特殊用途石化储油工程的智能化项目管理研究_孙海君.pdf

第 18 卷增刊 2地 下 空 间 与 工 程 学 报Vol.182022 年 12 月Chinese Journal of Underground Space and EngineeringDec.2022特殊用途石化储油工程的智能化项目管理研究孙海君(军事科学院 国防工程研究院,北京 100036)摘要:服务于特殊领域的石化储油工程为满足隐蔽性、安全性等相关设计要求,多选址于偏远地区,故工程地点地理环境特殊、场地环境复杂、交通运输条件差。针对其项目管理中存在的常见问题,本研究基于建筑信息模型和地理信息系统技术,提出智能化解决方案。BIM+GIS 技术可对复杂条件下储油工程选址进行模拟;通过 BIM 进行管网深化设计,清晰反映设备管线在空间中的实际位置关系;应用 BIM 技术模拟工程施工过程,可以最大限度保护环境,控制工程成本,降低不必要的浪费。解决了特殊用途石化储油工程的选址困难、管线难布置、破坏环境、成本高等问题,为特殊用途的重要工程工程项目管理提供了更加有效的智能化手段和解决途径。关键词:石化储油工程;项目管理;智能化;建筑信息模型;地理信息系统中图分类号:TE863文献标识码:A文章编号:1673-0836(2022)增 2-0835-06Research on Intelligent Project Management of Special-Purpose Petrochemical Oil Storage EngineeringSun Haijun(Research Institute for National Defense Engineering of Academy of Military Science PLA China,Beijing 100036,P.R.China)Abstract:In order to meet the relevant design requirements of concealment and safety,petrochemical oil storage projects serving special fields are mostly located in remote areas.Therefore,the project site has a special geographical environment,complex site environment and poor transportation conditions.Aiming at the common problems in its project management,this research proposes an intelligent solution based on BIM+GIS.BIM+GIS technology can simulate the site selection of oil storage projects under complex conditions;the deepening design of the pipeline network through BIM can clearly reflect the actual location relationship of equipment pipelines in space;the application of BIM technology to simulate the construction process of the project can maximize the protection of the environment,control engineering costs and reduce unnecessary waste.It solves the problems of difficult site selection,difficult pipeline layout,environmental damage and high cost of special-purpose petrochemical oil storage projects,and provides a more effective and intelligent means for the management of important engineering projects for special purposes and solutions.Keywords:petrochemical oil storage project;project management;intelligent;BIM;GIS0引言应用于特殊领域的野外机械设备性能发挥必须依靠油料和油料装备的保障支持1。特殊领域石化储油工程的首要任务是保障,由于其管线管网错综复杂,给后期维护管理带来诸多不便,一旦发收稿日期:2022-04-01(修改稿)作者简介:孙海君(1980),女,北京人,高级工程师,主要从事油料储运相关科研工作。E-mail:sungaijun1989 基金项目:国家自然科学基金(41877219);重庆市自然科学基金院士专项(cstc2021yszx-jcyjX0002)生漏油,将会带来经济和环境的问题,如果在特殊时期,将会造成不可挽回的后果2。其建设地址选择的好坏,不仅关系到工程自身在特殊时期的生存问题,更直接关系到保障任务能否顺利完成,还有可能间接影响到事件的进程甚至是胜负3-5。因此,成功的特殊领域石化储油工程对提高作战油料保障效能具有重要的理论价值和实际意义。BIM 与 GIS 技术的应用使得石化储油工程建设管理更加便捷,尤其是在建设选址、场地分析、管线综合优化、安装施工模拟等方面,能够为工程项目管理提供更加有效的智能化手段和解决途径。