地铁车站机电设备论文

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1研究的范围和新特点

1.1三维场景搭建

根据地铁车站实际结构设计图纸，运用主流的建筑BIM建模软件建立地铁车站的3D模型，并将各机电设备的3D模型作为一个坐标控件嵌入其中。使用RevitArchitecture/3DMax/Solidworks建立地铁车站机电设备的3D模型，同时赋予模型各种属性信息，包括构件、设备、管线的材质、型号、安装高度、安装方式等。最后通过与虚拟仿真平台的接口实现地铁车站内部场景及其相关系统设备的自由漫游。

1.2设备维护仿真

建立设备动态编码信息，根据具体地铁车站PLC或I/O服务器接口协议，通过地址转换，自动获取动态管理所需的设备信息，进行设备的维护仿真。设备动态管理及维护主要是及时获取设备运行信息，实现设备运行的累计运行时间统计、工况分析、负荷分析、动态维修提醒、动态维护提醒。

1.3信息交换及共享平台

建立设备维护及备品信息等数据库，同时结合BIM提供的丰富的模型信息，包括实体信息、位置信息、设备信息、安装信息、运营维护信息、管理信息等，建立信息交换与共享平台，有效整合项目全过程信息，实现信息在不同环节的无缝集成。

2系统设计

2.1三层体系架构

考虑到地铁车站管理者在空间上的远距离及使用的方便性，本项目采用B/S模式，用户使用方便，也可以为设备管理业务提供更好的技术支撑。表示层提供应用程序的用户界面，用户要输入的设备信息及漫游控制等内容由该层输入。业务逻辑层将设备信息管理、库存管理、场景驱动、数据分析、通讯管理等的处理紧密结合起来，保持数据的高度一致性和完整性。数据层向外部系统提供数据访问，各级用户可以得到相应权限的数据支持。

2.2系统逻辑结构

系统的总体结构包括：虚拟仿真、设备管理、在线维护和网络通讯四大模块，分别实现地铁车站场景漫游、设备信息管理、安装维护和通讯功能。

2.3系统工作流程

系统工作流程反映了设备维护及管理过程中的数据来源及对数据所进行的处理，直观的反映了系统的全部功能。通过系统运行积累了设备使用的大量数据，为设备维护工作机管理决策提供更加便捷的工具。

3系统实施

地铁场景及机电设备的三维漫游为规划设计地铁车站机电设备的安装维护管理提供了依据。首先利用具有文件输出接口的三维建筑信息建模软件Revit进行系统相关场景及对象的几何建模，然后以.fbx等文件格式输出，最后通过Unity中的数据接口读取.fbx及数据源文件，并将其转化为场景组成节点，从而建立系统的三维虚拟场景。控制的实际环境是从操作台的组态软件发出命令，经由以太网处理传递到本系统。本系统接收到从组态软件发来的控制命令，做出相应的动作，并把本系统当前的部分主要状态值发还给组态软件。

4结束语

利用BIM的可视化、模拟性和可出图性，将地铁设备置于BIM的三维地图中，增加了运维时期的方便性。在设备管理数据库建立后，在上位机中点击相关设备就可直接查到设备的静态和动态特性。使用这套设备管理数据库，可以降低地铁运行期间的设备维护管理成本，实现设备数据管理的可视化、智能化。本项目将BIM技术应用于地铁车站机电设备的安装及维护过程中，为地铁机电设备的正常运营提供了必要的辅助支持。

作者:张冰单位:上海交通大学自动化系