军.BIM技术在机场水务管网运维管理中的应用[J].给水排水，2015,41(2):82

[9]周帅.浅谈市政污水管网工程施工及管理[J].给水排水，2016,12:170

[10]中华人民共和国住房和城乡建设部．2016-2020年建筑业信息化发展纲要[M]

课堂参与度通过出勤、课堂发言次数及互动等衡量；学习主动性通过课前任务准备情况、课堂主动发言次数等衡量；语言任务完成度通过课前个人任务完成效果、课前小组任务完成效果、课堂个人任务展示效果、课堂小组任务展示效果等衡量。其中，课堂发言包括听音环节的问题回答及口语环节的自由发言等；语言任务主要包括听音环节的故事重述、口语环节的主题陈述及视听说环节的对话还原等。