1BIM 与 GIS 应用进展BIM 是近年来在建筑施工领域、工程设计出现的一种新兴技术,BIM 在三维(3D)信息融合技术基础上,对建筑、工程、施工和设施管理所需的必要信息进行了集成6-7。该方法将工程全过程一体化,可以显著提高建设工程全过程的效率,降低风险。李芊等8将 BIM 模型与物联网技术相结合,搭建一个便于后期综合管廊维护运营的协同管理平台。蒋雅君等9基于 Revit 二次开发,结合隧道病害参数,将隧道病害进行三维可视化展示,为后期隧道维护提供便利。陈苏10以 BIM 技术为核心,为提升运行过程的信息化和智能化,应用物联网技术,大大减少了人工操作引起的误差,实现了城市地下综合管廊智慧化运行。何高峰等11在BIM 模型基础上,加入地质数据库,建立了隧道三维 BIM 模型,实现 BIM 对复杂隧道安全预警预测、三维可视化和结构分析等应用。GIS 技术是在地理信息技术的基础上发展起来的一门管理和分析空间数据的科学。GIS 具有较强的数据采集能力,针对于地形复杂、选址布设困难的重点工程,可以大幅降低整个过程数据采集工作的难度,经分析、处理后的数据信息以三维图像的方式进行表达,可以清晰直观地反应复杂场地的详细信息,可在工程建设选址时提供极大的便利。仇玉良等12基于三维 GIS 思想,开发了地铁车站综合管网信息系统,最大程度的对管线设计进行优化,具有节省时间,降低成本的作用。王乾坤等13通过三维 GIS 应用对地铁车站综合管网设计进行优化,可很好的解决管线的冲突问题。娄书荣等14基于 GIS 三维建模方法,对城市地下空间的地下综合管线、地下建构筑物、地质环境进行建模,建立辅助分析系统,可提高规划效率,降低成本。2特殊用途石化储油工程中常见问题特殊用途石化储油工程由于使命特殊,在平时要保密隐藏,特殊时期要能够保障前方,其地址选择相比于民用储油工程更加严格,考虑的条件更多,这也给工程建设带来了许多挑战。2.1工程选址困难特殊用途石化储油工程设计选址需要综合考虑多方面因素。首先,工程位置须满足保密要求,工程需要利用地理地貌特征实现有效自然伪装,又满足道路运输隐蔽性和便利性等要求。其次,由于工程位置偏远、地形复杂,致使大型勘测设备难以到达现场,现场测绘等外业工作难度大,选址效率低下。2.2复杂地形条件下的设备管线布置困难特殊用途石化储油工程设备及管线类型多、技术标准高、设计施工难度大,同时复杂地形条件下高差变化大,给设备管线排布的设计工作带来更高挑战。传统设计图纸不够直观,各专业缺乏高效协同设计,从而引发总图布线误差大、节点表述不清等问题。2.3环境保护要求高随着我国对工程建设行业绿色生态发展提出越来越高的要求,特殊用途石化储油工程在设计施工运维各个环节需要充分考虑对古树木、山体、湖泊等自然环境的保护及工程建成后的生态修复工作,确保建成环境友好型储油工程,同时也有利于工程自然隐蔽。2.4成本控制要求严苛复杂的地理条件、特殊的设计要求、高标准的输油工艺和安装精度等都对工程的设计建造成本控制提出了极高的要求,须充分考虑工程建造过程中的各项风险因素。3常见问题智能化解决方案BIM 中包含着大量的工程建设信息,但没有包含工程相关的地理空间信息,但对于一些施工环境复杂的项目,BIM 还需要周围空间信息来完成建筑环境评价、资源配置和结构安全分析15。大空间尺度上,GIS 能够在基于室外环境的功能和物理空间关系进行空间分析,但它缺乏详细而全面的建筑信息数据16。针对特殊用途石化储油工程,就需要将 BIM 和 GIS 配合使用。BIM 和 GIS 来自不同的领域,是为该领域的特定需求而开发的,由于两638地 下 空 间 与 工 程 学 报第 18 卷者之间的差异(几何表示方法,空间尺度,粒度级别,存储等)使得二者集成为一体使用并不容易。BIM 主要用于表示模型生成之前不存在的对象,GIS 旨在对我们周围已经存在的物体进行建模,并且这些模型应该尽可能容易识别。所以信息不匹配是集成 BIM 和 GIS 的挑战之一。目前 BIM和 GIS 的集成融合可分为 3 个级别。(1)数据级的集成研究 武鹏飞等17认为 CityGML 和 IFC 两个标准之间的相互转化是造成 GIS 与 BIM 融合过程信息丢失最主要的原因之一。蔡文文等18通过对 IFC 和CityGML 的转换进行几何过滤,实现了 BIM 和 GIS的数据集成融合,实现了在 GIS 平台上进行 BIM可视化分析。(2)过程级的集成研究 过程级的集成不会改变 BIM 和 GIS 的数据格式和结构。于国等19为了开发一个无缝集成系统,采用 web 技术一部分的参考本体来存储和表示差异,参考本体并不是一个新的本体类别,而是通过扩展和专门化高级本体来对许多领域进行全局查看。唐 小 龙 等20在 Skyline 平 台 上,对 BIM和 GIS 进行集成,可进行工程场景的三维可视化展示,可实现工程进度信息多角度展示,便于工程人员掌握工程进度情况。(3)应用级的集成研究 应用级的集成,源数据和对象数据都没有改变,也没有开发任何服务或本体,这种类型的研究通常是为了服务于特定的工程而实施的。汤栩懿等21、李谧等22在 BIM 和 GIS 技术集成基础上,建立了施工统一管理平台,并应用于实际工程案例。周文等23在 GIS 平台基础上,导入 BIM 模型数据,基于此构建二者的集成应用,可实现地下综合管廊生命周期全过程智能化运行。3.1基于 BIM+GIS 的模拟选址在工程选址问题中,GIS 技术主要运用在城市资源配置中,如消防局、物流配送区、物流园区、市场、销售中心、汽车站、机场选址、以及城市公用设施(垃圾场、自来水厂等)的选址和布局24。GIS技术具有数据分析和信息转换的能力,可在对原始数据进行合理的建模与数据分析后,得出正确选址所需要的结论,为投资决策提供了依据。在特殊用途石化储油工程前期规划阶段,需要完成油料库工程的基本准备,从工程概念提出到具体设计环节进行充分论证,并对交通线路进行整体规划。由于特殊用途石化储油工程地理位置偏僻、交通不便、大